浅谈电力系统电能计量信息采集通讯技术

摘 要：社会经济技术的发展与进步对电力系统的运行质量提出更高的要求，它与人们生产与生活联系紧密，越来越受到更多人的高度重视。科学技术的进步与更新为通讯技术的发展创造了良好的条件，通讯技术的应用范围越来越广泛，已被大规模运用于电力系统的运行中，对电厂电站数据集点亮的采集等电能计量信息的采集提供了可靠的技术支持。针对电力系统中电能计量信息采集应用的通讯技术进行分析与探讨。

关键词：电力系统 电能计量信息采集 通讯技术

中图分类号：TM746 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）012-087-02

通讯技术在先进的现代化技术与理论等方面的支持下，已取得较快的发展与进步，通讯技术的优势在发展中越来越鲜明，被广泛应用于各行各业的生产中，在电力系统的运行中也得到将大规模的应用，尤其是在电能信息采集方面发挥了重要作用，有效提高了电能计量信息采集的准确性与信息数据的精度，为电力系统的高效运行提供很多便利，对于实现电能计量系统的高效节能有着至关重要的意义，并在保障电力系统运行质量方面发挥着也将长期发挥重要作用。

1电能计量信息采集通讯技术

电力系统电能计量信息采集的通信组网分为两部分，即本地通信与远程通信。

1.1本地通信

客户电能计量装置与系统采集终端间的数据通信即为本地通信，本地通信因电能计量信息采集应用的不同而存在较大差异，例如：可通过RS-485总线通信方式，简单而方便地进行对公用或专用变压器的电能计量信息采集，而通过本地通信采集居民电能信息却较复杂，需要多种通信方式集合起来进行采集。本地通信的通信方式有多种，主要包括RS-485总线通信方式、低压电力线载波通信方式以及微功率无线通信方式等，其中RS-485总线通信方式的通信质量主要取决于RS-485芯片质量，RS-485芯片必须保证接收器输入端输入电阻为12千欧或以上、输入端电容低于50 pF且输入灵敏度可达到200mV，同时驱动器可输出共模电压为正负7V，若配置120欧终端电阻时有32节点数，则驱动器还可输出不低于1.5V的电压。低压电力线载波通信方式还可分为两类，及窄宽和宽带。而微功率无线通信方式也被称之为小无线通信，是发射功率不大于20兆瓦且使用频率433/470兆赫的无线射频通信，蓝牙技术因其设备简单且较强的抗干扰能力等优点而在微功率无线通信方式中应用最多，在电厂与供电站的电能信息数据采集方面发挥很大作用。

1.2远程通信

系统主站与系统采集终端间的数据通信即为远程通信，主要包括公网通信与专网通信，其中公网通信是通过专用线与光缆等通信资源并基于有线电话网、移动GPRS、城市宽带网以及联通CDMA网等有线与无线数据传输网络而组成的通信网，需要在保证安全可靠运行并满足实时性要求的基础上合理选择通信资源并建立通信链路，这也是远程通信对数据传输的基本要求。而230MHZ无线专网是由国家无线电委员会规定并在早期电力负荷管理系统中发挥重要作用，230MHz无线电通信的通信环节少且效率高，直接由终端与主站电台通信，且230MHz无线电通信的为双工频点，并可通过异频半双工方式实现两个频点的收发，而存在于两个频点之间的保护频段对于发射机与接收机间的干扰防御有很大作用。根据国家无线电委员规定，230MHZ无线电通信采用的频点为220-240MHZ频段范围，信号在这一频段内的传输过程中会受到诸如地物及地形等多方面的影响，而对于计算分析的信号传输特性与实际结果存在差异的状况，则必须通过建立可靠的230HMZ无线电通信网来进行信号场强测试以及电波传播特性的实地研究。

