隨著國家“兩改一同價”及“一戶一表”工程政策的全面實(shí)施,城鄉(xiāng)居民、企事業(yè)和房產(chǎn)開發(fā)(物業(yè)管理)單位申辦一戶一表用電的客戶數(shù)量激增,基層供電企業(yè)負(fù)擔(dān)相應(yīng)亦大幅增加(諸如抄核收人員工作量加大、費(fèi)用增加等)。如何既滿足新形勢下人民群眾日益增長的用電需求,又可將供電成本限制在供電企業(yè)能夠承受的合理范圍之內(nèi),是目前擺在各基層供電部門的一個嶄新課題。
根據(jù)近一段時期對廣東、湖北等部分地市的現(xiàn)場觀摩及河南省上蔡縣裕鑫花園、紫東苑等小區(qū)低壓抄表系統(tǒng)的建設(shè)/運(yùn)行情況來看。對居住相對集中、客觀環(huán)境條件較好的居民小區(qū)實(shí)施低壓遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)改造,不但可有效解決用電供需矛盾,而且取得了供電、管理、居民等各方面共贏的效果。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)DL/T698-1999《低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件》中的規(guī)定,集抄系統(tǒng)主要由主站、集中器、采集終端和電能表組成。
集中抄表系統(tǒng):主站通過傳輸媒體(無線、有線、電力線載波等信道)將多個電能表電能量記錄值的信息集中抄讀的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由采集用戶電能表電能量信息的采集終端(或采集模塊)、集中器、信道和主站等設(shè)備組成。集中器數(shù)據(jù)可通過信道遠(yuǎn)距離傳送到主站計算機(jī)。
2 組建方案
國內(nèi)目前針對低壓集抄系統(tǒng)的設(shè)計方案大致有以下幾種:RS485總線式集中抄表系統(tǒng),低壓電力線載波式集中抄表系統(tǒng),RS485總線、低功率無線混合式集中抄表系統(tǒng),RS485總線、低壓電力線載波混合集中抄表系統(tǒng)。
2.1RS485總線式抄表方案
系統(tǒng)特點(diǎn):抄表系統(tǒng)由主站、集中器、采集終端、電表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網(wǎng)來進(jìn)行遠(yuǎn)程通信,集中器與采集終端之間采用RS485總線通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò),數(shù)字采集終端通過RS485總線和電表連接,脈沖采集終端每個脈沖端口只能接一塊脈沖表。
突出特點(diǎn):系統(tǒng)采用RS485專線通信,抄表速度快,通信可靠,可以保證每天24h的實(shí)時通信,為目前最穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)。適用于經(jīng)常使用遠(yuǎn)程停送電功能,對電費(fèi)回收率有特別高要求的供電管理部門。
計量方面:系統(tǒng)采用一體化的RS485表,電表計量精度高,通信的時候能直接讀取電表的內(nèi)存電能量數(shù)據(jù),避免了電能量的二次計量。
適用范圍:由于系統(tǒng)需要鋪設(shè)通信線路,所以適用于電表集中安裝、工程施工方便、容易鋪設(shè)通信線路的小區(qū),如新小區(qū)的話可以建議在建設(shè)過程中先附設(shè)通信線纜。
2.2電力線載波抄表方案
系統(tǒng)特點(diǎn):抄表系統(tǒng)由主站、集中器、載波式電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網(wǎng)來進(jìn)行遠(yuǎn)程通信,集中器與表計之間采用低壓電力線載波通信方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。
突出特點(diǎn):系統(tǒng)采用電力線載波通信,無需架設(shè)額外的通信線路,載波表只需要接上電源即可,工程施工和日后的系統(tǒng)維護(hù)方便。適用那些對遠(yuǎn)程停送電實(shí)時性要求不高、電表分散、工程施工難度大的地方。
