0 引言：在科技迅猛發展的今天，各縣級電力企業仍在沿用最原始的人力抄表方法，扛著梯子、騎著摩托走村串街的去抄表，不管刮風下雨、不論酷暑嚴寒日復一日。抄表工作是目前各縣級電力企業耗費人力資源最大的一項工作，特別是隨著農村電網規模的擴大，用戶數量迅速增加，人工抄表工作量大，效率低，人為誤差嚴重，漏抄、估抄、冒抄現象時有發生，不利于科學管理和電費的及時足額征收，同時對優質服務工作也造成了一定影響。近年來，遠程自動抄表技術發展非常迅速，在城市居民小區已有應用實例。但相對于城市電網用戶分散、電網結構薄弱的農村電網，遠程自動抄表技術的應用還比較罕見。
1 遠程自動抄表系統的通訊方式
遠程自動抄表系統是集電表數據采集、載波傳輸、數據存儲、數據通信、數據處理及斷電控制等功能于一體的自動化系統。遠程自動抄表技術現存的主要技術難點之一是通信技術。通信設備占據抄表系統投資的大部分，而通信的可靠性對抄表系統的可信賴性有著決定性的影響。選擇一種合適的通信方式，可以在很大程度上提高系統的可靠性和實用性，從而使系統得到廣泛的推廣。目前國內外研究中常見的遠程抄表系統的通信方式主要有以下幾種形式。
1.1專用有線通信線路方式
采用此種通信方案一般為總線通信方式，主要包括:RS485/422總線。這是自動抄表系統底層通信廣泛使用的方式，一般用于各電表到集中抄表器之間的通信，物理介質為雙絞線。雙絞線的抗干擾能力強，信道穩定，通信速率和通信距離都能很好地滿足城市居民小區自動抄表系統底層通信的要求。但RS485/422只提供物理層規范，進行產品開發時軟件開發工作量大，不利于產品的規范化。
ProfiBus、BitBus、CAN、LnoWorks等現場總線。其物理層與RS485/RS422相同，但加入了數據鏈路層或更高層的協議支撐，以信息包的方式傳遞數據，其內部軟件模塊完成數據打包/解壓包、CRC校驗等任務。這類規范化的現場總線，技術成熟，二次開發工作量小，大多數產品在數據鏈路層以及傳輸層采用了差錯控制技術而使通信的可靠性大大提高。但專用有線通信方式，布線工作量大，通訊信道易受人為損壞，損壞后故障排除困難、恢復慢，一般只適用于近距離通信。
1.2電話線通信方式
電話線通信方式主要用于集中抄表以后的數據遠程傳輸，較多的應用在集中器和抄表管理中心的通信過程中。目前大多采用在數據集中器和管理中心主機加裝外置調制解調器(MODEM)或內置MODEM芯片方案實現，其通信速率可達2.4kbps、9.6kbps甚至56kbps。主機對集中器的呼叫可通過撥號由交換機自動完成，也可以租用專線，但費用較高。電話線方式進行數據通信時，線路續接(包括呼叫應答等)時間較長，通常需幾秒到幾十秒。這一方面使得管理中心無法對用戶實時監控;另一方面當終端數目較多時，租用電話線路多，其租用費用也很可觀，因此不適合大容量系統。
1.3專用無線通信方式
無線方式主要包括無線電通信和紅外通信兩種方式，屬于比較成熟的常規技術。該種方式在傳輸帶寬、通信速率、通信距離、安裝調試等方面具有較大的靈活性，在布局分散的終端之間進行通信時是一種較好的選擇。其主要缺點是需申請頻點使用權，如果頻點選擇不合理，相鄰兩個信道會產生相互干擾。其使用場合有一定的限制。
以中繼傳輸，自動組網為技術特征，無線自組網技術近年得到迅速發展。例如，Zigbee網絡技術，該技術主要用于傳感器之間的近距離通信，由于其具有低成本，自動組網等特點，可應用于自動抄表系統中的底層通信。尤其是用戶比較集中時，可采用微功率發送，中繼傳輸，自適應路由的方式將各表計的數據傳送至集中器。
1.4電力線載波通信方式
低壓電力線載波通信是指利用現有低壓220V線路作為通信載體，通過載波方式將模擬或數字信號進行傳輸的技術。該技術不需再鋪設通訊線路，施工量少，節約資金投入，而且有利于管理，信道不易破壞。
在自動抄表系統中一般采用將多用戶的數據集中后遠傳的方式，以避免通信資源的浪費和成本的增加。但農村居民居住分散，各電力表計到集中器之間距離較遠，底層通信難于采用雙絞線等有線通信方式。另一方面，農村供電網分支少，適宜于電力線載波通信。所以電力線載波通信在農村電網的自動抄表系統中具有一定優勢。
1.5基于移動電話網絡的GPRS/短信息通信方式
GPRS/短信息通信依附于GSM移動電話網絡，GPRS的數據速率可達到115kbps。短信息通信的數據速率可達到9.6kbps。
