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摘要：低压电力载波集中抄表自动化系统通过采集终端信息、数据对小区用户电表进行集中抄表，远程控制用户电表的通断，实时监测、故障报警等多种功能，实现小区用电的智能化管理。集抄自动化系统最显著的效益体现在降损，该系统提供的表计异常报警、防窃电等功能，杜绝了技术方面的管理漏洞。给企业经营理念、管理模式带来新的技术变革。
关健词：载波集中抄表自动化系统 多功能载波表 功能应用
低压载波集中抄表自动化系统通过采集终端信息、数据对小区用户电表
实行集中抄表，远程控制电能表的通断，实时监测、故障报警等多种功能，实现小区用电的智能化管理。利用载波表和RS485集抄表具有相互自动中继功能，集中抄表系统采用扩频方式进行电力线载波通迅，准确、可靠、抄读能力强、载波电能计量精确，误差稳定，线性好。集抄自动化系统最显著的效益体现在降损，该系统提供的表计异常报警、防窃电，防止人为抄表错、估、代、漏等现象，杜绝了技术方面的管理漏洞。实施载波集中抄表自动化系统综合线损降低3%左右。给企业经营理念、管理模式带来新的技术变革。
初期，依靠低压电力载波通信技术，研发的集中抄表应用系统，实现台区电费的远距离集中抄录，监控对台区总电量、线损的统计、计算，有效缓解了抄收电费工作量大的问题。但远程抄表的台区仍然需要人工送电费单、催费。
随后，依靠智能IC卡技术，研发的预付费管理系统，实现持卡充值后用电的管理模式。解决电费收缴难问题，但无法实施有效监控，如电费核算周期内的线损计算、电量汇总等功能，不能实现“抄”、“核”环节的自动化。 随着电子技术的不断发展和创新，有机的将上述两种技术结合在一起研发出预付费低压电力载波集中抄表系统。运用低压载波通信技术、智能（CPU）IC卡技术、国际通行的3DES加密及密码管理技术、数据库管理技术、有线/无线通信网络技术,实现预付费电力管理的远距集中抄表、监控的功能。为供电管理企业全面实现“抄”、“核”、“收”自动化，提供了可靠的技术支持。 1、系统组成 低压电力载波集中抄表自动化系统由采集终端、集中器、后台管理计算机和IC卡多功能电能表管理软件、智能（CPU）IC卡、手抄机 。2、系统各组成部分简介 2.1、CHZ151-3Dj集中器 CHZ151-3Dj 多费率载波抄表集中器是系统的中心环节，通过有线/无线通信网络连接管理系统计算机，通过低压电力线连接电能表。负责抄表过程的控制以及抄表数据的接收、存贮与转发。CHZ151-3Dj 多费率载波抄表集中器与中央管理系统计算机的管理软件通信有多种方式：RS232方式、内置/外置MODEM方式、RS485方式、PDA红外通信方式、GSM和GPRS通信方式。CHZ151-3Dj 多费率载波抄表集中器与下位多个电表控制模块的通信通过电力载波通信方式对管理的电能表进行实时抄表、冻结抄表、通/断电操作。
2.2、采集终端
采集终端包括单相、三相电子式多功能载波表、485多功能表和GPRS多功能表。最为典型的DDSD411型单相多功能电能表，是采集、管理用电户数据信息的主要设备。主控CPU采用专为自动抄表及远程监控系统而设计的单片微处理器，电能计量采用ADE7755计量芯片，显示器采用汉字LED/LCD。具有集成度高、安全性高，计量精度高，功耗小，通信接口丰富，显示清晰且信息量大等特点。该电能表按生产使用过程及所含信息的不同，依次经历如下过程：裸表态：即生产出来不含任何信息的电表；
原始态：即裸表态电表输入了必要电表参数，且启动安全机制的电表；发行态：即原始态电表导入了系统管理信息和系统安全信息的电表；运行态：即发行态电表导入了用户个人信息和安全信息的电表，并可通
