智能电能表及采集终端的远程控制技术分析

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　　摘 要：随着人们物质水平的不断提高，其对于电能的需求量也越来越大，对此电力企业的工作人员也在原有的电能供应基础上对供电服务水平进行不断的优化和改善，很多电力企业都引进了智能电表设备来代替传统的电表设备，其在实际应用中不仅为人们查询电能使用情况提供了很多的便捷性，同时还可以帮助电力企业的工作人员实现对用户电能使用量的远程控制，这也是笔者将要与大家进行重点探究的核心内容。
　　关键词：智能电能表；采集终端；远程控制技术
　　中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）11-0167-02
　　0 引言
　　近几年来，智能电表在国内很多地区都有所应用，并且在实际应用中也都取得了良好的成效，智能电表是信息化时代发展进程中的必然产物，与传统的电能表相比，其不仅具有功能多、准确性高、信息交互能力强、受外界干扰因素影响小等应用优势，同时还具有分时计量、费用控制、费率时段、自动报警等功能特性，因此智能电表在实际应用中也得到了人们的广泛认可和推广。
　　1 基本概述
　　1.1 智能电能表
　　就目前而言，市场上应用较为广泛的电能表主要以智能电能表为主，其通常是由数据处理单元、测量单元、通信单元共同构成，目前常见的智能电能表种类有两种，其一是单相表，其主要适用于对普通用户进行电能使用的计量，通常以220V为主，另外一种是三相表，其主要适用于对工业生产企业进行电能使用的计量，通常以380V为主。工作人员可以根据工程项目的具体情况进行电能表种类的选择[1]。
　　1.2 远程控制
　　远程控制主要是指工作人员借助信息网络两端拨号或者需要进行远程控制的两端设备都接入互联网的方式来实现异地两台计算机设备的连接，工作人员可以通过自己的计算机设备来控制他人的计算机设备，通过这种方法来实现对异地计算机设备的软件安装、程序修改等操作行为。
　　2 智能电能表
　　2.1 应用优势
　　与传统的电能表计量设备相比，该类电能表在实践应用中具有绝对的优势，具体如下：第一，功能多，该类电能表在实际应用中处理具有计量电能的基本功能特性以外，还可以帮助工作人员实现24小时实时检测电能计量情况的目标，且该电能表还可以根据所获取的电能用量数据信息对自动进行控制，在最大限度上将电能损失降至最低；第二，计量结果的准确性高，传统的电能表在计量过程中不可避免地会因为机械磨损而产生不同程度上的计量误差，而智能电表则可以有效地避免这一问题，其内部结构是由精密性极高的电子元件所构成，准确等级一般在0.2-2范围之内，其在实际电能计量的过程中几乎不会产生机械误差[2]；第三，启动时所产生的电流较小，由于智能电表自身具有良好的灵敏性，对于人们日常生活中比较常应用的型号为220V、5A的电能表而言，智能电表进需要1.1W便可以正常运行，即使室内一些大功率设备处于待机的情况也能够正常运行；第四，信息交互能力较强，一般情况下，智能电表所使用的接口有两种型号，一种是RS485，另外一种是RS232，工作人员可以定期将电能表与信息采集系統进行信息的传输，通过这种方式来帮助工作人员实现对普通用户的用电情况信息24小时的监控，以此来显著降低电力管理人员的日常工作量；第五，安装简单，工作人员在安装传统的电能表计量设备时需要对其悬挂垂直度进行严格的控制，若出现悬挂倾斜等偏差情况则会对最终的电能计量结果产生较大的影响，而对于智能电表而言，其安装流程就非常简单，只要确保其处于静止状态即可；第六，过载能力较强，传统的电能表通常以线圈感应磁场为主，其过载量一般在4倍左右，而智能电表在实际应用中所体现出的过载量则可以达到6-10倍[3]；第七，电能缴费智能化，传统的电能缴费模式主要以一卡通为主，在该缴费模式下人们几乎不能对自己所使用的用电情况进行查询，所以经常会出现欠费停电的情况发生，而智能电表则可以有效地改善这种情况，其在实际应用中可以自动对用户们的电能使用情况进行实时地监控，对于余额不足的用户予以相应的梯形，通过这种方式来有效地提高用户们缴费的便利性；第八，受到外界因素的干扰性较小，传统的电能表对于外部磁场较为敏感，长期受到磁场的影响则极有可能导致最终电能计量结果与用户真实用电量之间的偏差，而智能电表设备则主要以乘法器作为电能计量的主要方式，因此其在使用过程中几乎不会受到外界因素的干扰而产生计量误差。
　　2.2 功能特性
　　智能电能表中的“智能”二字主要体现在其功能特性的多样化上，该类电表在实际应用过程中主要包括以下几项功能特性：第一，分时计量，该功能特性主要是借助电表中的正向有功、四象限无功、反向有功等计量方式来帮助工作人员完成对电能电量的系统性控制，按照不同实践段来分别记录用户用电量的峰值、谷值、平均值的记录，从而帮助工作人员更加科学、合理地按照用户们的用电需求来分配相应的电能供应量；第二，费用控制，目前智能电表拥有两种不同的电能费用控制方法，一种是针对本地用户的，用户可以通过CPU卡来查询电费余额，若余额不足则对电能表会借助光亮或者声音来对用户进行提醒，另一种则是针对远程用户的，用户可以通过载波来对电能表中所储存的用电情况信息查询，然后根据查询结果采取相应的解决措施；第三，测量检测，该类智能电表在应用过程中不仅可以有效地对用户用电使用情况中的电压和电流进行实时地