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摘要：分析了近期电力企业的抄表现状，提出了基于负荷管理的远程抄表方案，并据此方案成功开发了该系统。基于负荷管理的远程抄表系统可以帮助管理人员及时、准确地获得电表数据，发现表记故障、窃电行为，且可以进行谐波监测，提高用户的用电质量。
关键词：负荷管理系统；远程抄表；表计故障；谐波检测
作者简介：李琳（1978-），女，山东聊城人，山东电力集团公司聊城供电公司营销部，工程师。（山东 聊城 252053）
基金项目：本文系济南市科技局自主创新计划项目“视频监控系统中的运动目标自动检测与跟踪技术研究与开发”（项目编号：201004002）的研究成果。
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0210-02
目前电力供应由紧缺趋向缓和，电力负荷管理系统的功能也在不断变化。电力负荷管理系统的基本功能是监控用户用电状况，保障电网安全经济运行，促进电力资源的优化配置，提高社会综合效益。利用负荷管理系统的信道资源实现远方抄表可以充分发挥负荷管理系统作用。[1-4]
随着电力市场的不断扩大，用电大户及变电站、发电厂不断增加，如仍沿用传统的抄表方法，数据的准确性、时间的统一性都会受到制约，已无法满足现代电力企业经营发展的需要。对装有负荷管理系统负控终端的发电厂、变电站及用电大户实现集中远程抄表可以大大缩短抄表时间，及时获得电表提供的计费数据，并与用电MIS联网，作为电费结算依据；及时发现表计故障，窃电行为，完善用电管理，增加企业效益；还可以实现对用户电压质量监测和谐波监测，提高用户的用电质量。
一、远程抄表原理
负荷控制系统具有专用的无线信道和控制中心，因此利用负控系统实现远程抄表无需信道的重复投资，是经济可行的。通过比较终端与电表不同的通信方式，本系统采用与表计的485口进行串行通信。负控终端将当地的电表数据通过RS-485总线采集后，按规定的协议方式经过调制后通过无线电台发射，中心控制台收到后经解调将电表数据保存至数据库，从而实现了远程抄表。抄表示意图如图1所示。
二、基于负荷管理的远程抄表系统实现
该系统主要由负荷控制系统终端和主台控制系统组成。
1.终端硬件系统集成
终端根据命令采集必要的数据，由异步串行接口送往调制解调器，最后由电台通过天线将信号发向中心站。终端根据中心站下发的参数，通过RS-485接口抄读电度表的电量及表读数传送至中心站。
终端设备的输入/输出信号回路接口均采用光电隔离技术对干扰进行抑制并起保护作用，关键部分如电源、调制解调、脉冲输入电路的元件经严格筛选，确保质量。电源及天馈系统应采取防雷措施。终端硬件系统结构图如图2所示。
2.终端软件系统实现
由于终端运行环境恶劣，在硬件设计及开发、生产过程已采取了大量抗干扰措施，以防止和抑制来自现场的干扰，在软件设计过程中也要采用数字滤波技术和软件抗干扰技术来保证数据的正确性及控制的可靠性。本系统采用模块化设计，程序结构清晰，便于维护。根据实际需求，终端软件系统的功能模块图如图3所示。
终端软件是用C语言编写的控制程序，将表计不同的通信规约写在程序中，通过主台下发的不同参数区别电度表，以不同的通信规约与表计进行通信。
3.主台控制系统集成
电力负荷管理系统的主台控控制中心由小型局域网（集线器、网络服务器、若干工作站及打印机）、信道（KG110无线电台，天馈线系统）、电源系统、避雷系统等组成。
主台控制系统采用Microsoft Visual Basic6.0开发工具，基于Windows2000平台开发。该系统的主要功能是：通过主台软件对终端进行监控，包括设置各类参数、召测实时和历史数据；对日常数据进行存储和维护，提供数据查询和表记数据异常分析功能，并能按照要求生成和打印各种报表；与用电MIS系统联网，进行数据共享。
