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摘要：閘述了實(shí)行遠(yuǎn)程載波預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的必要性及解決方案，對(duì)該系統(tǒng)的組成、主要功能、主臺(tái)軟件功能、集中器、電力載波預(yù)付費(fèi)電能表進(jìn)行了較為詳細(xì)地介紹，并對(duì)今后上層通信方案的發(fā)展進(jìn)行了展望。

　　關(guān)鍵詞： 自動(dòng)抄表；電力線載波；遠(yuǎn)程；預(yù)付費(fèi)；多費(fèi)率

1 實(shí)行電力載波遠(yuǎn)程分時(shí)預(yù)付費(fèi)的必要性

　　中國(guó)城市供電網(wǎng)及農(nóng)村供電網(wǎng)改造后，實(shí)行了一戶一表，抄表到戶，居民計(jì)量用表計(jì)數(shù)量成倍增加，尤其是在實(shí)行分時(shí)電價(jià)的城市，工作量在此基礎(chǔ)上又增加了4倍以上。若繼續(xù)采用傳統(tǒng)人工挨家挨戶抄取電能表數(shù)據(jù)，不僅耗費(fèi)人工多、成本高、效率低，而且人為差錯(cuò)多，不但不能適應(yīng)電力體制改革的要求，還直接阻礙了諸如分時(shí)電價(jià)運(yùn)營(yíng)、預(yù)支電費(fèi)等先進(jìn)管理模式的推行。隨著技術(shù)與管理的進(jìn)步，我國(guó)逐漸發(fā)展了集成電路（Integrate Circuit，IC）卡式預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)和自動(dòng)抄表系統(tǒng)（Automatic Meter ReadingSystem，AMRS）。但從應(yīng)用情況看，這兩種系統(tǒng)還存在不少缺點(diǎn)，急待開(kāi)發(fā)新的先進(jìn)的系統(tǒng)以滿足電力系統(tǒng)的需求。

　　1．1 1C卡式預(yù)付費(fèi)

　　近幾年來(lái)，為減輕人工抄表工作量并實(shí)行電費(fèi)提前收繳，我國(guó)各地陸續(xù)裝用了一些IC卡預(yù)付費(fèi)電表，它們?cè)谑褂弥邪l(fā)生了一些技術(shù)質(zhì)量、管理及法律等方面的問(wèn)題。

　　IC卡式電能表在技術(shù)質(zhì)量上存在的主要問(wèn)題：①抗干擾能力脆弱，質(zhì)量問(wèn)題突出，特別是其開(kāi)放的讀寫(xiě)窗口易受外界攻擊；②被攻擊造成控制系統(tǒng)失效后難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用電糾紛。③預(yù)購(gòu)電量快用完前發(fā)生斷電現(xiàn)象有違電力法規(guī)的規(guī)定；④價(jià)格高、壽命短、綜合效益差且使用風(fēng)險(xiǎn)大；⑤竊電嚴(yán)重，有些用戶私拉亂接長(zhǎng)期不充值；⑥難以適應(yīng)電價(jià)變動(dòng)的要求，在電價(jià)調(diào)整時(shí)可能影響社會(huì)穩(wěn)定。
　
　　 IC卡式電能表在電能管理上也存在問(wèn)題，使其難以滿足電力營(yíng)銷管理改革的需要：①不能實(shí)時(shí)反映用戶用電情況，無(wú)法計(jì)算損耗；②統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，無(wú)法真實(shí)反映用戶用電情況；③操作難以規(guī)范化，造成不明損失增加；④數(shù)據(jù)采集不及時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)反映電力負(fù)荷狀況，不能對(duì)用戶行為進(jìn)行有效監(jiān)控。

　　1．2 電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)
　
　　自動(dòng)抄表系統(tǒng)是將數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸和處理應(yīng)用于電能供與用管理系統(tǒng)中的一項(xiàng)新技術(shù)。它從根本上克服了傳統(tǒng)的人工抄表模式的弊端，給電能管理的現(xiàn)代化帶來(lái)了新的希望。