过IC卡进行表态转换。该表通过电力线载波接口与集中器通信，接受来自集中器的指令，依据指令要求上传计量数据、用户管理信息及本用户表的状态信息。实现低压电力载波集中抄表功能和实时监测功能。同时还具有多种扩展接口及告警、欠费断电功能，便于管理部门对用户用电状况的稽查、管理和服务。特别适用于小区居民用户和工业用户的电能计量及控制。2.3 、IC卡多功能电能表管理软件 IC卡多功能电能表管理软件，是专为预付费低压载波集中抄表系统设计的配套软件。该软件将电能表的档案管理、数据采集、数据管理和异常分析及IC卡售电管理集为一体。系统设置划分为以下5个部分：基本信息管理：录入基本数据信息，建立数据库，为具体操作做准备；IC卡管理：在操作权限的控制下，制备各种功能IC卡，进行预付费管理操作；载波管理：在操作权限的控制下，完成设置集中器、载波集中抄表、数据管理等操作；数据维护：在操作权限的控制下，对数据库数据进行数据计算和相应的打印、浏览等操作； 系统管理：对数据库进行修复、压缩、备份等操作。2.4、 智能（CPU）IC卡CPU智能IC卡保密性能好，安全系数高。在系统中主要作为电能表的各项参数设置，预付费电量（金额）的传递来使用。根据预先设定的安全机制，对操作者的身份进行验证并对其操作权限控制，以及数据的加解密传递。集抄系统共有6种管理功能卡：系统设置卡、清零卡、补电卡、换表卡、检查管理卡、用户充值卡。见图22.5、 手抄机手抄机在系统中主要作为电能表的各项参数设置，主要通过红外接口进行完成操作过程，是人工抄收集中器或电能表的一种补充手段。
3、 预付费低压电力载波集中抄表系统四大特点
3.1、 强大的配置功能和兼容性预付费低压电力载波集中抄表系统中，DDSD411型单相电子式多功能电能表通过电能表工作方式字的设置，完成工作方式控制及转换设计。由于该系统兼容IC卡预付费和载波抄表管理于一体，而且又兼容单费率和多费率。在实际应用中可以有多种方式选择，主要有以下几种配置方案：第一种：单费率IC卡预付费载波系统第二种：多费率IC卡预付费载波系统
第三种：IC卡预付费单费率系统
第四种：IC卡预付费多费率系统
第五种：单费率载波系统
第六种：多费率载波系统方式转换只需通过IC卡多功能电能表管理软件制作出相应的系统设置卡，对目标电能表作插卡设置即可完成。
3.2、 完善的安全措施系统安全一直是系统能否投入使用的重要标志。在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中，通过对国内众多厂家IC卡系统的分析，并模拟各种可能的攻击，采取一系列有效的防护措施，确保系统运行安全。该IC卡安全系统符合：《中国金融集成电路（IC）卡规范》及《全国银行IC卡密钥管理规则（暂行）》，为本系统与银行联网，实现一卡通奠定了坚实的基础。见表1
3.3、 高度的系统集成
在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中，采用了许多超大规模集成电路。如：带载波接口、红外接口、RS485接口、显示驱动接口及系统时钟日历的微处理器，带高精度A/D转换，电压/频率转换的ADE7755计量芯片等。
3.4、 先进的系统升级手段 研发人员考虑在提高产品现有性能的同时，也着眼于未来，选择了具有在线编程能力的微处理器。當推出新版本时，可在不拆卸电能表的情况下，现场升级或优化系统中应用软件程序。 4、集抄系统运行应用情况 预付费集抄系统经过四至五年的运行，电能表实抄率达到了98%。后台抄收管理软件运行情况良好，可实时观测客户的电量、电费数据，还可对每户电压、电流、功率进行实时监控。集抄综合管理系统的使用，对改善用电管理、营销起到十分重要的作用，其带来的社会效益和经济效益也是十分显著的。主要有以下几点： 降低小区供电网络的管理成本。改变了落后的人工抄表收费模式，实现抄表方式的技术革命。该系统项目实施后，每年通过节省人力、降损可增加10－20万元左右，该系统所带来的隐含的、间接的经济效益则远高于此数据。 安全性和工作效率。工作人员做到足不出户就可读取小区所有用户的实时电能表数据，减少作业人员户外高空作业的危险性，实现方便、快捷、安全的工作环境。 避免人工抄表、收费的弊端。原始的手工抄表和收费存在诸多的管理漏洞，如 “关系电、权力电、人情电”。该系统增加用户用电的透明度，使客户用上“放心电、满意电”。
