基于HFC网络的电力集抄系统的设计与实现

　　1 前言

　　计算机技术，特别是网络通信技术的迅速发展，使得将众多的计量点数据进行采集、传输和处理的自动集抄系统已经成为可能，它能完全取代原始的人工抄表方式，不用抄表人员走家串户的抄写，整个抄表过程完全实现自动化，大大提高了工作效率，同时电力部门还可以实时查看每个用户的用电数据，准确的统计各供电线路的实际用电情况，从而进行合理的调度，运用经济杠杆实现“削峰填谷”，提高整体经济效益。此外还能及时发现供电和用电中存在的问题，确保安全供电和安全用电，达到科学配电、节能降耗的目的[1]。

　　国内外对集抄系统的研究已经有十多年的历史了，有成功的经验同样也有失败的教训，在集抄系统的研究初期，因为网络还不是很普及，人们主要研究低压电力线载波[2]，可以说载波技术已经比较成熟，但载波存在许多的问题:通信速率低、实时性差、抄收率低和不稳定等。众所周知，我国的电网干扰非常大，不像发达国家的电网十分“干净”，这些都对载波数据通信产生了重要的影响，使得载波集抄不能大范围推广[3][4]。如何跟据我国的国情研究开发出适合我国发展现状的集抄技术已经成为迫切需要解决的问题。

　　HFC有线电视网有着极好的数据传输环境，具有高带宽、大容量和很高的用户投入率。HFC网己被国际上公认为是通向广大用户多种信息业务的统一入户平台，将成为信息高速公路基础设施之一。HFC网络的覆盖面广、通信速率高等特点恰恰满足了我国发展集抄系统的各项要求，因此基于HFC网络的远程用电集抄系统具有重要的研究意义和极高的推广价值。

　　2 系统概述

　　基于HFC网络的远程用电集抄系统利用HFC网[5]作为到用户终端(电表等)底层通信混合信道的主信道，利用成熟的Internet网络作为上层信息传递主通道;提出了底层通信网络采用混合信道的新技术思路，彻底解决了困扰供电企业多年的大规模采集电参数及大数据量、准实时(滞后时间在秒级)的问题;实现了负荷管理功能和低压配变运行状态实时的远程监控功能;

　　2.1 系统构成

　　HFC网络集抄系统由四个部分构成，如图1 所示：

　　各部分的原理如下：

　　(1) 有线电视台及有线电视网络中心部份。它由模拟电视、数字电视、本地广告电视信息源及有线电视网络中心四个部分组成，前三个部分与本系统无关，在此省略。在有线电视台中心机房除有线电视信号的高频调制与放大发送设备外，很多电视台还拥有数字ATM交换机、路由器、CMTS等数字网络接口设备。

　　(2) 有线电视台专有的路由交换设备。它将信号转换为光信号并通过光缆传送至各个小区，一根光缆有多根光纤，可将多种信号同时送往同一地点。到预定地点后再用双向光放将光信号转换成电信号并放大后送至底层公用网络。