三、基于负荷管理的远程抄表系统应用
1.表计故障监测和防窃电功能
在市场经济条件下，由于受经济利益的驱动，各类用户窃电手段日益隐蔽，仅靠人工现场巡视和经验查堵已经不能适应要求。对于在装计量表计的实时管理，由于缺乏必要的技术手段，无法实现及时发现表计故障和窃电行为，造成的隐形经济损失不可忽视。因此，负控工作人员结合远方抄表技术和交流采样技术，利用终端对计量回路的在线监测功能进行表计故障监测和防窃电。
通过远方抄表召测客户终端表计可以提供的各种用电参数和电流、电压变送器提供的电流、电压模拟信息，通过记录表计电压失压断相、电流异常等情况，结合客户历史数据或电量曲线对比分析，确定是否窃电。表计可以监测到计量回路的运行数据，如图4所示。
根据远方抄表监测到的表计运行数据情况可以判断表计线路及表计运行是否正常，该部分功能通过一个交流采样装置实现。交流采样装置也是利用RS-485接口进行连接通讯，其在负控系统中作为一块计量表计进行管理，只对其采集的数据进行必要的处理分析。通过安装交流采样装置，在客户的同一回路上取两个计量点，即在同一线路的保护回路采集交流信号，从表计取得脉冲信号，通过负控终端用两路信号数据计算出功率值，主台控制系统将两路数据召测回来并保存在数据库进行比较分析（如图5所示）。若没有窃电行为，则两条负荷曲线相吻合，如果差异很大就有窃电嫌疑。负控工作人员可以有目的地对这些用户进行分析跟踪调查，准确有效地对窃电用户进行查处。
通过采样电量和脉冲电量的比较可以准确计算出所窃电量和窃电时间，为及时查获窃电行为和追补窃电量提供技术保障。
2.电压质量监测和谐波监测及线损管理
通过远方抄表对交流采样装置数据的采集，可以对用户每天24点的电压数据进行采集分析、监测统计供电电压合格率，以分析、提高电压质量，为系统和用户的电压管理提供依据。通过对电压监测点的实时检测作出电压曲线，分析评估供电质量，可及时发现问题采取措施，为线损分析网络规划提供依据。而且可以发现因PT保险丝熔断、PT断线等情况造成的电能表缺相运行，还能辨别CT短接合无负荷造成的负荷为零、电能表接错等多项功能。
在电力系统中各种谐波的产生对电力系统环境造成污染，影响整个电力系统的电气环境，包括电力系统本身和广大用户，且其影响的范围大、距离远。可以利用交流采样装置对用户谐波产生的情况进行监测。交流采样通过对用户的电压电流的波形计算分析，得出各次谐波分量的含有率。主台控制系统通过采集交流采样数据进行实时监测分析，实现对用户谐波情况的监测。
四、结论
负荷管理系统实现远方抄表改变了传统抄表模式，提高了用电管理自动化水平，确保了抄表的及时准确。远方抄表对表计运行数据的采集可以监测表计的运行情况，实现防窃电功能；通过远方抄表对交流采样装置数据的采集可以监测用户电压质量和谐波情况，实时掌握电网的电能质量，使用电管理水平大大提高。
负荷管理系统无线通信资源在远方抄表中得到了充分利用。负荷管理系统实现远方抄表的设计简单、价格低廉、控制方便，可及时发现表计故障、窃电行为，完善用电管理，实现对用户电压质量监测和谐波监测，提高用户的用电质量，具有很强的实用性。
参考文献：
[1]朱向力，李卫国.一种实用远程电能抄表系统的应用分析[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：55-56.
[2]焦国杰.扩频载波用户终端的居民小区远程抄表系统设计[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：33-34.
[3]赵磊，单渊达，等.电力线载波抄表的新进展[J].电力需求侧管理，2004，6（4）：30-32.
