無(wú)線抄表系統(tǒng)在電力管理中應(yīng)用探析

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1、無(wú)線抄表系統(tǒng)在電力管理中應(yīng)用探析　　摘要：針對(duì)廠區(qū)電力管理系統(tǒng)中抄表工作存在的種種問(wèn)題，討論了一種基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)的可行性與準(zhǔn)確性。隨著此系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以提高電力管理部門的靈活性與時(shí)效性，而且實(shí)現(xiàn)了電能的信息化管理。關(guān)鍵詞：無(wú)線抄表；ZigBee；智能電網(wǎng)；電力管理信息系統(tǒng)作者簡(jiǎn)介：王愛民（1971-），男，天津人，凌云工業(yè)股份有限公司上海分公司，工程師；劉俊強(qiáng)（1970-），男，河北邯鄲人，凌云工業(yè)股份有限公司上海分公司，工程師。（上海200000）中圖分類號(hào)：F274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-

2、0079（2013）23-0215-028隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通信技術(shù)的不斷提高，計(jì)算機(jī)在電力行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并越來(lái)越普及。在我國(guó)，幾乎每個(gè)地區(qū)的電力部門都已實(shí)現(xiàn)了用電收費(fèi)管理自動(dòng)化。并且隨著現(xiàn)代企業(yè)管理改善和效率提升等需求的發(fā)展，需要對(duì)大型設(shè)備和設(shè)施的運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的監(jiān)控，制定和執(zhí)行準(zhǔn)確的維修和巡檢計(jì)劃，實(shí)時(shí)采集設(shè)備、設(shè)施的能耗數(shù)據(jù)，確保設(shè)備安全，控制和降低維修成本等，這樣就使得傳統(tǒng)人工抄表方式存在的問(wèn)題就更加突出，抄表困難也成為各電力部門管理上的主要問(wèn)題。一、現(xiàn)存缺陷引發(fā)以上問(wèn)題的原因主要可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：1.巡查時(shí)間長(zhǎng)隨著廠區(qū)

3、規(guī)模的增大，廠區(qū)內(nèi)配電設(shè)備的增多，抄表人員進(jìn)行一次巡查抄表的時(shí)間也在增加。2.人工數(shù)據(jù)存在誤差傳統(tǒng)的人工抄表不僅效率低，易出差錯(cuò)，且人為抄表不可能在同一時(shí)間讀取所有電能表的讀數(shù)，無(wú)法進(jìn)行電能的精確計(jì)算。3.電量考核滯后由于采用人工抄表，抄表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差，使得企業(yè)各部門電量考核滯后，給能源管理帶來(lái)負(fù)面問(wèn)題。4.各管理部門負(fù)擔(dān)較重抄表率低、周期長(zhǎng)、統(tǒng)計(jì)速度慢等嚴(yán)重影響了這些部門的經(jīng)濟(jì)效益。5.管理費(fèi)用開支過(guò)高隨著配電設(shè)備越來(lái)越多，所需的手動(dòng)抄表的管理人員和操作人員也要相應(yīng)增多，這勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重制約著企業(yè)的發(fā)展。二、解決方案8基于上述種種原因，并適應(yīng)智能電網(wǎng)[1]和當(dāng)

4、前的電網(wǎng)電力管理信息系統(tǒng)（MIS）[2]建設(shè)的迫切要求，集抄系統(tǒng)無(wú)疑是電力管理信息化的一個(gè)重要部分，而且其先天的優(yōu)勢(shì)也得到很多人的認(rèn)可。但是理想和現(xiàn)實(shí)存在一定差距，目前的集抄系統(tǒng)絕大多數(shù)屬于有線的集抄方案，該方案的應(yīng)用不容樂(lè)觀，甚至很多企業(yè)電力管理部門將其視為一塊“心病”，92%以上的抄表成功率對(duì)于現(xiàn)實(shí)而言意義也不大，抄表人員還要為沒(méi)有成功得到讀表數(shù)據(jù)的電能表進(jìn)行人工抄表。此外，有線的抄表系統(tǒng)投資成本巨大，加上硬件設(shè)施，一個(gè)中小規(guī)模的廠區(qū)也要十萬(wàn)元以上，且施工周期長(zhǎng)，需要和很多部門例如市政、自來(lái)水、煤氣、電信等協(xié)調(diào)，至少需要1至2個(gè)月的工期，同時(shí)由于線纜是埋

5、入地下，讓故障修復(fù)變得不可控制，維護(hù)壓力巨大。當(dāng)然其他還有些方案，例如自帶采集功能的載波電表等方案，但是都因?yàn)槌杀?、技術(shù)和實(shí)施問(wèn)題未得到很好的推廣。很多企業(yè)的電力管理部門要求抄表工作不僅僅是抄回表碼，還要關(guān)注電能表的現(xiàn)場(chǎng)情況，例如是否有偷電現(xiàn)象、電能表燒毀、電能表?yè)p壞等。8近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，抄表行業(yè)出現(xiàn)了基于GSM、GPRS等收費(fèi)使用頻段，以及基于紅外、藍(lán)牙、ZigBee技術(shù)等免使用頻段的無(wú)線抄表方式。前一種基于GSM、GPRS等收費(fèi)使用頻段的方式穩(wěn)定性較好，但需要按實(shí)際使用流量收費(fèi)，且工作頻段高峰期擁擠，實(shí)時(shí)性較差，而后一種基于紅外、藍(lán)牙、Z

6、igBee技術(shù)等免使用頻段的方式費(fèi)用低，實(shí)時(shí)性好。本文采用一種基于ZigBee的無(wú)線抄表系統(tǒng)方案，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)抄表系統(tǒng)的遠(yuǎn)程智能化管理。三、系統(tǒng)構(gòu)成一般來(lái)講，無(wú)線抄表系統(tǒng)[3]的構(gòu)建主要是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，無(wú)線抄表系統(tǒng)分為三個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集部分、無(wú)線組網(wǎng)部分和數(shù)據(jù)管理部分，可由電表集抄中心、智能電表、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、公網(wǎng)等構(gòu)成，形成多層分布式結(jié)構(gòu)。本文所使用的無(wú)線抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。廠房每層樓的電表經(jīng)RS-485總線與本層的采集器相連，采集的電表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)采集器收集后由本廠房的路由設(shè)備將其匯總并發(fā)出，不同廠房之間的路由設(shè)備經(jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成一種網(wǎng)狀廠區(qū)

7、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于廠區(qū)這種實(shí)際工業(yè)環(huán)境，由于地形、干擾等種種因素的影響，不能實(shí)時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)中每條通道的可行性，采用這種網(wǎng)狀無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某條通道出現(xiàn)暫時(shí)性問(wèn)題時(shí)，通過(guò)其他路徑仍可以達(dá)到目的地，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。網(wǎng)絡(luò)中的所有電表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)集中器的整理，通過(guò)GPRS公網(wǎng)發(fā)送給集抄中心。集抄中心接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行電表數(shù)據(jù)的記錄以及費(fèi)用的核算。廠區(qū)網(wǎng)狀無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用免費(fèi)頻段的ZigBee協(xié)議。ZigBee8[4]協(xié)議是一種可靠的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，與GSM和CDMA類似。ZigBee的無(wú)線傳輸模塊的作用類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基站，通訊距離適中，而且可以根據(jù)實(shí)際的需要無(wú)限擴(kuò)展

8、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。和GSM與GPRS兩種常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相比，