前 言
遠程抄表系統是把變電所安裝在各條線路上的電能計量表及主變壓器電能表讀數，在同一時間或人工隨機選定的時間抄錄下來，并及時準確的傳送到電力管理部門的主控計算機。電力管理部門的工作人員能夠對收到的數據進行分析，以便及時發現電網供電量異常，分析原因及時調整，最大限度的減少電量損失。個別用戶可能偷電現象比較嚴重，檢查時又無法取得證據，給電廠造成嚴重的經濟損失。更有甚者，打起偷盜變壓器的主意，給供電部門造成了具大的經濟損失。如何對可疑用戶進行實時用電監控，發現用電異常及時報警，如何防在有人偷盜變壓器時給相應管理部門及時的報警，以成為供電部門亟待解決的問題。
目前各變電所每天有專人定時用統一表格抄寫各線路及主變電能表讀數，每周電力銷售中心派專車專人去各變電所收取其報表，回來后人工對數據進行統計分析。這種傳統方式，既耗費大量的人力物力，又無法避免手工抄寫和計算帶來差錯，更重要的是對數據的處理分析也滯后一周，不能及時發現問題、解決問題。
針對以上問題南京崇茂科技有限公司設計研發了遠程無線自動抄表系統。本系統無線網絡抄表終端采用了當今先進的FLASH閃存技術、其單片機采用實時操作系統、在抗干擾和避免死機方面采用了看門狗電路技術、在數據傳輸方面采用了當今成熟的GPRS無線數字通信技術，保證了數據傳輸的穩定性、可靠性、準確性和及時性；另外在用電數據分析中采用了先進的運籌優化技術，對接收的數據進行統籌分析，不但能及時發現用電網絡所出現的異常問題，對盜電，盜變壓器給予及時有效的報警，而且對今后工作的決策也能提供有力的支持。
一、系統結構
本系統包括三個子系統即無線遠程自動抄表子系統和通信管理系統和用電分析管理子系統。
1.1、電力遠程自動抄表子系統
該子系統包括無線遠程抄表終端和手持紅外抄表儀兩部份。
抄表終端由單片機、工業級無線數傳模塊、485通訊接口模塊和抄表控制軟件組成。
1.2、通信管理子系統
通信管理子系統由工控機、無線數傳裝置、打印機和遠程抄表管理軟件組成。
1.3、用電分析管理子系統
對用電客戶進行管理，利用無線遠程抄表數據，通過運籌優化技術和統計分析技術來及時發現問題。
系統結構示意圖
二、系統組成
2.1 無線遠程抄表終端
本終端由定制的箱體掛裝在變壓器上。并對變壓器出口端進行封裝保護，非法用戶打開封裝將觸發報警。多功能電量通過485與單片機相連。單片機通過RS232與GPRS透明數據傳輸終相連。電表數據經過協議封裝后發送到中國移動的GPRS數據網絡，通過GPRS數據網絡將數據傳送至配電數據中心，實現電表數據和數據中心系統的實時在線連接。實現對電表參數的采集、存儲、預處理或并將采集到的電表數據實時傳送到配電中心；同時，還可將配電中心發送的遙控指令傳給電表控制模塊，對電表進行控制操作。
2.2 通信管理子系統
配電中心服務器申請配置固定IP地址，采用省移動通信公司提供的APN專線，與GPRS網絡相連。由于APNN專線可提供較高的帶寬，當電表數據采集點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。
配電中心RADIUS服務器接受到GPRS網絡傳來的數據后先進行AAA認證，后傳送到配電中心計算機主機，通過系統軟件對數據進行還原顯示，并進行數據處理。
配電中心計算機主機可進行業務管理和計費管理，對電力數據進行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進行告警，同時對用戶使用情況實時監控，保證電力局的合法收益。
2.3 用電分析管理子系統
針對用戶客戶進行管理，按月計算電量、按費率進行出帳，對抄上來的數據進行分析。
2.4 GPRS通信選擇
抄表終端使用移動通信公司統一的STK卡，同時配電中心對各電表數據采集點進行登記，保存相關資料以便識別和維護處理。各電表數據采集點運行系統軟件，支持24小時實時在線，實現信息采集點24小時傳送采集的電表數據。
凡電力局授權的信息采集點均可以使用本系統：
1)、電表數據采集點必須使用移動統一的STK卡，用戶使用本卡只能用于與配電中心的數據通信功能。
2)、用戶登記：符合電力局的規定。
推薦市縣級配電中心通過APN接入到移動GPRS網，這種方式成本比較低，安全性比較高，而且速度和網絡服務質量都保障.