[4]胡林，杨运昌，等.新型实时电网防窃电系统研究[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：19-22.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：负荷管理系统；远程抄表；表计故障；谐波检测
作者简介：李琳（1978-），女，山东聊城人，山东电力集团公司聊城供电公司营销部，工程师。（山东 聊城 252053）
基金项目：本文系济南市科技局自主创新计划项目“视频监控系统中的运动目标自动检测与跟踪技术研究与开发”（项目编号：201004002）的研究成果。
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0210-02
目前电力供应由紧缺趋向缓和，电力负荷管理系统的功能也在不断变化。电力负荷管理系统的基本功能是监控用户用电状况，保障电网安全经济运行，促进电力资源的优化配置，提高社会综合效益。利用负荷管理系统的信道资源实现远方抄表可以充分发挥负荷管理系统作用。[1-4]
随着电力市场的不断扩大，用电大户及变电站、发电厂不断增加，如仍沿用传统的抄表方法，数据的准确性、时间的统一性都会受到制约，已无法满足现代电力企业经营发展的需要。对装有负荷管理系统负控终端的发电厂、变电站及用电大户实现集中远程抄表可以大大缩短抄表时间，及时获得电表提供的计费数据，并与用电MIS联网，作为电费结算依据；及时发现表计故障，窃电行为，完善用电管理，增加企业效益；还可以实现对用户电压质量监测和谐波监测，提高用户的用电质量。
一、远程抄表原理
负荷控制系统具有专用的无线信道和控制中心，因此利用负控系统实现远程抄表无需信道的重复投资，是经济可行的。通过比较终端与电表不同的通信方式，本系统采用与表计的485口进行串行通信。负控终端将当地的电表数据通过RS-485总线采集后，按规定的协议方式经过调制后通过无线电台发射，中心控制台收到后经解调将电表数据保存至数据库，从而实现了远程抄表。抄表示意图如图1所示。
二、基于负荷管理的远程抄表系统实现
该系统主要由负荷控制系统终端和主台控制系统组成。
1.终端硬件系统集成
终端根据命令采集必要的数据，由异步串行接口送往调制解调器，最后由电台通过天线将信号发向中心站。终端根据中心站下发的参数，通过RS-485接口抄读电度表的电量及表读数传送至中心站。
终端设备的输入/输出信号回路接口均采用光电隔离技术对干扰进行抑制并起保护作用，关键部分如电源、调制解调、脉冲输入电路的元件经严格筛选，确保质量。电源及天馈系统应采取防雷措施。终端硬件系统结构图如图2所示。
2.终端软件系统实现
由于终端运行环境恶劣，在硬件设计及开发、生产过程已采取了大量抗干扰措施，以防止和抑制来自现场的干扰，在软件设计过程中也要采用数字滤波技术和软件抗干扰技术来保证数据的正确性及控制的可靠性。本系统采用模块化设计，程序结构清晰，便于维护。根据实际需求，终端软件系统的功能模块图如图3所示。
终端软件是用C语言编写的控制程序，将表计不同的通信规约写在程序中，通过主台下发的不同参数区别电度表，以不同的通信规约与表计进行通信。
3.主台控制系统集成
电力负荷管理系统的主台控控制中心由小型局域网（集线器、网络服务器、若干工作站及打印机）、信道（KG110无线电台，天馈线系统）、电源系统、避雷系统等组成。
主台控制系统采用Microsoft Visual Basic6.0开发工具，基于Windows2000平台开发。该系统的主要功能是：通过主台软件对终端进行监控，包括设置各类参数、召测实时和历史数据；对日常数据进行存储和维护，提供数据查询和表记数据异常分析功能，并能按照要求生成和打印各种报表；与用电MIS系统联网，进行数据共享。
三、基于负荷管理的远程抄表系统应用