　　尋求簡(jiǎn)單可靠的自動(dòng)抄表方法，是儀表通信領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。在通信媒體中，zui受關(guān)注的還是電力線載波（PowerLine Carrier，PLC）通信，這是由于PLC線路遍布各地，從發(fā)電廠到各個(gè)居民家庭無(wú)所不至，不需重新布線，可以節(jié)省大量的人力物力。電力線載波通信是指將信息調(diào)制為高頻信號(hào)后疊加在電力線路上進(jìn)行通信的技術(shù)，在同一變壓器區(qū)域下，一個(gè)集中器采集若干個(gè)采集器或電能表的數(shù)據(jù)，構(gòu)成一個(gè)基于電力線的通信網(wǎng)。

　　利用低壓電力線作為AMRS的底層數(shù)據(jù)通道，不僅運(yùn)行成本低，而且非常經(jīng)濟(jì)，其優(yōu)勢(shì)在于：①電力線是屬電力部門(mén)*控制的通信信道，不必另外鋪設(shè)通信信道；②電力線是所有住房和建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施，以電力線作為通信信道可大大節(jié)省鋪設(shè)通信信道的投資；③幾乎不需要維護(hù)或維護(hù)量極?。虎芤噪娏€為通信信道可以靈活地實(shí)現(xiàn)即插即用。

　　但是，利用低壓電力線作為傳輸信道還存在許多技術(shù)難點(diǎn)：首先，電力線上的干擾非常大，特別是在用戶線路上，如用戶家用電器及開(kāi)關(guān)電源等產(chǎn)生的高次諧波、各種用電設(shè)備通斷時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖干擾、各種大功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的寬頻譜駐波干擾等等；其次，不同地方的線路特性可能*不同，所使用線路的種類及線路上的負(fù)載情況都會(huì)對(duì)高頻信號(hào)在電力線上的傳輸特性產(chǎn)生很大的影響，即使是同一段電力線路，其傳輸特性也會(huì)隨電力負(fù)載的變化而改變。國(guó)外雖然有較為成熟的低壓電力線載波技術(shù)，但如果將其直接用于我國(guó)效果卻不如人意，原因在于：我國(guó)對(duì)低壓電器電磁兼容性的控制遠(yuǎn)沒(méi)有西方發(fā)達(dá)國(guó)家嚴(yán)格，且對(duì)低壓電力網(wǎng)上電磁污染的治理也很不得力，存在很大干擾，使其載波通信的質(zhì)量受到嚴(yán)重影響；另外，用戶負(fù)荷千變?nèi)f化造成網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)復(fù)雜且為時(shí)變，很難以準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型加以表征。因此，如何抑制干擾，提高通信的可靠性是利用低壓電力線載波通信技術(shù)時(shí)首先必須考慮的問(wèn)題，同時(shí)，努力提高通信設(shè)備的穩(wěn)定性和適應(yīng)不同線路的能力也非常重要。

　　1．3 解決方案

　　對(duì)于電力載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，顯然短期內(nèi)很難從規(guī)范用戶負(fù)荷特性、提高電磁兼容水平等方面來(lái)解決此類問(wèn)題，可行的出路只能是尋找抗干擾能力強(qiáng)的載波方式以增加通信設(shè)備的電磁兼容能力。通過(guò)對(duì)各種低壓電網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試獲得大量數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)軟件來(lái)分析數(shù)據(jù)，我們研究出了表征我國(guó)低壓電網(wǎng)通信的數(shù)學(xué)模型并取得專有技術(shù)，在此基礎(chǔ)上制造出了*的電力噪聲發(fā)生設(shè)備和電力載波生產(chǎn)線。

　　為了幫助電網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)預(yù)收電費(fèi)、反竊電等先進(jìn)管理模式，采用*的電力噪聲發(fā)生設(shè)備和電力載波生產(chǎn)線，同時(shí)在AMRS基礎(chǔ)上增加了電力載波預(yù)付費(fèi)和多費(fèi)率計(jì)量系統(tǒng)，我們研發(fā)成功了電力載波分時(shí)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可通過(guò)電力線通信實(shí)現(xiàn)預(yù)收電費(fèi)、遠(yuǎn)程切斷電力供應(yīng)／恢復(fù)電力供應(yīng)、實(shí)時(shí)抄讀用戶用電狀況等功能，又可避免IC卡預(yù)付費(fèi)電表讀寫(xiě)窗口易受外界攻擊的缺點(diǎn)。

2 電力載波遠(yuǎn)程分時(shí)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)

