近年來，隨著電力系統(tǒng)兩網(wǎng)改造工作的逐漸推進(jìn)，“一戶一表，抄表到戶”及“城鄉(xiāng)同網(wǎng)同價(jià)”等政策的貫徹實(shí)施，電力用戶數(shù)量急劇膨脹，用電網(wǎng)絡(luò)日益龐大。目前低壓用電居民用戶數(shù)量大、分布廣、抄表強(qiáng)度大，傳統(tǒng)的人工抄表容易出現(xiàn)誤抄、漏抄的情況，而且現(xiàn)場(chǎng)故障和異常情況難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，線損分析和管理困難，難以滿足現(xiàn)在的用電管理需要。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，有效地開發(fā)、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，解決這一矛盾，在電力行業(yè)中出現(xiàn)了基于現(xiàn)代通訊技術(shù)的集中抄表系統(tǒng)，其通信方式有RS485總線傳輸、無線傳輸、低壓電力線載波等方式。

　　2幾種常用通信方式對(duì)比（低壓電力載波技術(shù)在居民集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用）

　　集抄系統(tǒng)中，上層及中層通訊網(wǎng)所涉及的通訊量不會(huì)很大，組網(wǎng)形式也比較簡(jiǎn)單，技術(shù)也較成熟，關(guān)鍵在于采用何種通訊將大量的居民電能表電量數(shù)據(jù)傳送到集中器，可以采用的方式有：

　?。?）無線方式

　　由于居民電表數(shù)量大，單戶用電量較少，這就表明，不可能采用無線通信來從動(dòng)輒數(shù)以十萬計(jì)的電能表向集中器傳送數(shù)據(jù)，這樣的成本電力企業(yè)負(fù)擔(dān)不起，而且也是不經(jīng)濟(jì)的。

　?。?）串行通信總線

　　目前廣泛應(yīng)用的RS-485總線，具有傳輸速率高、技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，被成功地應(yīng)用于變電站抄表中，但是面對(duì)數(shù)量大、分布廣的居民用戶就有點(diǎn)顯得力不從心了。首先在安裝時(shí)需鋪設(shè)RS-485總線，施工難度大；其次RS-485總線的驅(qū)動(dòng)能力有限，抄收的用戶數(shù)量有限，需采用多個(gè)采集終端方能解決；再者維護(hù)困難，一旦某個(gè)采集點(diǎn)發(fā)生485總線短接的情況，則會(huì)出現(xiàn)整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)癱瘓，查找困難。因此RS-485總線只適合小面積范圍的使用環(huán)境，不能滿足大面積使用的需求。

　?。?）低壓電力線載波

　　低壓電力線載波就是利用現(xiàn)有的低壓電力線做為通信信道的一種通信方式。此方式具備多種優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低、工程量小、免專門維護(hù)、組網(wǎng)靈活、擴(kuò)容容易，易于規(guī)劃和使用，是一種比較可行的通信方式。但載波通信技術(shù)也存在缺陷：低壓電力線阻抗特性和衰減特性復(fù)雜多變、噪聲干擾大，如果要在實(shí)踐中得到應(yīng)用，必須作大的投入去研究和解決。

　　3應(yīng)用低壓電力線載波通訊技術(shù)的解決方案（低壓電力載波技術(shù)在居民集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用）

　　為解決低壓電力載波通信技術(shù)的缺陷，我們做了大量的研究，低壓電力線上的輸入阻抗與所傳輸?shù)男盘?hào)頻率密切相關(guān)。在沒有負(fù)載時(shí)，電力線相當(dāng)于一根均勻分布的傳輸線。由于分布電感和分布電容的影響，輸入阻抗會(huì)隨著頻率的增大而減小。當(dāng)在電力線上有負(fù)載時(shí)，所有頻率的輸入阻抗都會(huì)減小。但是由于負(fù)載類型的不同，使不同類型的阻抗變化也不同，所以實(shí)際情況非常復(fù)雜，甚至使輸入阻抗的變化不可預(yù)測(cè)。