計量方面:系統(tǒng)采用一體化的電力線載波表,電表計量精度高,通信的時候直接讀取電表的內(nèi)存電能量數(shù)據(jù),避免了電能量的二次計量。
適用范圍:由于現(xiàn)場條件下電力線存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號衰減強(qiáng)烈,因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時間,不同的地點(diǎn),不同的調(diào)試方法,都有可能導(dǎo)致低壓電力線載波通信實(shí)時性和可靠性有很大的差異。目前電力線通信技術(shù)依然在發(fā)展階段,尚不能保證實(shí)時通信,所以系統(tǒng)適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。
2.3RS485總線、低功率無線混合抄表方案
系統(tǒng)特點(diǎn):抄表系統(tǒng)由主站、無線集中器、無線數(shù)字采集終端、RS485電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網(wǎng)來進(jìn)行遠(yuǎn)程通信,集中器與采集終端間采用短距離無線通信,采集終端和表計之間通過RS485總線方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。
突出特點(diǎn):系統(tǒng)的集中器和采集終端間采用小區(qū)短距離無線通信,無需架設(shè)額外的通信線路,工程施工方便。電表采用RS485表,采集終端通過485總線和電表連接。
計量方面:系統(tǒng)采用一體化的RS485表,電表計量精度高,通信的時候直接讀取電表的內(nèi)存電能量數(shù)據(jù),避免了電能量的二次計量。
適用范圍:小區(qū)短距離無線的實(shí)時性要比電力線載波通信的實(shí)時性高得多,所以本系統(tǒng)適用對遠(yuǎn)程停送電實(shí)時性要求高,工程施工難度大,電表集中的居民小區(qū)。
缺點(diǎn):通信距離比較短,一般為可視距離100m之內(nèi),即集中器和采集終端之間最好不要有障礙物,如果有障礙物的話,可以通過設(shè)置中繼來處理,最多可設(shè)置4級中繼。
通訊原理:集中器和采集終端內(nèi)置無線通信模塊,集中器以無線電波作為通信載體,然后根據(jù)采集終端號抄表。
2.4RS485總線、低壓電力線載波混合抄表方案
系統(tǒng)特點(diǎn):抄表系統(tǒng)由主站、集中器、載波采集終端、電能表組成。系統(tǒng)的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網(wǎng)來進(jìn)行遠(yuǎn)程通信,集中器與采集終端之間采用電力線載波通信,采集終端和表計之間RS485總線方式組建抄表網(wǎng)絡(luò)。
突出特點(diǎn):系統(tǒng)的集中器和采集終端間采用電力線載波通信,無需額外架設(shè)額外的通信線路,工程施工方便。采集終端通過通信線和電表連接。適用那些對遠(yuǎn)程停送電實(shí)時性要求不高、工程施工難度大、電表集中的舊居民小區(qū)。
適用范圍:由于現(xiàn)場條件下電力線存在有斷續(xù)的尖峰噪聲干擾、負(fù)載阻抗隨機(jī)變化和信號衰減強(qiáng)烈,因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時間,不同的地點(diǎn),不同的調(diào)試方法,都有可能導(dǎo)致低壓電力線載波通信實(shí)時性和可靠性有很大的差異。目前電力線通訊技術(shù)依然在發(fā)展階段,尚不能保證實(shí)時通信,所以系統(tǒng)適用那些不需要遠(yuǎn)程停送電功能、月用電量少、電表特別分散、工程施工難度很大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村地區(qū)。
3 實(shí)用分析
結(jié)合以上對集抄系統(tǒng)組建方案的探討,我們可以看出每種方案均存在各自的優(yōu)勢和不足。在實(shí)際建設(shè)中,可以根據(jù)客觀環(huán)境和用戶重要性,采用不同的實(shí)施方案:對于實(shí)時性要求不高、集中裝表的小區(qū)可采用RS485總線、低壓電力線載波混合抄表方案;對于實(shí)時性要求不高、分散裝表的小區(qū)可采用低壓電力線載波抄表方案;對于有較高實(shí)時性要求、集中裝表、允許明線敷設(shè)的小區(qū)可采用RS485總線抄表方案;對于有較高實(shí)時性要求、集中裝表、不允許明線敷設(shè)的小區(qū)可采用RS485總線、低功率無線混合抄表方案,具體情況可具體分析,區(qū)別對待。