　　目前，電力載波遠(yuǎn)程分時(shí)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)已安裝近百萬(wàn)戶，不必使用任何中繼手段，即使電網(wǎng)被電磁污染到居民家用電器不能可靠工作的程度時(shí)該系統(tǒng)仍能實(shí)時(shí)通信，其實(shí)時(shí)抄表成功率平均可達(dá)99．80％，數(shù)據(jù)正確率平均可達(dá)99．99％。

　　2．1 系統(tǒng)組成

　　電力載波遠(yuǎn)程分時(shí)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)主要由用電管理中心、集中器、電力載波預(yù)付費(fèi)電表及通信信道組成。系統(tǒng)的通信采用分布式體系結(jié)構(gòu)，這種體系結(jié)構(gòu)分上下兩層：用電管理中心與集中器之間為上層，上層數(shù)據(jù)的采集采用星型結(jié)構(gòu)，即一個(gè)用電管理中心對(duì)多個(gè)集中器；集中器與電力載波預(yù)付費(fèi)電表之間為底層，底層數(shù)據(jù)的采集采用電力線，它具有安裝便利、可靠性高、安全性好、可維護(hù)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。電力載波遠(yuǎn)程分時(shí)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的組成見(jiàn)圖1。

　　由于網(wǎng)在城鎮(zhèn)的迅速普及，利用現(xiàn)有的網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方案。利用網(wǎng)通信只需在數(shù)據(jù)集中器和管理中心主機(jī)各加裝調(diào)制解調(diào)器（Modem）即可，其通信速率可達(dá)2．4、9．6kbps甚至56kbps。主機(jī)對(duì)集中器的呼叫可通過(guò)撥號(hào)由交換機(jī)自動(dòng)完成，大慶電力公司遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)中辦公樓內(nèi)用電管理中心與變電站處集中器之間的通信就是采用此方式，通信質(zhì)量滿足實(shí)用要求。

　　2．2 系統(tǒng)主要功能
　?。?）多費(fèi)率。電能表按峰、平、谷及總電能分別計(jì)量、存儲(chǔ)，上傳和顯示當(dāng)前及上月總電能、峰電能、平電能、谷電能，上次余額，本次余額，本次追加金額，開(kāi)關(guān)狀態(tài)和竊電狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
　?。?）預(yù)付費(fèi)即先購(gòu)電后用電。用戶購(gòu)電后，供電部門(mén)可通過(guò)用電管理系統(tǒng)將購(gòu)電量通過(guò)電力載波實(shí)時(shí)下載到用戶的電表中去，用戶電表自動(dòng)與電表內(nèi)的剩余電量累加。用戶超過(guò)購(gòu)電量用電，供電部門(mén)可通過(guò)用電計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)遠(yuǎn)距離控制切斷對(duì)該用戶的供電，重新交費(fèi)購(gòu)電后可恢復(fù)供電。用戶足不出戶，用、手機(jī)、信用卡等付費(fèi)購(gòu)電，通過(guò)身份確認(rèn)及相應(yīng)命令即可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)自動(dòng)接通或斷開(kāi)電力供應(yīng)。同樣，供電公司安坐辦公室也可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的電力控制。
　?。?）抄表。系統(tǒng)具備遠(yuǎn)方抄表功能及現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)抄表功能，可抄讀當(dāng)前總電能、峰電能、平電能、谷電能，上月總電能、峰電能、平電能、谷電能，上次余額，本次余額，本次追加金額，開(kāi)關(guān)狀態(tài)和竊電狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并可抄讀臺(tái)區(qū)總表的電能。
　?。?）反竊電。系統(tǒng)具有防竊電、故障自診斷、提示竊電及記錄竊電功能，具備異常用電的分析功能，通過(guò)對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、購(gòu)電數(shù)據(jù)和用電數(shù)據(jù)等進(jìn)行比較，過(guò)濾和分析異常用電，防范竊取電力。
　?。?）電能管理。系統(tǒng)具有防止非授權(quán)人操作和進(jìn)入的措施，對(duì)已授權(quán)的操作員進(jìn)行分級(jí)密碼管理，整個(gè)遠(yuǎn)程分時(shí)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的操作權(quán)限分5級(jí)管理。
　　系統(tǒng)可實(shí)時(shí)凍結(jié)總表、分表電能，進(jìn)行準(zhǔn)確的線損分析。還具有強(qiáng)大的查詢和報(bào)表功能，能綜合查詢系統(tǒng)的用戶信息，并按規(guī)定格式的輸出報(bào)表。