5、集抄系统运行中存在的问题
5.1、表计质量问题。使用过程中有个别电能表电子模块存在质量问题，如：有平段而无峰谷、表内继电器质量差、远程断电复送不通电或自行断电等现象。还有，485多功能表计只具备基本的电量抄收和设置功能，而无电压、电流、功率因数监测等基本功能。
5.2、集抄自动化系统功能的实用完善问题。集抄自动化系统运行以来，9项后台分析功能运行较成熟，有台后线损率统计分析，电压、电流、有（无）功功率、功率因数监测，电压合格率统计，配变三相负荷不平衡度监测、配变功率因数统计等5项功能。系统功能程序设计对而银企联网、馈路线损分析等功能没有完善，系统要达到实用化、规范化需要有一个摸索实践的过程。
6、集抄自动化系统改进建议 6.1、规范信息通道建设。目前，集抄自动化系统GPRS通讯采用中国移动GSM卡和中国联通GSM卡，建议信道建设最好采用单一的GPRS通讯模式或3G通讯技术，便于用电网络的统一管理。
6.2、功能研发建设。提高载波预付费集抄表计的功能研发，实现末端电压、电流检测、短路故障报警等多种功能，提高实用性和可靠性，减少误动和误码率，并增加用电网络的通用性。
6.3、数据的处理。所有采集回的数据应由计算机自动传输到中间库，优化数据的采集和分离。同时，数据库进一步优化，在一个平台上综合展现现场运行实际状况，提高数据分析功能，把在线分析和存储数据分析在有机结合，在线分析要求与数据采集过程同步，完成实时监测和告警功能；存储数据分析重在数据分析与挖掘，进而减少数据流和操作人员的浏览量。
结束语
低压载波预付费集抄系统的实施，不仅为客户用电增加用电透明度，同时也为供电管理部门实现减员增效奠定了基础。繁琐而大量的抄表工作减少后，供电管理部门就可以投入更多的人力和物力，更好的对小区线路、设备维护提高服务质量。
二0一0年十月
参考文献：
[1] 《电能计量装置技术管理规范》DL/T448-2000
[2]蔡旭斌、罗玲等电能计量自动抄表技术的现状与发展［J］广东电力2003（4）
[3]邵源、钟炬、周昭茂关于低压用户集中抄表系统综述［J］电力系统自动化2001、17P：23
关健词：载波集中抄表自动化系统 多功能载波表 功能应用
低压载波集中抄表自动化系统通过采集终端信息、数据对小区用户电表
实行集中抄表，远程控制电能表的通断，实时监测、故障报警等多种功能，实现小区用电的智能化管理。利用载波表和RS485集抄表具有相互自动中继功能，集中抄表系统采用扩频方式进行电力线载波通迅，准确、可靠、抄读能力强、载波电能计量精确，误差稳定，线性好。集抄自动化系统最显著的效益体现在降损，该系统提供的表计异常报警、防窃电，防止人为抄表错、估、代、漏等现象，杜绝了技术方面的管理漏洞。实施载波集中抄表自动化系统综合线损降低3%左右。给企业经营理念、管理模式带来新的技术变革。
初期，依靠低压电力载波通信技术，研发的集中抄表应用系统，实现台区电费的远距离集中抄录，监控对台区总电量、线损的统计、计算，有效缓解了抄收电费工作量大的问题。但远程抄表的台区仍然需要人工送电费单、催费。
随后，依靠智能IC卡技术，研发的预付费管理系统，实现持卡充值后用电的管理模式。解决电费收缴难问题，但无法实施有效监控，如电费核算周期内的线损计算、电量汇总等功能，不能实现“抄”、“核”环节的自动化。 随着电子技术的不断发展和创新，有机的将上述两种技术结合在一起研发出预付费低压电力载波集中抄表系统。运用低压载波通信技术、智能（CPU）IC卡技术、国际通行的3DES加密及密码管理技术、数据库管理技术、有线/无线通信网络技术,实现预付费电力管理的远距集中抄表、监控的功能。为供电管理企业全面实现“抄”、“核”、“收”自动化，提供了可靠的技术支持。 1、系统组成 低压电力载波集中抄表自动化系统由采集终端、集中器、后台管理计算机和IC卡多功能电能表管理软件、智能（CPU）IC卡、手抄机 。