电力电能计量信息采集中的通讯技术应用研究

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摘要：为更好地实现用电管理的高效性，现阶段，供电公司越来越注重通讯技术在电力电能计量信息采集中的应用，并通过相关硬件及软件的更新升级等手段，使得其应用水平不断提高。本文通过对计量采集中的相关通讯技术及其应用进行探讨，希望为我国电力行业发展提供一些参考意见。

关键词：电能计量;信息采集;通讯技术;应用策略

通讯技术在电力电能计量信息采集工作中发挥着重要作用，能有效提升电力电能计量信息采集工作的质量与效率，满足电力企业发展与用户的实际需求。而且随着传感器、无线网络等技术的发展成熟，在计量采集中，无线通讯相关技术得以应用，从而可进一步提升采集效率，促进电力发展。

1、电能计量信息采集中的通讯技术

第一，本地通信。本地通信在应用中，主要体现在电能计量设施和系统采集的末尾端口选择上，电力企业的内部客户处于这两者之间的一种通信状态，电能计量信息采集工作在开展中，对通信数据信息的采集可以在总线的模式下进行，这样能方便数据信息的采集工作。但是由于本地通信需要在众多的程序应用下完成数据信息的采集，就需在多种模式的协调下有效实现数据信息的采集与连接，确保信息采集工作的可靠性[1]。

第二，远程通信。远程通信其实就是系统主站与末端系统数据通信采集系统间的通信应用，在具体应用过程中被分为两个部分，即公网与专网。公网的数据传输是通过光缆媒介实现的，相比于专网在应用中范围更广，并且在运行中更加稳定，而专网则是在一些企业的生产过程中满足其特定需求的网络[2]。通讯技术在电力电能计量信息采集中的合理应用，有助于提升电力信息采集的可靠性、精准性与完整性，实现电力行业的稳定发展，进而更好的服务于客户。

2、电力电能计量信息采集中的通讯技术及其应用

2.1无线传感器网络

传感器，移动互联网、人工智能、网络通信等技术的协同应用可构建电力采集无线传感器网络，提高电力采集的灵活性和高效性^[3]。

总体来说，无线传感器网络在实际应用中具有以下三个特点：

第一，在应用中由于受到体积与功耗的制约，使得其计算能力有限，但可以满足日常工作需求;第二，在终端节点上电之后，能立即进行独立组网，在终端节点上通过多跳中转的方式到达汇聚点;第三，无线传感器网络的核心是感知数据。

无线传感器网络在实际的应用中，具有组网灵活、能耗较低、成本低廉的特点，而且，随着在设计中引入CC2430芯片，这些特点被进一步放大。具体来说，CC2430芯片的生产采用0.18μmCMOS放入工艺，在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27mA或25mA，且休眠模式与主动模式的转换时间极短，进一步提升了无线传感器网路的工作效率。

2.2主流微波无线通信技术

在通信技术中ZigBee是十分重要的通信技术，在应用中不但具备高速的数据传输能力与强大的通信能力，还具有较低的应用成本。该技术在实际应用中与蓝牙的特性有点接近，数据传输的过程呈现出阶段性，尤其是在电力电能计量信息采集工作规模较大时，该技术能够发挥其良好的作用。低速率的问题是影响通信网络设计可靠性的一大因素，因此为解决这一问题，通信网络设计中可以在ZigBee技术的应用下对低速率问题进行合理解决，ZigBee技术是建立在IEEE802.15.4标准之上的，它和2.4GHz频带提供的数据传输速率为250kb/s，915MHz频带提供的数据传输速率为40kb/s，而868MHz频带提供的数据传输速率为 20kb/s，传输的速率更高，更符合客户的需求。ZigBee体系结构如下图所示：

ZigBee體系结构，需通过下面的方案确保其应用质量：对电能采集系统进行优化，在ZigBee电能管理系统中，通信网络实现远程信息采集及监控，将采集到的信息传输给监控中心，信息采集工作则是由ZigBee采集器完成的，因此需要将ZigBee采集器安装在电能采集设备上，以便实现远程操作。ZigBee采集器在运行过程中可以对电流、电能等相关参数进行采集与监控，也能对附近相关的设备与区域进行监控，方便管理人员对这一区域的安全监管。

2.3光纤通信技术

在电力电能计量信息采集工作中对光纤通信技术的应用，主要有较大的通量，较小的重量与体积等的优势，这样能对大量的数据信息进行保存，并且在实际应用中不会占用较大的空间位置;光纤通信技术在应用中具有强大的抗干扰能力，光纤一般位于地下，不但能对干扰因素进行抵御，还能对环境风险进行防御，为通信提供安全的环境;光纤通信技术还具有成本较低的优势，由于该技术在应用中质量与体积较小，并且在通信网络的建造过程中对有色金属的使用量较少，从而降低建造成本。

2.4微功率无线通信技术

微功率无线通信技术在电力电能计量信息采集中的应用，主要能在一定的范围内，在微功率无线通信技术的应用下，实现信息的高效传输，相比于一些发射功率较大的设备，该技术的发射功率一般控制在100Mv之下。该技术在实际应用中主要是将数据信息在发送端对这些未发送的信息进行编码，通过数据模的转换与调整之后进行发送，当信号被接收端接收到之后就会对其进行处理，然后对信息进行转化，从而将解码输出。

3.通讯技术在电能采集中的应用价值及前景

第一，确保电能表计量准确性和可靠性。例如应用远程在线监测与大数据分析技术能对智能电表进行在线监测与失准判断，从而提升电能表计量的可靠性;

第二，提供更加科学的用电指导。在物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展下，基于电能采集中的通信技术，积极运用无人机、机器人等智能化设备，能实现人与人、人与物、物与物之间的良好联系，可以在不同需求下对相关信息进行获取和处理，提升电能采集工作的决策能力，并可由此为泛在电力物联网的构建提供相关方案。

在电能计量信息采集未来发展过程中，电力企业需要结合数据采集实际情况科学地选择有关通讯技术，提升计量数据的精确性和可靠性，确保电能计量信息采集系统有效运行。另外还需提高电能表等设备的质量，为电能计量信息采集工作提供保障。

5.结语

通信技术在我国科学技术的快速发展下取得很大成绩，在电力电能计量信息采集中發挥着重要作用，能够有效提升数据信息采集工作的质量与效率，提升电力企业的经济效益与社会效益，在实际应用中具有广泛的市场与广阔的前景。通过主流微波无线通信技术、光纤通信技术、微功率无线通信技术等的有效应用，能对电能采集工作不稳定、数据采集不够可靠等问题进行合理解决，为我国电力企业的现代化发展提供技术支持。

参考文献

[1]吕伟嘉，翟术然，乔亚男，等.电力电能计量与采集网格化融合体系研究与应用[J].中国电子科学研究院学报，2018，13（5）：103-108.

[2]阙华坤，林国营，陈启冠.基于ETL技术的电能计量设备全方位检测方法体系研究与实现[J].软件，2017，38（5）：112-116.

[3]匡洪海，张曙云，曾丽琼，等.基于GPRS和GPS的农村智能配电网远程监控系统设计[J].电工电能新技术，2017，36（04）：86-91.

作者简介：张晟祁（1990-）男，江西上饶人，本科，助理工程师，研究方向：电能计量采集。

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