　　2．3 主臺(tái)軟件功能

　　主臺(tái)軟件是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的中心管理平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)召讀、費(fèi)用結(jié)算、用戶查詢、切斷電力供應(yīng)／恢復(fù)電力供應(yīng)等功能。該系統(tǒng)軟件采用客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)體系、模塊化設(shè)計(jì)方法和Windows用戶界面，因此，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便且易于擴(kuò)展。用戶通過(guò)管理平臺(tái)可以建立抄表的信息檔案，通過(guò)線（或光纖）與遠(yuǎn)方集中器連接可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程設(shè)置及校時(shí)，通過(guò)與掌上電腦相連可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的下裝與上報(bào)，通過(guò)管（1）抄表功能。能夠?qū)崟r(shí)抄錄各用戶的電表并自動(dòng)保存抄錄數(shù)據(jù)和抄表時(shí)間；能夠按日期自動(dòng)抄錄各用戶電表的表示數(shù)；能夠保存各用戶電表的表示數(shù)和抄表時(shí)間。

　?。?）設(shè)置功能。能夠遠(yuǎn)方對(duì)集中器設(shè)置自動(dòng)抄表日及校時(shí)；能夠下載遠(yuǎn)方集中器所抄錄的用戶信息。

　?。?）系統(tǒng)操作指令。①抄表，抄某一塊電能表的表示數(shù)；②抄表常數(shù)，抄某一塊電能表的脈沖常數(shù)（脈沖常數(shù)是指每單位用電量所計(jì)的脈沖數(shù)）；③全抄實(shí)時(shí)表示數(shù)，集中器zui近一次自動(dòng)抄錄的電表的表示數(shù)；④全抄零點(diǎn)表示數(shù)，每月自動(dòng)抄表日的零點(diǎn)用戶電表的表示數(shù)；⑤巡檢電表，檢測(cè)所有電能表的相序、是否使用中繼器、電表常數(shù)、表地址下載后是否已抄表、集中器zui近一次自動(dòng)抄表是否成功等信息；⑥檢測(cè)集中器參數(shù)，集中器參數(shù)含有集中器編號(hào)、當(dāng)前日期與時(shí)間、集中器所存儲(chǔ)的儀表數(shù)量、集中器的設(shè)置鎖定日期、分時(shí)功能起動(dòng)日期、當(dāng)前時(shí)段指針、5個(gè)時(shí)段的時(shí)間、主臺(tái)和抄表機(jī)的抄表和設(shè)置日期、操作員工號(hào)、集中器運(yùn)行狀態(tài)（指上午、下午、全天集中器自動(dòng)抄表等）、版本號(hào)等；⑦全抄上月零點(diǎn)數(shù)，前一月自動(dòng)抄表日的零點(diǎn)所有表（電能表、水表、煤氣表）的表示數(shù)；⑧設(shè)置時(shí)鐘，將當(dāng)前的準(zhǔn)確時(shí)間設(shè)置到集中器，即對(duì)集中器進(jìn)行校時(shí)；⑨設(shè)置時(shí)段，集中器每天可以分成5時(shí)段進(jìn)行抄表工作，5個(gè)時(shí)段的起始時(shí)間可自行設(shè)定，將理平臺(tái)可以查詢、分析和打印抄表數(shù)據(jù)，并且可以與客戶MIS系統(tǒng)接口*實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表收費(fèi)的全過(guò)程。軟件界面5個(gè)時(shí)段的起始時(shí)間設(shè)置到集中器中后，到規(guī)定的時(shí)間段時(shí)，集中器會(huì)自動(dòng)抄表并存貯抄表數(shù)據(jù)；⑩設(shè)置分時(shí)起動(dòng)日，集中器進(jìn)行分時(shí)抄表工作的開(kāi)始時(shí)間，在分時(shí)啟動(dòng)日之前，集中器每天只在零點(diǎn)進(jìn)行抄表，在分時(shí)啟動(dòng)日之后，集中器將開(kāi)始分時(shí)抄表；⑾設(shè)置編號(hào)鎖定日，設(shè)置集中器編號(hào)以及設(shè)置鎖定日（鎖定日指在此日之前集中器可以換行設(shè)置命令，在此日之后集中器禁止換行設(shè)置命令）；⑿設(shè)置自動(dòng)抄表日，設(shè)置集中器凍結(jié)歷史數(shù)據(jù)的時(shí)間，在自動(dòng)抄表日的零點(diǎn)，集中器自動(dòng)抄表并凍結(jié)數(shù)據(jù)；⒀設(shè)置集中器工作方式，集中器的工作方式分為天抄表方式、不抄表方式、上午抄表方式、下午抄表方式幾種；⒁單表下載，將表的通信地址碼等信息下載至集中器中；⒂表址下載，將集中器所要抄讀表計(jì)的通信地址碼等信息下載到集中器中。
　?。?）與抄表機(jī)接口。它是主臺(tái)系統(tǒng)與手持抄表機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的程序模塊，其功能是將需要抄表的用戶表信息下裝到抄表機(jī)中，待抄表機(jī)抄表后再將抄表數(shù)據(jù)上報(bào)到主臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
　?。?）用戶費(fèi)用結(jié)算和查詢。該系統(tǒng)為客戶提供了自動(dòng)抄表的完整解決方案，包括遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程通斷、費(fèi)用結(jié)算、費(fèi)用統(tǒng)計(jì)、開(kāi)票和費(fèi)用查詢等功能。該系統(tǒng)還可與任何數(shù)據(jù)庫(kù)接口，其本身帶有標(biāo)準(zhǔn)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)接口，還可以根據(jù)用戶的需要，將所需數(shù)據(jù)存貯到使用單位的MIS系統(tǒng)中。
　?。?）系統(tǒng)巡測(cè)。隨時(shí)能巡測(cè)并掌握所有用戶采集模塊與集中器間的通信狀態(tài)以及表的異常情況，能夠記錄抄錄電能表的時(shí)間，并能巡測(cè)電能表運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)反映該系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
　?。?）維護(hù)功能。系統(tǒng)能夠記錄抄錄各用戶電表的表示數(shù)時(shí)間；連續(xù)48 h抄錄用戶表不成功將報(bào)警；系統(tǒng)能夠自動(dòng)判別各用戶所在的相線即自動(dòng)識(shí)別相序；系統(tǒng)通信信道出現(xiàn)故障時(shí)能夠報(bào)警，提示處理等。