　　高頻信號(hào)在低壓電力線上的衰減是低壓電力線載波通信遇到的又一個(gè)實(shí)際困難。對(duì)高頻信號(hào)而言，低壓電力線是一根非均勻分布的傳輸線，各種不同性質(zhì)的負(fù)載在這根線的任意位置隨機(jī)的連接或斷開。因此高頻信號(hào)在低壓電力線上的傳輸必然存在衰減。

　　影響居民集中抄表系統(tǒng)正常使用的另一個(gè)不確定因素是干擾。居民小區(qū)低壓電力網(wǎng)中的干擾主要來自居民家用電器，如交直流兩用電機(jī)、電視、帶可控硅的調(diào)光器等產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲、平滑噪聲及工頻諧波噪聲等。

　　通過以上討論，我們可以看到，低壓電力線上的信號(hào)衰減特性和干擾特性非常復(fù)雜，而且隨機(jī)性、時(shí)變性大，難以找到一個(gè)較為準(zhǔn)確的解析式或數(shù)學(xué)模型加以描述。綜上所述，由于在低壓電力線上存在諸多使載波信號(hào)的信噪比急劇下降的因素，使得載波信號(hào)難以在一個(gè)供電區(qū)域內(nèi)較好地傳輸，必須采用多種技術(shù)措施，才能構(gòu)造出性能滿足實(shí)際需要的載波抄表系統(tǒng)。

　　為此，基于擴(kuò)頻數(shù)據(jù)壓縮寬頻通訊理論的電力線載波通訊技術(shù)，被應(yīng)用于低壓電力線抄表系統(tǒng)。其主要技術(shù)特點(diǎn)是：

　　（1）數(shù)據(jù)壓縮傳輸：低壓電網(wǎng)干擾嚴(yán)重，干擾信號(hào)具有隨機(jī)性、無規(guī)律性等特點(diǎn)，如果盡量壓縮數(shù)據(jù)，使傳輸時(shí)間盡量減少，可以減少信號(hào)受干擾的概率，并且提高了通信的效率。

　?。?）寬頻傳輸：寬頻傳輸技術(shù)能夠降低傳輸信號(hào)的輻值，且不在某單一頻點(diǎn)上傳輸信息，通過尋找低干擾頻段，可以得到較好的通信質(zhì)量，并且由于不同電能表在不同時(shí)刻以不同的頻段發(fā)送數(shù)據(jù)，減少了同頻干擾的概率。

（3）自動(dòng)增益控制：擴(kuò)頻通信方式抗干擾能力強(qiáng)，目前得到廣泛的應(yīng)用，擴(kuò)頻方式理論上比較先進(jìn)，但是，采用傳統(tǒng)的擴(kuò)頻技術(shù)在低壓電力線上傳輸信號(hào)由于各種限制難以克服遠(yuǎn)距離傳輸?shù)睦щy，因此，通過自動(dòng)增益控制技術(shù)、接力通訊技術(shù)、自動(dòng)中繼技術(shù)彌補(bǔ)了這方面的不足，有效地延長(zhǎng)傳輸距離。

　?。?）接力通訊：接力通訊技術(shù)能夠在特別惡劣的通訊環(huán)境下，使每一個(gè)終端成為其他終端的接力站，以確保穩(wěn)定可靠的傳輸，避開干擾的影響。

　　（5）實(shí)時(shí)中繼：實(shí)時(shí)中繼則是自動(dòng)尋找*佳的信號(hào)中繼點(diǎn)，通過該點(diǎn)載波模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的中繼，可以解決較遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，通過采取以上措施，較好地解決了信號(hào)的衰減和噪聲的干擾問題。