1.表计故障监测和防窃电功能
在市场经济条件下，由于受经济利益的驱动，各类用户窃电手段日益隐蔽，仅靠人工现场巡视和经验查堵已经不能适应要求。对于在装计量表计的实时管理，由于缺乏必要的技术手段，无法实现及时发现表计故障和窃电行为，造成的隐形经济损失不可忽视。因此，负控工作人员结合远方抄表技术和交流采样技术，利用终端对计量回路的在线监测功能进行表计故障监测和防窃电。
通过远方抄表召测客户终端表计可以提供的各种用电参数和电流、电压变送器提供的电流、电压模拟信息，通过记录表计电压失压断相、电流异常等情况，结合客户历史数据或电量曲线对比分析，确定是否窃电。表计可以监测到计量回路的运行数据，如图4所示。
根据远方抄表监测到的表计运行数据情况可以判断表计线路及表计运行是否正常，该部分功能通过一个交流采样装置实现。交流采样装置也是利用RS-485接口进行连接通讯，其在负控系统中作为一块计量表计进行管理，只对其采集的数据进行必要的处理分析。通过安装交流采样装置，在客户的同一回路上取两个计量点，即在同一线路的保护回路采集交流信号，从表计取得脉冲信号，通过负控终端用两路信号数据计算出功率值，主台控制系统将两路数据召测回来并保存在数据库进行比较分析（如图5所示）。若没有窃电行为，则两条负荷曲线相吻合，如果差异很大就有窃电嫌疑。负控工作人员可以有目的地对这些用户进行分析跟踪调查，准确有效地对窃电用户进行查处。
通过采样电量和脉冲电量的比较可以准确计算出所窃电量和窃电时间，为及时查获窃电行为和追补窃电量提供技术保障。
2.电压质量监测和谐波监测及线损管理
通过远方抄表对交流采样装置数据的采集，可以对用户每天24点的电压数据进行采集分析、监测统计供电电压合格率，以分析、提高电压质量，为系统和用户的电压管理提供依据。通过对电压监测点的实时检测作出电压曲线，分析评估供电质量，可及时发现问题采取措施，为线损分析网络规划提供依据。而且可以发现因PT保险丝熔断、PT断线等情况造成的电能表缺相运行，还能辨别CT短接合无负荷造成的负荷为零、电能表接错等多项功能。
在电力系统中各种谐波的产生对电力系统环境造成污染，影响整个电力系统的电气环境，包括电力系统本身和广大用户，且其影响的范围大、距离远。可以利用交流采样装置对用户谐波产生的情况进行监测。交流采样通过对用户的电压电流的波形计算分析，得出各次谐波分量的含有率。主台控制系统通过采集交流采样数据进行实时监测分析，实现对用户谐波情况的监测。
四、结论
负荷管理系统实现远方抄表改变了传统抄表模式，提高了用电管理自动化水平，确保了抄表的及时准确。远方抄表对表计运行数据的采集可以监测表计的运行情况，实现防窃电功能；通过远方抄表对交流采样装置数据的采集可以监测用户电压质量和谐波情况，实时掌握电网的电能质量，使用电管理水平大大提高。
负荷管理系统无线通信资源在远方抄表中得到了充分利用。负荷管理系统实现远方抄表的设计简单、价格低廉、控制方便，可及时发现表计故障、窃电行为，完善用电管理，实现对用户电压质量监测和谐波监测，提高用户的用电质量，具有很强的实用性。
参考文献：
[1]朱向力，李卫国.一种实用远程电能抄表系统的应用分析[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：55-56.
[2]焦国杰.扩频载波用户终端的居民小区远程抄表系统设计[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：33-34.
[3]赵磊，单渊达，等.电力线载波抄表的新进展[J].电力需求侧管理，2004，6（4）：30-32.
[4]胡林，杨运昌，等.新型实时电网防窃电系统研究[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：19-22.
（责任编辑：王祝萍）