2光纤通信网络技术

根据电力通信规划且以光纤为信道而建立的电力系统的内部通信网络技术即为光纤通信网络技术。

2.1光纤通信网络技术特点

光纤通信网络具有较大的容量，而且其体积较小且质量较轻，这不仅有效降低了运输难度，也使得施工简单便利，同时光纤通信网络衰减极小，还有较良好的防干扰性能，并且因光纤不会受到电气化铁道、强电以及雷电等的干扰，使得光纤通信网络也具有极好的抗电磁脉冲能力及保密性，光纤通信网络还有成本较低的优势，有效降低了有色金属用量。

2.2微功率无线通信技术

通信收发双方只要在限制范围内的发送功率并通过无线电波进行信息的传输，就可以称之为微功率无线通信，也就是说，微功率无线通信技术有相当广泛的定义范围。通常情况下，微功率无线通信技术是先通过发送端进行编码与调制待发送的数据，然后进行数模转换与信号调理以及发射，再通过接收端接收信号并进行滤波及增益调节，最后实现模数转换解调以及解码输出并完成整个通信过程。所谓微功率，其实就是与发射功率较大的无线通信设备发射功率相较而言的，主要包括PHS、CDMA、GSM以及电视信号塔等，较之于10W以上发射功率的GSM基站，常见手机的发射功率最大为2W，而发射功率更大的就属电视信号塔了，而微功率的无线通信设备，其发射功率主要都低于l00mV，并且还严格限制着其他相关参数，包括功率谱密度以及散射功率等。

2.3主流微功率无线通信技术

主流微功率无线通信技术主要包括ZigBee技术以及蓝牙技术：（1）ZigBee技术（IEEE 802.15.4）。ZigBee是在IEEE 802.15.4标准基础上发展起来的扩展集，而ZigBee技术是新兴的无线通信技术，具有自组织、距离短、数据速率与复杂度低、且功耗与成本低等特点，ZigBee技术是在24GHZ的ISM频段内进行工作，其无线传输速率为10M-250kbit/s，且距离在10米到75米范围之间，该技术近似于蓝牙技术。ZigBee技术主要适用于不需要连续更新以及实时传输的条件下，很多时候是不需用ZigBee技术的。不过ZigBee技术有一个叫鲜明的特点，即通信能力相当强大，主要可以从其通信速度方面得到论证和体现，ZigBee技术的通信速度可高达每秒250千比特，其通信效率在75字节以下的数据帧长度时甚至比蓝牙技术还要高。所以说，ZigBee技术对于大规模网络化集抄而言是由相当重要的意义的，通过ZigBee技术来集中庞大网络中的数据，只需要较短的时间就可以实现，这项能力也是优于其他形式的集抄手段的重要优势。（2）蓝牙技术。蓝牙技术也是使用2.4GHZ的ISM频道的一种支持短距离设备通信的无线通信技术，具有距离短、数据传输速率高且成本低等特点，利用蓝牙技术可以主要实现语言与数据的近距离传输，通过蓝牙设备进行有效通信的距离范围为10-100m。蓝牙设备选用可全球自由使用的2.4GHZ的ISM频段为其工作频段，使用时不需要专门申请，为客户使用提供很大便利。由于其频道采用每秒1600跳的跳频速率以及频道间隔23个或79个IMHZ的时分双工方式，大大提高了蓝牙系统的抗干扰能力，让蓝牙系统在设备简单的基础上还具有优越的性能。

3结束语

总而言之，在社会经济技术的支持下不断发展与完善的通讯技术的适用范围不断扩大，在与人们生活及生产息息相关的电力产业中也得到大规模的应用，特别是电能计量信息采集通讯技术，更是为电厂以及供电站信息数据的采集提供了许多便利，对提高信息数据精度有重要意义，同时也为保障电力系统运行质量创造了良好的条件和环境。

参考文献：

[1] 于波.电力系统电能计量信息采集通讯技术探究分析[J].科技创新导报，2011（35）.

[2] 刘香春，刘文明.浅谈电力系统电能计量信息采集通讯技术[J].中国科技纵横，2011（9）.

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