GPRS允許業務用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，不需要利用電路交換模式的網絡資源，根據數據流量進行收費，因而適用于間歇的、非周期的數據傳輸；少量數據的頻繁傳輸；較大容量數據的不頻繁傳輸。短信息通信適用于數據量少，實時性要求不高的場合。
目前，移動電話網絡基本實現了居民區域的全覆蓋，服務質量逐年提高，資費逐步降低，而自動抄表系統具有數據量不大，實時性要求不高的特點，所以GPRS/短信息通信方式在自動抄表系統中具有較好應用前景。
2 農村末端電網的結構特點
武邑縣地處冀中大平原，農村各戶住房相對山區比較集中，但相對城市略顯分散，村內南北、東西向一般都有主要街道，相鄰兩村之間的距離一般都在5公里以內。照明變壓器一般為每村1臺，較大的村有的2-3臺，每臺照明變壓器的容量大多為30千伏安和50千伏安，低壓出線根據變壓器的位置決定，變壓器在村中間的一般低壓都有2回出線（三相四線），為了盡量保證三相負荷平衡，每根相線上所帶戶數約為全村戶數的六分之一；變壓器安裝位置在村一頭的，一般低壓都是一回出線（三相四線），每根相線上所帶戶數約為全村戶數的三分之一，一般較小的村也就幾十戶、一百多戶，較大的村可達幾百戶。農村相鄰兩戶之間的距離和城市平房住戶沒有多大差別，一般都在幾十米、上百米。戶表都用集表箱固定在室外墻壁上，根據每個區域（胡同）居民戶數的多少采用不同型號的集表箱，每個集表箱所安裝電能表（標準外形尺寸）的數量一般分為4塊、6塊、8塊不等。
3 農村電網遠程自動抄表系統技術方案
根據農村電網的結構特點，將遠程自動抄表系統設計為四層結構較為適宜，即抄表管理中心、供電所數據中繼及管理分站、村級數據集中器、載波集抄電表。系統結構如圖所示：
3.1抄表管理中心
抄表管理中心與各供電所通過現有的光纖通道進行通信，負責將遠程抄表終端傳輸上來的用戶電量信息匯總、整理后加以處理，提供給收費系統、用電管理系統使用。抄表管理中心還通過上位機管理系統對轄區各集中器進行管理，對集中器和載波電表進行不同的設置和維護。
根據系統規模和管理體制，一個縣級供電公司可設立一個或多個抄表管理中心。各管理中心之間可以通過電力系統內部的通信網絡進行連接。
抄表管理中心由抄表管理計算機和上位機抄表管理系統軟件組成，是抄表管理人員與本系統直接交流的部分。上位機管理系統位于抄表管理中心的計算機上，它實際上就是一套建立在數據庫基礎上的軟件管理系統。抄表管理中心和供電所是1：N的關系，一個抄表管理中心負責管理區域下的多個供電所。
3.2供電所數據中繼及管理分站
武邑局各供電所/變電站（均為站所合一模式）都開通了與局機關之間的光纜通訊，只要將集中器采集到的數據送到供電所，就可由供電所集中上傳到縣局抄表管理中心。而供電所與35kV變電站為站所合一模式，與各村的照明變壓器均有10kV電力線直接相連，具備實現載波通信的條件。所以，采用村級數據集中器的數據經10千伏載波通信上傳至變電站（供電所），再由供電所利用現有的微機網絡上傳至縣局抄表管理中心的模式比較經濟、實用。
供電所數據中繼及抄表管理中心主要由載波通信機，光纖通信設備（現有）和供電管理計算機（現有）構成，主要完成數據中繼和供電所轄區內用電數據的處理功能。由于供電所可對各用戶用電量實時監視，在自動抄表的基礎上，還可以增加防竊電、安全監視等功能。這對增加電網的安全經濟運行具有重要作用。
3.3 數據集中器
數據集中器，跨接在村級低壓配電變壓器的高壓和低壓側，是最主要的數據采集終端設備。向上通過10kV電力線載波通道、光纖通道與供電所、抄表管理中心通訊，接收供電所、管理中心的指令，自動完成電表數據抄錄。向下通過低壓電力線載波通信方式匯集該配變下所有載波電表和村級配電總表的數據（基本功能），并根據指令向采集終端發送用戶停、送電分合指令，完成對用戶的遠程分、合閘控制工作（可選功能）。
3.4載波電表
載波電表裝于集表箱內，完成對裝于同一集表箱內的所有用戶電表（1-8個）的抄收工作。并將抄收到的數據上傳至集中器。載波電表主要通過對用戶電表的數據進行二次處理的方式進行數據采集，這樣既可避免大量更換電表而造成客戶投資的浪費，又可使遠程自動抄收數據與現有電表數據相互驗證，增加了數據的可靠性。
