无线通信技术在智能电能表中的应用

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1、无线通信技术在智能电能表中的应用沈敬轩梁炳基（广东浩迪创新科技有限公司）摘要：无线通信技术具有免布线、工程量少、通信可靠、维护简单的特点。木文分析了括GPRS、W旧、Zigbee等不同的无线技术在智能电表中的应用，并通过应用这些技术使智能电表系统得到简化，从而提升系统可靠性。最后针对无线技术成木较高的特点，针对性地提出了降低成木的方案。关键词：无线通信技术；智能电表；智能电网；GPRS；WIFI；Zigbee；模块化设计0引言美国国家科学和技术委员会在2011年6月发布了题为“21世纪电网的政策框架：确保未来的能源安全”的报告［1］,报告指出美国将

2、全力建设智能电网系统。随后，括英国、澳大利亚、日木等也相继提出智能电网的建设策略。智能电网就是把最新的信息化、通信、计算机控制技术和原有的输、配电基础设施高度结合，形成一个新型电网，实现电力系统的智能化［2］。高速、高可靠性、高安全性的通信在是智能电网实现的基础。传统的集中抄表系统加入了不少的通信终端，以解决通信问题，但效率不高，系统节点过多导致稳定性下降。在智能电网中，更倾向于将通信集成到智能电表中，而无线通信由于施工简单、稳定、速度快而被越来越多地采用。木文将论述括Zigbee、WIFI、GPRS等各类无线技术在智能电能表中的应用以及对智能电I

3、M的促进作用。图1通过WIFI电能表实现智能家居1将通信集成到电能表中以简化系统结构早在90年代，为了取代工作量大而又容易出错的人工抄表，出现了远程集中抄表系统，系统结构比较复杂，电能表和主站之间至少奋三层通信网络，通信层数多容易造成系统的不稳定，整体通信速度也很难提升。为了提升系统通信速度和稳定性，更好的方法是将通信集成到电能表中，减少中间节点，如主站与电表之间只有一层通信，系统结构将变得非常简单。2集成不同无线通信方式的智能电表(1)集成GPRS的电能表在电力领域，GPRS己经有着广泛的应用，如上文提到的集中抄表系统，一般都是采用GPRS方式上

4、传数据。GPRS具有以下的优点：1)信号覆盖广；2)速度较快；3)通信稳定；4)费用较低。在智能电表中集成GPRS模块，即能实现电表与主站的直接通信，简化网络结构。能够实现电能表数据的实吋获取。除了电量数据外，还能采集电流、电压、功率、功率因素、频率等大量的数据，数据获取周期最短能够达到1分钟以内。(2)集成W旧的电能表W旧通过网络路由器能够实现数据的远程传输，同吋W旧作为热点，也能实现近距离的数据分享和应用。在电能表中使用WIFI技术，除了传统的数据采集外，还能实现智能控制和智能家居。各种家用电器通过智能化改造，加入WIFI无线通信功能，每个电器

5、具有一个IP地址，这样就可以通过无线网络给电器发出控制指令，如启动空调，调节温度等；同吋也能实吋读取电器的用电参数，如电压、电流、频率、功率，功率因素等［3】。这样W旧电能表作为一个中枢，用户通过手机APP就能获取信息和实施控制。(3)集成Zigbee的电能表ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。Zigbee网络具有自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络［4】。如果需要实现电能表与主站的通信，必须增加一个终端，这样电能表和主站之间

6、有两层通信网络，是介于传统集中抄表系统和简化系统之间的一种情况。但Zigbee由于功率低，频率高（2.4GHz）：穿透能力差，使用局限性大。3可插拔式模块化的设计多种无线技术各有特点，适用场合也不尽相同，如果为不冋的技术设计不冋的电能表则成本过高，通用性差。因此宜采用可插拔式的模块化设计，电表除了通信以外的功能基本类似，包括计量、测量、事件记录、告警、数据存储等。通信部分，将不同的通信方式的模块采用同样的外壳模具，通过串行接U插入电表中，从而使电表能够根据实际情况更换合适的通信模块。5结论本文通过对传统的集中抄表系统存在问题的分析和不同无线通信技术

7、在电能表中应用的阐述，得出以下的结论：1）传统的集中抄表系统由于通信层级过多导致系统稳定性差，通过将无线通信集成到电表中，简化系统，能够提升通信成功率。2）各种不同的无线技术在电能表中的应用各冇特点，其中WIFI技术是实现智能电网的重要技术。3）通过模块化设计能够有效地降低成本和保证通信的可靠性。参考文献［1］张扬，解读美国最新的智能电网政策N］.能源技术经济，2011，23（9）：1-5.［2］王方方，高赐威.智能电网的技术内容及比较［」］.高科技与产、Ik化，2009（5）：9-13.［3】张国静，张俊玲.智能电网中的WiFi无线智能家庭系统［

8、j］.电子测量技术，2013,36(11)：128-129.[4】胡津，张国钧.基于Zigbee技术的无线抄表系统⑴.机械