4 運(yùn)行效果
以裕鑫花園小區(qū)為例,對比低壓集中抄表系統(tǒng)改造前后的情況:
改造前,該小區(qū)共有居民550戶及配套商業(yè)、服務(wù)單位20戶,每月20日供電部門都要派2名營抄員用4個小時對該小區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場抄表。同時由于該小區(qū)位置較偏僻,而且相當(dāng)一部分居民經(jīng)常不在家,給供電管理帶來一定的壓力。
改造后,針對該小區(qū)客觀實(shí)際,采用RS485總線集中抄表方案進(jìn)行低壓抄表系統(tǒng)改造。由于系統(tǒng)抄表速率超過100戶/min,因此,每月20日上午8點(diǎn),供電營抄員只需點(diǎn)擊進(jìn)入“低壓遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)”選中“裕鑫花園小區(qū)”點(diǎn)擊“抄表”按鈕,5min后,該小區(qū)所有570戶電表信息:用戶資料(姓名、地址、表碼、電度、用電狀況等)就一一顯示在主站電腦屏幕上了,相比之下抄表效率提高了96倍。
同時,系統(tǒng)集成了完善的遠(yuǎn)程停/送電、電表預(yù)付費(fèi)、防竊電及計量故障報警等功能,供電營抄管理人員只需在營業(yè)大廳對系統(tǒng)進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)置,即可瞬間完成傳統(tǒng)費(fèi)時費(fèi)力地人工停電催費(fèi)、竊電監(jiān)測、計量裝置檢查等煩瑣工作。尤其值得一提的是,主站計算機(jī)操作完全避免了電力工作人員帶電現(xiàn)場作業(yè)形成的安全隱患。
系統(tǒng)對所采集到的實(shí)時數(shù)據(jù)亦具有強(qiáng)大的統(tǒng)計分析功能,不但能夠快捷地進(jìn)行臺區(qū)線損分析,而且能夠進(jìn)行各相線損分析,方便供電部門及時進(jìn)行三相負(fù)荷調(diào)整,以利于進(jìn)一步節(jié)能降耗提高效益。系統(tǒng)所配置的集中器具備完善的單片機(jī)功能,可以對所轄各只電能表實(shí)現(xiàn)全過程實(shí)時管理,包括:用電量、相零電流平衡度、預(yù)存電費(fèi)余額、最大負(fù)荷及需量等等,并可依據(jù)程序設(shè)定對不正常數(shù)據(jù)實(shí)時上傳供電公司后臺計算機(jī),這一點(diǎn)頗有點(diǎn)象“黑匣子”的作用,給供電部門深化營銷管理提供了廣闊的技術(shù)平臺。
該小區(qū)低壓集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行三個月來,相當(dāng)平穩(wěn),經(jīng)過實(shí)地核對,系統(tǒng)抄表準(zhǔn)確率、一次成功率均達(dá)到了100%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)是令人驚喜的:小區(qū)低壓線損下降3.4個百分點(diǎn),供電量卻同比增加5814kWh,電費(fèi)回收同比提前近兩天,實(shí)現(xiàn)月月結(jié)零。
5 前景展望請登陸
從低壓集中抄表系統(tǒng)開發(fā)、實(shí)施較早的地區(qū)如:廣東惠州、東莞、深圳及湖北隨州、黃石、武漢等地來看,該系統(tǒng)很好地解決了用電大幅增長與電力企業(yè)人員不足的矛盾,不但為供電企業(yè)節(jié)省了大量的人力物力,而且將熟練的一線電力職工從紛煩復(fù)雜的抄核收等簡單重復(fù)性勞動中解脫出來,更好地投入到供電設(shè)施維護(hù)及業(yè)擴(kuò)報裝等工作中,可以更好地實(shí)踐國家電網(wǎng)公司提出的優(yōu)質(zhì)服務(wù)的要求,同時,國家電網(wǎng)公司在《新農(nóng)村電氣化建設(shè)綱要》中明確將探索適合的農(nóng)村電網(wǎng)低壓集中抄表技術(shù)作為了研究方向。