　　4低壓電力載波技術(shù)在電業(yè)局集抄系統(tǒng)的實(shí)用化應(yīng)用

　　目前，基于擴(kuò)頻數(shù)據(jù)壓縮寬頻通訊理論的電力線載波通訊技術(shù)被應(yīng)用于電業(yè)局居民集中抄表系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)已覆蓋城區(qū)的6個(gè)小區(qū)9個(gè)臺(tái)變，共計(jì)2263戶。自2004年投入運(yùn)行到現(xiàn)在，運(yùn)行情況良好、實(shí)用化程度高。

　　4.1電業(yè)局載波集中抄表的組網(wǎng)模式及建設(shè)規(guī)模（低壓電力載波技術(shù)在居民集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用）

　　圖1居民集抄低壓電力載波一體化模式圖
　該組網(wǎng)模式中的單/三相電能表，包含了內(nèi)置式的低壓電力線載波通訊功能模塊，具有一體化、安裝方便、不易受到人為破壞、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

　　電業(yè)局集抄系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模：

　　表1電業(yè)局集抄系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模表

　　4.2產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益分析

　　整個(gè)項(xiàng)目自2004年底完成安裝工作，2005年上半年處于邊運(yùn)行邊調(diào)試的狀態(tài)，調(diào)試過程就已經(jīng)逐步顯示出良好的效益，至2005年7月完成現(xiàn)場(chǎng)及主站功能測(cè)試，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，實(shí)施片區(qū)的線損率與去年同期相比，均有了大幅度的下降，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益，詳見表2。

　　表2線損效益統(tǒng)計(jì)表

　　4.3管理效益分析

　　通過電力線載波集中抄表的應(yīng)用，可以大大提高電力營銷管理的現(xiàn)代化水平，其帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益也是十分顯著的。歸納起來，主要有以下幾點(diǎn)：

　?。?）降低了抄表的管理成本

　　改變落后、陳舊、古板的人工抄表計(jì)費(fèi)模式，實(shí)現(xiàn)了抄表方式的技術(shù)**，降低了人工抄表的人力投入，如10萬戶居民用戶，原抄表和管理人員有40-80人，年費(fèi)用近100多萬元。而使用居民集中抄表系統(tǒng)后扣除每年的通信費(fèi)用可以節(jié)省管理成本近80萬元。

　　（2）工作效率大幅提高

　　采用該系統(tǒng)后，抄表人員已做到足不出戶就可讀取實(shí)時(shí)電能表的數(shù)據(jù)，在減少了人力投入的情況下大大提高了工作效率。

　　（3）線路運(yùn)行可靠率大為加強(qiáng)

　　由于本集抄系統(tǒng)具有客戶用電異常警示功能，對(duì)于客戶停電或發(fā)生異常事件能迅速作出反應(yīng)，這使得維護(hù)人員可以在*短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，提高了事故預(yù)防和故障處理的主動(dòng)性，不僅可在*大限度內(nèi)為電力企業(yè)挽回停電損失，也給用電客戶帶來了極大的方便。

　　5結(jié)束語（低壓電力載波技術(shù)在居民集中抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用）

　　電業(yè)局低壓電力載波抄表系統(tǒng)自2004年建成運(yùn)行以來取得了較好的效果。本系統(tǒng)利用低壓電力線網(wǎng)絡(luò)作為集抄的通訊介質(zhì)，采用了數(shù)據(jù)壓縮傳輸技術(shù)、寬頻傳輸技術(shù)和自適應(yīng)跟蹤技術(shù)，克服了電力網(wǎng)中阻抗小，信號(hào)衰減大；干擾信號(hào)強(qiáng)；負(fù)荷重、變化大；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜等困難，成功地解決了低壓電力載波的技術(shù)難點(diǎn)。該系統(tǒng)不僅解決了抄表問題，而且還可實(shí)現(xiàn)用電監(jiān)測(cè)、供電質(zhì)量監(jiān)測(cè)、功率、電壓測(cè)量、線損及三相平衡統(tǒng)計(jì)等功能。產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和管理效益，它可以作為電力系統(tǒng)中自動(dòng)抄表系統(tǒng)的一部分，發(fā)揮自動(dòng)、及時(shí)、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。