2、系统各组成部分简介 2.1、CHZ151-3Dj集中器 CHZ151-3Dj 多费率载波抄表集中器是系统的中心环节，通过有线/无线通信网络连接管理系统计算机，通过低压电力线连接电能表。负责抄表过程的控制以及抄表数据的接收、存贮与转发。CHZ151-3Dj 多费率载波抄表集中器与中央管理系统计算机的管理软件通信有多种方式：RS232方式、内置/外置MODEM方式、RS485方式、PDA红外通信方式、GSM和GPRS通信方式。CHZ151-3Dj 多费率载波抄表集中器与下位多个电表控制模块的通信通过电力载波通信方式对管理的电能表进行实时抄表、冻结抄表、通/断电操作。
2.2、采集终端
采集终端包括单相、三相电子式多功能载波表、485多功能表和GPRS多功能表。最为典型的DDSD411型单相多功能电能表，是采集、管理用电户数据信息的主要设备。主控CPU采用专为自动抄表及远程监控系统而设计的单片微处理器，电能计量采用ADE7755计量芯片，显示器采用汉字LED/LCD。具有集成度高、安全性高，计量精度高，功耗小，通信接口丰富，显示清晰且信息量大等特点。该电能表按生产使用过程及所含信息的不同，依次经历如下过程：裸表态：即生产出来不含任何信息的电表；
原始态：即裸表态电表输入了必要电表参数，且启动安全机制的电表；发行态：即原始态电表导入了系统管理信息和系统安全信息的电表；运行态：即发行态电表导入了用户个人信息和安全信息的电表，并可通
过IC卡进行表态转换。该表通过电力线载波接口与集中器通信，接受来自集中器的指令，依据指令要求上传计量数据、用户管理信息及本用户表的状态信息。实现低压电力载波集中抄表功能和实时监测功能。同时还具有多种扩展接口及告警、欠费断电功能，便于管理部门对用户用电状况的稽查、管理和服务。特别适用于小区居民用户和工业用户的电能计量及控制。2.3 、IC卡多功能电能表管理软件 IC卡多功能电能表管理软件，是专为预付费低压载波集中抄表系统设计的配套软件。该软件将电能表的档案管理、数据采集、数据管理和异常分析及IC卡售电管理集为一体。系统设置划分为以下5个部分：基本信息管理：录入基本数据信息，建立数据库，为具体操作做准备；IC卡管理：在操作权限的控制下，制备各种功能IC卡，进行预付费管理操作；载波管理：在操作权限的控制下，完成设置集中器、载波集中抄表、数据管理等操作；数据维护：在操作权限的控制下，对数据库数据进行数据计算和相应的打印、浏览等操作； 系统管理：对数据库进行修复、压缩、备份等操作。2.4、 智能（CPU）IC卡CPU智能IC卡保密性能好，安全系数高。在系统中主要作为电能表的各项参数设置，预付费电量（金额）的传递来使用。根据预先设定的安全机制，对操作者的身份进行验证并对其操作权限控制，以及数据的加解密传递。集抄系统共有6种管理功能卡：系统设置卡、清零卡、补电卡、换表卡、检查管理卡、用户充值卡。见图22.5、 手抄机手抄机在系统中主要作为电能表的各项参数设置，主要通过红外接口进行完成操作过程，是人工抄收集中器或电能表的一种补充手段。
3、 预付费低压电力载波集中抄表系统四大特点
3.1、 强大的配置功能和兼容性预付费低压电力载波集中抄表系统中，DDSD411型单相电子式多功能电能表通过电能表工作方式字的设置，完成工作方式控制及转换设计。由于该系统兼容IC卡预付费和载波抄表管理于一体，而且又兼容单费率和多费率。在实际应用中可以有多种方式选择，主要有以下几种配置方案：第一种：单费率IC卡预付费载波系统第二种：多费率IC卡预付费载波系统
第三种：IC卡预付费单费率系统
第四种：IC卡预付费多费率系统
第五种：单费率载波系统
第六种：多费率载波系统方式转换只需通过IC卡多功能电能表管理软件制作出相应的系统设置卡，对目标电能表作插卡设置即可完成。