　　2．4 集中器

　　集中器是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表的*設(shè)備，它能集中抄讀所在臺(tái)區(qū)的電表數(shù)據(jù)并進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)能和主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通常采用三相供電。

　　集中器的主要功能：①多種接口，設(shè)有RS232和RJ45接 口，RS232接口與手持抄表器或計(jì)算機(jī)直接交數(shù)據(jù)，RJ45接 口可通過(guò)網(wǎng)與后臺(tái)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，也可考慮增設(shè)485接口以便與其他電力設(shè)備交換數(shù)據(jù)；②設(shè)置參數(shù)，可由后臺(tái)系統(tǒng)或掌上電腦進(jìn)行設(shè)置，包括數(shù)據(jù)庫(kù)表號(hào)、時(shí)鐘、時(shí)段、凍結(jié)抄表時(shí)間、自動(dòng)周期抄表日、中繼參數(shù)以及啟動(dòng)抄讀、停止抄讀狀態(tài)參數(shù)等；③抄讀數(shù)據(jù)，集中器在抄表時(shí)段內(nèi)集中抄讀臺(tái)區(qū)電表數(shù)據(jù)；④存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，集中器將抄讀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，zui多可以存儲(chǔ)31次數(shù)據(jù)；⑤中繼功能，集中器能夠依據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果自動(dòng)啟用中繼，實(shí)現(xiàn)中繼抄表；⑥凍結(jié)功能，集中器能夠依據(jù)后臺(tái)設(shè)置對(duì)臺(tái)區(qū)電表進(jìn)行凍結(jié)抄表；⑦遠(yuǎn)程監(jiān)控，支持后臺(tái)系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控電表，對(duì)電表情況進(jìn)行分析；⑧自診斷功能，可自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常即進(jìn)行記錄和報(bào)警；⑨智能化，具備記憶與感知電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能，對(duì)抄讀結(jié)果自行分析與自我學(xué)習(xí)，一旦某只電表直接抄讀不成功，能夠通過(guò)學(xué)習(xí)結(jié)果迅速選擇合適的中繼電表實(shí)現(xiàn)中繼抄讀，且隨著學(xué)習(xí)過(guò)程的進(jìn)行會(huì)越來(lái)越好用；⑩掉電保護(hù)，集中器數(shù)據(jù)的停電保存期為30年；⑩容量，一般的集中器可容納1 000只電表，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求管理不同數(shù)量的電表。