2.5 系統安全措施
由于電力遠程抄表系統的特殊性，本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環，穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，系統也不能中斷運行。
1)、APN專網模式：利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入某系統的范圍，可以有效避免非法入侵。采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入，在網絡側對SIM卡和APN進行綁定，只有屬于指定行業的SIM卡才能訪問專用APN。普通手機號的GPRS終端無法呼叫專門的APN。
2)、對于特定用戶，可通過數據中心給每個移動終端分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的移動終端將無法登錄進入系統，系統的安全性進一步增強。
三．系統詳細功能
3.1 抄表終端主要功能
u 數據采集：
Ø Ua、Ub、Uc、Uab、Uac、Ucb、Ia、Ib、Ic、In三相有功功率及總有功功率；
Ø 總無功功率；
Ø 三相功率因數及總功率因數；
Ø 最大需量（總有功功率）及發生時間；測量周期為一個月。
Ø 凍結電量和凍結時間及三個時間段（停用時間、備用時間、使用時間）（以分鐘為單位，累計到一個月）；當終端為停電狀態為停用時間；當三個電流均小于啟動電流時為備用時間；其余時間為使用時間；當日三個時間段隨定時抄收和主動抄收一并上傳給上位系統，當月三個時間段隨表數一起凍結，在凍結電量抄收時一起抄回。
u 報警功能：
Ø 斷相報警；
Ø 失壓報警；
Ø 過壓報警；
Ø 欠壓報警；
Ø 計量箱門開關報警；
Ø 互感器二次接線盒開關報警；
Ø 停電報警；
Ø 上電報警；
Ø 超CT比值報警；
Ø 功率因數異常報警
Ø 數據采集異常報警
u 設置功能
Ø 內部帶有日期和時間時鐘，并支持上位系統對時功能。
Ø 貯存當前月的凍結電量和凍結時間及三個時間段；并支持上位系統的凍結日設置功能。
Ø 凍結日時間只需設定日、時、分、秒。每月到凍結時間時自動凍結數據。
Ø 未到本月凍結時間時，傳送給上位系統的凍結數據均為上月數據。
Ø 紅外抄收儀能抄收到電表號、總有功電量、總無功電量、三相電壓、三相電流、抄收時間。 對同一電表抄收時，后抄收成功的紀錄要覆蓋前一次的紀錄。
Ø 紅外抄收儀可以保存100條記錄。
3.2 通信管理子系統和用電管理子系統
u 數據召測及顯示模塊
Ø 即時手工召測功能
召測及顯示內容包括：
電表讀數；
A、B、C三相相電壓、線電壓；
A、B、C三相相電流、線電流、中線電流；
A、B、C三相有功功率；
A、B、C三相功率因數、總功率因數；
視在功率、總有功功率、總無功功率；
頻率；
電表終端時間；
凍結電量和凍結時間及三個時間段（停用時間、備用時間、使用時間(以分鐘為單位，累計到一個月，以凍結時間為切斷點)；
當日三個時間段隨定時抄收和主動抄收一并上傳，當月三個時間段隨表數一起凍結，在凍結電量抄收時一起抄回。最大需量及發生時間；
Ø 定時自動召測功