多功能电能表及其远程抄表系统的研究与实现

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1、中国石油大学(华东)硕士学位论文英国、德国、西班牙、t：l缉lJ时和意大利等两欧许多国家，其工商用户计费电能表已实现100％电子化。目前我国市场上主要以86表时期以后的电能表产品为主。近几年来，随着新技术的不断涌现，我国电能表的产品结构发生了很大转变。我国电能表行业在产品质量控制、生产技术水平以及产品适应用户需求等方面都有了质的飞跃。从2．0级精度到0．1级精度；从单一计费功能的电能表到可实现负荷控制等多功能要求。我国的电能表产品已经不仅仅是一种单一计量功能的仪表，已经由低附加值向高附加值转化，向智能化、长寿命、多功能方向发展。目前国内外普通居民表中预付费及复费率功能

2、已经相对成熟并有大量应用。高端电能表一般可提供如下功能：有、无功电能计量，最大需量计量，可自定义的多费率、多时段电量计量，多_jf申实时参数测量，多种故障报警及事件记录功能，停电抄表功能，温度补偿电路，多种通信方式，开盖报警等简单防窃电功能。另外，也有一些电能表有特殊功能，如多套费率表，谐波计量，GPRS通讯，电能质量分析，变压器铁损计算等，具有一定的创新性n1。但是目前就电费的室内预付，水、电、气三表信息的室内综合显示等功能有待实现，在室外用户插错卡时如何纠错的问题也亟待解决。1．2．2远程抄表系统发展现状随着科技的进步、人民生活水平的提高，多表远程抄收系统成为小区

3、“智能化建设”中的一个重要部分。目前，国内外应用的远程抄表技术，主要有以下几种方式¨¨乩1：l、电话线远程抄表：由于电话网在城镇的迅速普及，利用现有的电话网进行数据通信是一个经济有效的方案。利用电话网通信需要加装调制解调器，这时通信速率受到限制，管理中心无法对用户进行实时监控。也可以租用专线，但是当租用电话线路过多时，租用费用也很可观，因此不适合大容量系统。而且采取这种方式初期成本较低而且干扰小，通讯可靠性高，但由于在以后的传输中接通时间较长，需支付很高的费用，故此种方式有一定不利因素。2、电力载波远程抄表：利用电力载波技术进行自动抄表，主要是利用已有的输电线路实现数

4、据的传输，节省成本。但由于我国的电网没有专门的滤波系统，特别是民用电网部分，电磁信号、脉冲信号和无线电信号对电网的干扰致使电网相当不纯净，传输过程中信号的误码率很高，因此这种传输方式需要很高的抗干扰措施，目前研究此种方式抄表系统的不少，但真正实用的不多。载波抄表方案关键需要解决的问题还是抄表的可靠性问题，这也是电力载波抄表系统长期不能真正解决的问题，我们国家的电网非常复杂，电力载波技术要应对几个关键问题：首先有时变干扰，干扰的频谱范围、强度、第1章绪论地点都在实时变化，例如家用电器、开关电源等产生的高次谐波，各种用电设备的通断产生的瞬时脉冲干扰等因素都会对电力线产生非

5、常大的干扰。二是时变网络阻抗，变压器所带的阻抗随时间的变化在不断改变，导致输送能量要不断变化。这两个原因是导致载波不能很好工作的根本原因。三是网络拓扑的不可知性。在设计电力载波产品时，我们要去应对并不知道拓扑结构的网络，因此也很难保证产品的性能。总之，这三个问题是电力载波技术要解决的难点。3、无线远程抄表：利用控制端的小功率无线发送器和接收器实现数据的传输，系统结构清晰，施工方便，这种方式士要用于单一类型的表的自动抄表，对于不同类型的表就比较麻烦，如编号、信号频率通道的设黄都有所不同。国外普遍采用此种方式，但此种抄表更适合应用于分散的计量仪表的抄收。无线抄表是利用空间

6、的无线信道实现数据传送的，这样的抄表方式毋须置疑是最为简单、方便的抄表模式，甚至在最近建设部提出的某种通讯规约的讨论稿中也初定了三表无线抄表使用的无线电频点，但无线数据传输存在着在建筑物对无线电信号的反射、吸收等作用下，信号传输不稳定的问题，另外表具安装位置、空间干扰等也对其稳定工作有较大影响，同时无线电表产品自身也存在功耗等问题，因此该模式概念上虽然都很好，但真正大面积推广应用还有相当的历程。尽管目前蜂窝移动无线网GSM覆盖面几乎已遍及全国．这种方式需要在各个单元架设发射天线，这样做的不足就是：一方面有建筑物钢筋混凝土的屏蔽，使得信号的衰减比较快；另一方面发射天线对

7、人体有电磁辐射，不适宜在居民楼安装。4、有线电视网(CATVl远程抄表：利用现有的有线电视网实现自动抄表，这种网络是可视的，但实现起来较为复杂，此种方式正处于探讨阶段。5、电缆线远程抄表：有线总线技术成熟、简单，在通信信道正常的情况下通信可靠、稳定，可以实现实时通信，但需专门铺设电缆线，给施工带来不便。而且布线工作量大，通信信道易受人为损坏，损坏后故障排除困难、恢复慢，信道后续维护量大等不足。6、宽带远程抄表：在现代住宅小区中，随着宽带进入千家万户，以太网已经成为智能住宅小区的基础设施。采用基于TCP／IP协议的以太网传输数据，具有不需要单独布线、传