　　2．5 電能表

　　 電力載波預(yù)付費(fèi)電能表是一種采用了大規(guī)模集成電路、載波模塊、高性能CPU和RTC時(shí)鐘芯片，可按峰、谷、平時(shí)段累計(jì)計(jì)量交流有功電能和需量，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的新型高性能電能表，其原理框圖見(jiàn)圖3。計(jì)量組件實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)采集和竊電檢測(cè)，電力線載波模塊實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)傳送和控制；主控單元實(shí)現(xiàn)預(yù)付電費(fèi)不同時(shí)段的自動(dòng)計(jì)算和扣除；控制電路根據(jù)電費(fèi)余額自動(dòng)實(shí)現(xiàn)通斷，限定用電的zui大負(fù)荷，實(shí)行超負(fù)荷自動(dòng)斷電。

3上層通信方案展望

　　上層通信系統(tǒng)是以安裝在供電公司管理中心的系統(tǒng)工作站為中心點(diǎn)，通過(guò)通信信道與分散于各臺(tái)變的集中器連接所形成的1對(duì)N連接形式的系統(tǒng)。在這種方式下，信道的通信數(shù)據(jù)量較大，要求有一定的傳輸速率和帶寬。目前，信道以線路為主，隨著電網(wǎng)公司信道的發(fā)展，光纖、無(wú)線和GSM／GPRS將被大量應(yīng)用到遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)中。

　　3．1 光纖通信

　　光纖通信具有很多優(yōu)點(diǎn)，如頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)以及高抗干擾性等，非常適合上層通信網(wǎng)的要求，且光纖本身的特性特別適合于星型連接。在中國(guó)一些發(fā)達(dá)省份，電網(wǎng)公司的光纖線路已鋪設(shè)到了配電變壓器處，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)可借用它實(shí)現(xiàn)上層通信。

  　3．2無(wú)線通信網(wǎng)

　　在集中器范圍廣、布局分散的情況下利用無(wú)線電波進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)通信是一種較好的選擇。其特點(diǎn)是傳輸頻帶較寬、通信容量較大（可達(dá)幾千臺(tái)）、通信距離長(zhǎng)（一般幾十千米，還可通過(guò)中繼站延伸到更遠(yuǎn)）。在進(jìn)行通信時(shí)，管理中心主機(jī)控制無(wú)線電臺(tái)發(fā)出呼叫命令，各集中器收到命令后進(jìn)行地址對(duì)比，如正確則發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，完成數(shù)據(jù)鏈路的建立，然后進(jìn)行數(shù)通信。使用這種通信方式，安裝調(diào)試方便，主要缺點(diǎn)是需申請(qǐng)頻點(diǎn)使用權(quán)，如果頻率點(diǎn)選擇不合理，相鄰兩個(gè)信道會(huì)產(chǎn)生相互干擾。遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)可利用已有的電力負(fù)荷管理的無(wú)線信道實(shí)現(xiàn)上層通信。

　　3．3 基于移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的抄表系統(tǒng)

　　移動(dòng)通信發(fā)展方向?qū)⑹荂DMA，信道富余的GSM／GPRS將被用于AMRS。
　　目前，蜂窩移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)（GSM）覆蓋面幾乎遍及全國(guó)，因此，構(gòu)建這種抄表系統(tǒng)時(shí)*可以利用現(xiàn)成的GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)而不必重新建設(shè)新的基站?；谝苿?dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的抄表系統(tǒng)必須在管理中心和采集器中加裝無(wú)線通信模塊，由于這種無(wú)線通信模塊（其實(shí)就是無(wú)鍵盤(pán)、無(wú)顯示屏的手機(jī)）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易，用電管理中心與各個(gè)采集器都裝有這種無(wú)線通信模塊，它們之間的通信是通過(guò)撥號(hào)或以短消息SMS的模式接入GSM網(wǎng)來(lái)進(jìn)行傳數(shù)據(jù)、下達(dá)命令。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　該系統(tǒng)不僅具有用電預(yù)付費(fèi)的功能，同時(shí)還能按不同的用電時(shí)間收費(fèi)，既解決了用電收費(fèi)難的問(wèn) 題又可以鼓勵(lì)用戶在用電低峰期間用電以調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷，既可充分利用資源，又方便了用戶，是一種理想的高性價(jià)比的產(chǎn)品。