3.2、 完善的安全措施系统安全一直是系统能否投入使用的重要标志。在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中，通过对国内众多厂家IC卡系统的分析，并模拟各种可能的攻击，采取一系列有效的防护措施，确保系统运行安全。该IC卡安全系统符合：《中国金融集成电路（IC）卡规范》及《全国银行IC卡密钥管理规则（暂行）》，为本系统与银行联网，实现一卡通奠定了坚实的基础。见表1
3.3、 高度的系统集成
在预付费低压电力载波集中抄表系统的研制中，采用了许多超大规模集成电路。如：带载波接口、红外接口、RS485接口、显示驱动接口及系统时钟日历的微处理器，带高精度A/D转换，电压/频率转换的ADE7755计量芯片等。
3.4、 先进的系统升级手段 研发人员考虑在提高产品现有性能的同时，也着眼于未来，选择了具有在线编程能力的微处理器。當推出新版本时，可在不拆卸电能表的情况下，现场升级或优化系统中应用软件程序。 4、集抄系统运行应用情况 预付费集抄系统经过四至五年的运行，电能表实抄率达到了98%。后台抄收管理软件运行情况良好，可实时观测客户的电量、电费数据，还可对每户电压、电流、功率进行实时监控。集抄综合管理系统的使用，对改善用电管理、营销起到十分重要的作用，其带来的社会效益和经济效益也是十分显著的。主要有以下几点： 降低小区供电网络的管理成本。改变了落后的人工抄表收费模式，实现抄表方式的技术革命。该系统项目实施后，每年通过节省人力、降损可增加10－20万元左右，该系统所带来的隐含的、间接的经济效益则远高于此数据。 安全性和工作效率。工作人员做到足不出户就可读取小区所有用户的实时电能表数据，减少作业人员户外高空作业的危险性，实现方便、快捷、安全的工作环境。 避免人工抄表、收费的弊端。原始的手工抄表和收费存在诸多的管理漏洞，如 “关系电、权力电、人情电”。该系统增加用户用电的透明度，使客户用上“放心电、满意电”。
5、集抄系统运行中存在的问题
5.1、表计质量问题。使用过程中有个别电能表电子模块存在质量问题，如：有平段而无峰谷、表内继电器质量差、远程断电复送不通电或自行断电等现象。还有，485多功能表计只具备基本的电量抄收和设置功能，而无电压、电流、功率因数监测等基本功能。
5.2、集抄自动化系统功能的实用完善问题。集抄自动化系统运行以来，9项后台分析功能运行较成熟，有台后线损率统计分析，电压、电流、有（无）功功率、功率因数监测，电压合格率统计，配变三相负荷不平衡度监测、配变功率因数统计等5项功能。系统功能程序设计对而银企联网、馈路线损分析等功能没有完善，系统要达到实用化、规范化需要有一个摸索实践的过程。
6、集抄自动化系统改进建议 6.1、规范信息通道建设。目前，集抄自动化系统GPRS通讯采用中国移动GSM卡和中国联通GSM卡，建议信道建设最好采用单一的GPRS通讯模式或3G通讯技术，便于用电网络的统一管理。
6.2、功能研发建设。提高载波预付费集抄表计的功能研发，实现末端电压、电流检测、短路故障报警等多种功能，提高实用性和可靠性，减少误动和误码率，并增加用电网络的通用性。
6.3、数据的处理。所有采集回的数据应由计算机自动传输到中间库，优化数据的采集和分离。同时，数据库进一步优化，在一个平台上综合展现现场运行实际状况，提高数据分析功能，把在线分析和存储数据分析在有机结合，在线分析要求与数据采集过程同步，完成实时监测和告警功能；存储数据分析重在数据分析与挖掘，进而减少数据流和操作人员的浏览量。
结束语
低压载波预付费集抄系统的实施，不仅为客户用电增加用电透明度，同时也为供电管理部门实现减员增效奠定了基础。繁琐而大量的抄表工作减少后，供电管理部门就可以投入更多的人力和物力，更好的对小区线路、设备维护提高服务质量。
二0一0年十月
参考文献：
[1] 《电能计量装置技术管理规范》DL/T448-2000
[2]蔡旭斌、罗玲等电能计量自动抄表技术的现状与发展［J］广东电力2003（4）
[3]邵源、钟炬、周昭茂关于低压用户集中抄表系统综述［J］电力系统自动化2001、17P：23