ＧＰＲＳ多功能电能表及远抄系统的应用

摘要：本文着重介绍了GPRS多功能电能表和普通多功能电能表在基本结构和功能上的区别，提出了推广GPRS多功能电能表远抄系统的意义和范围。

关键词：GPRS；多功能表；远抄系统

目前国内用于抄表的技术有很多种，如人工抄表，RS485总线，红外和电力线载波等。其中，RS485总线和红外抄表的技术比较成熟，并且被广泛采用，电力线载波抄表只能在小范围内使用。RS485总线抄表需要布线，而且只可以在小范围实施（一般小于1000m）；红外抄表需要人工现场抄表；由于受技术及国内电网客观条件的影响，电力线载波抄表仍存在许多技术问题。在这样的背景下，一款多功能电能表+远程通信终端合二为一的产品，即GPRS多功能电能表走进了人们的视线，而由GPRS多功能电能表构成的GPRS电力远程抄表系统与普通远抄系统相比更有它独特的功能意义。

GPRS电表远程抄表系统是在移动通信公司的GPRS业务平台上构建的电力远程抄表系统，是基于GPRS技术的用电管理自动抄表系统。实现电表数据的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。

一、 系统的组成

系统由带系统软件的主站、带GPRS模块的多功能电能表组成。这两个主要的组成部分是相互关联的主从关系。 基本机构图如下：

（一） 主站

主站是一台装有抄表程序的微机及相关外围设备。可以实现如下功能：

1、指定用户抄表

2、设置多功能通讯模块运行参数

3、实时监控指定用户用电量情况

4、存贮、统计用户电量数据生成报表并进行打印

5、分析配变台区用户电表数据

6、分析台变线损

7、统计台变用电量和用户用电量

8、防窃电功能（通过分析用户电表数据）

（二）带GPRS模块的多功能电能表

1、 GPRS多功能表的定义及组成

GPRS多功能电能表主要由基表和无线通信模块两部分组成。

首先，它是一款功能完善的多功能表，涵盖有功正反相电量无功四象限电量，最大需量、功率、电压、电流、功率因素和频率等用电数据的测量和处理，以及具有分时计量、负荷曲线记录、运行状态记录、事件数据记录、停抄停显等功能。

其次，此表带有具备GPRS远程通信功能的无线通信模块，模块功能包括数据采集、远程通信、事件实时上报、遥信检测、远程对时、远程升级等。并且，可以通过增加跳闸触点为特定用户提供网络远程预付费功能。

2、 基表

基表的计量部分是非常可靠和稳定的，无线通信模块和基表两部分在机构和电气上完全分离，各自独立，即在无线通信模块遭到攻击破坏后，计量数据不会丢失。所以，基表计量使用的CPU和无线通信模块中使用的CPU完全独立，并且这两部分CPU之间的通信都通过光耦器件隔离，同时电源部分使用的是完全独立的电源电路，如果使用线性电源，则变压器次级应有两路输出，经过整流滤波，DC-DC稳压后，分别输出给基表和无线通信模块使用。基表部分通过对电压、电流经取样电路分别取样后，送至放大电路缓冲放大，再由高精度的计量芯片转换为数字信号，负责对数据进行分析处理。由于采用高精度计量芯片，计量芯片自行完成前端高速采样，计量算法稳定，计量CPU仅需要管理和控制计量芯片的工作状态。同时数据传输的链条减短，从而减少了数据错误的可能，有足够的时间来精确测量电能数据，极大的提高了电量和瞬时量的实时性。

3、无线通信模块

无线通信模块是通过串口经光耦与基表的计量CPU通信，读取基表中的各项计量数据，数据传输均严格遵循多功能电表通信规约，最终完成链路连接、参数更改、数据上传、事件实时上报等功能。GPRS多功能电能表较普通多功能电能表在机构上的主要区别就是GPRS电能表具有无线通信模块。无线通信模块的主要功能由以下六大功能模块实现：

（1）通信接口模块。封装所有上行端口的链路维护，并实现对链路实时在线模块和短线唤醒模式的支持。

(2）数据采集模块。封装了对基表计量数据的采集功能。

(3）事件记录模块。对储存的当前数据进行异常分析，以及对GPRS多功能表运行状态和外围硬件故障进行判断，产生乡音法的事件记录，并且根据要求主动发送给远方住站。

(4）报文业务模块。封装了GPRS多功能表和远方之间报文规约解析和处理功能。

(5）数据处理模块。对采集返回的计量数据进行加工和存储的功能，包括小时冻结、日冻结、抄表日冻结等电量数据的计算和储存，以及多种用电质量数据的统计和存储等。

(6）购电控制模块。封装了完整的远程预付费功能业务，其原理是远方主站通过GPRS信道将购电量下发到模块内，模块计算剩余电量，并通过实时抄读基表的数据，不断更新剩余电量的数值，当剩余电量降低到告警阀值时进行声光报警，并发送短信通知，当剩余电量小于或等于零时，通过跳闸端子对供电线路进行跳闸断电。

二、GPRS电表远抄系统和普通远抄的区别

（一）普通远程抄表需将每块表的数据通过网络传输到采集器，再由采集器传输回中心主站；而GPRS抄表是每块表的数据直接传输到主站，节省了中间环节。

（二）普通远程抄表对传输方式有一定要求，在一些条件不符合（电话、网络不通）的偏远地方，无法实现数据传输；GPRS抄表是通过无线通讯，只要有手机信号的地方就可以进行数据传输。

（三）GPRS是无线传输数据，节省了网线、电话线等硬件投入，节省了成本。

三、 GPRS电表远抄系统的实用范围

在大用户的分布点多面广或者是网络不通的偏远地方都可以应用GPRS电表远程抄表系统，尤其适合于对单个用户的抄表工作，减少专线建设成本。

四、结束语

对于电力部门来说，远程抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不便。GPRS移动数据网络远抄系统可以对各重要电力节点、大用户电表进行监控,自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。

参考文献：

[1]《环球仪表》2007年第三期 《基于TC65模块的GPRS多功能表》---- 宁波三星科技有限公司 徐海江

作者简介：

张玉霞:女，大学本科，1999年参加工作，工程师，巴彦淖尔电业局电能计量中心计量专工。

吴云飞： 男，大学本科，1984年参加工作，高级工程师，巴彦淖尔电业局营销策划部部长。