监测，同时还可以对失压、停电等异常情况进行检测，从而有效地确保用户们用电的稳定性；第四，永久记录，顾名思义，该功能特性主要是指电能表可以将该用户所有的用电信息都进行准确地记录和储存，其中还包括电力故障、时间等各种参数信息[4]；第五，费率时段，一般情况下智能电表通常会包含两种电力市场中比较常见的费率时段表，二者之间可以通过特殊的途径进行相互转化，由于该类型电表内部设有时钟功能和日历功能，因此智能电表可以对用户日常用电情况进行八个不同时段的编程计算，其中相邻两个时间段的最小值为15min；第六，自动报警，当智能电能表察觉到电费余额不足的状态时，便会自动向用户发出余额不足的提醒信息，若该类电表在运行过程中出现一些突发性的故障问题，也会向工作人员发出相应的警报，并且将出现故障问题的信息编码传输至工作平台；第七，自动冻结，冻结的方式有很多种，如瞬时冻结、约定冻结、定时冻结、日冻结等等，其中瞬时冻结主要是指在电能表处于异常状态下底截止到目前为止的电能使用情况和时间段进行冻结，约定冻结主要是指在电力企业的要求下，有针对性地对一些特殊的用户及其相关数据信息进行冻结，定时冻结主要是指根据提前设定好的冻结时间对电能数据信息进行冻结，日冻结则主要是指每天定时对电能信息进行冻结；第八，非法检测，智能电表还具有检测用户用电过程中可能会出现的窃电等非法行为，提高用电的规范性。 　　3 终端远程控制
　　智能电表中所使用的远程终端控制设备主要是一种以微处理为主要控制方式的电子设备，其工作原理是借助遥感技术将用户的用电数据信息完整地传输至采集终端的总控制系统中，然后再通过合理地利用监督控制系统以及数据采集系统来有效地控制远程需要连接的电子设备，从而完成整个终端远程设备的控制作业[5]。从技术原理的层面上来说，RTU元件通常是以电路卡的形式所体现的，而这些电路卡又与CPU相连接，除此之外电路卡还对于一个或者多个通信接口相连接，如模拟输入、数字输出、模拟输出、数值输入、继电器输出等等，不同通信接口有其不同的功能特性，工作人员可以结合智能电表的具体使用情况对其采取现有的终端远程控制措施。目前市场上大多数智能电表在进行终端远程控制时通常会涉及到以下几项技术要点。
　　3.1 数据信息传输的网络环境
　　通常来说智能电表在实际应用过程中会为数据新的传输设置一个科学、合理的媒介，而这个媒介就是我们日常生活中经常会使用到的GPRS移动网络，工作人员可以借助该移动网络将智能电表中所获取的数据信息进行解码和转码处理，然后再通过公网对这些经过特殊处理的数据信息进行传输，而这些数据信息也会被收录到电力企业作为理论依据进行备份，由于GPRS移动网络具有成本低廉、安装方便等应用优势，因此其在很多电力企业的终端远程设备的控制作业中都发挥出了非常关键性的作用效果。
　　3.2 数据信息的采集和获取
　　智能电表在应用过程中通常会直接与集中器设备相互连接，通过这种方式可以更好地满足单个或者多个电能计量的基本要求。每一个集中器均可以看做是一个电能使用情况数据信息的采集点，其通过上述我们所提到的GPRS移动网络将所采集的数据信息进行实时地传输，从而更好地帮助工作人员实现对不同用户用电情况的实时掌握。
　　3.3 数据信息的存储和输送
　　为了可以有效地确保数据信息在远程运输过程中的安全性，工作人员通常会引进ESAM安全模块技术，并且将重要的数据信息均储存在该模块中进行运输，若工作人员想要获取该安全模块中所储存的数据信息，则需要通过一系列的身份验证，只有通过身份验证以后才能获取安全模块内的数据信息，通过这种运输方式可以有效地提高电能使用情况传达的准确性和安全性，确保最终的远程控制结果能够达到预期理想的状态[6]。
　　3.4 控制主站对智能电表的远程控制
　　智能电表一般均设置在电能用户所处的区域范围内，因此工作人员在设置数据采集点时应当综合考虑到整个智能电表的分布情况，然后在此基础上对智能电表进行科学、合理地布局设计，并且结合GPRS移动网络来完成整个电能用电情况的数据运输，帮助电力企业的工作人员更好地实现对用户电能使用情况的远程控制。
　　4 结语
　　虽然现阶段智能电表仍然处于研发阶段，其在实际应用中也不可避免地会出现一些缺陷问题，但是笔者相应在相关研究人员对该智能电表的不断优化下，其使用性能一定会得到进一步地改善，为电力企业的终端远程控制奠定良好的基础，为广大电能用户提供更加优質的电能查询和缴费的智能服务体验，这也是未来几年电力行业的重要发展趋势。
　　参考文献
　　[1] 许超强.智能电能表的功能特点介绍及采集终端的远程控制探究[J].科技展望，2017（19）：191.
　　[2] 陈木.浅谈智能电能表及采集终端的远程控制[J].广东科技，2012，21（23）：213-214.
　　[3] 吕亦可.智能电能表的功能特点及采集终端的远程控制[J].建材与装饰，2018（01）：239-240.
　　[4] 邵丕彦.智能电能表的功能特点及采集终端的远程控制[J].通讯世界，2016（01）：92.
　　[5] 罗晓玉.智能电能表及采集终端的远程控制技术分析[J].电子世界，2016（13）：132+145.
　　[6] 荆臻，翟晓卉，孙艳玲，等.智能电能表及采集终端一体化检测流水线系统的探讨与设计[J].数字技术与应用，2016（01）：182.
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