低壓集中抄表系統設計分析

葉麗娟

(廣東電網公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

前言

低壓用戶集中抄表系統是綜合現代電子、計算機、通信網絡技術的綜合信息自動化系統，系統通過對遠方居民計量表計數據準確、可靠、完整、及時采集和統計分析，能夠快速、全面地反映低壓用戶電量使用情況，為電力營銷服務提供可靠技術保證。實現居民電量自動及時抄讀分析，能夠提高客戶服務質量和計量自動化水平，有利于提高企業管理水平和管理效率，有利于降低低壓客戶供電線損和提高供電服務質量，也能夠較好地緩解目前減員增效與抄表到戶之間的矛盾。

一、現狀分析

集中抄表技術在國內外已有較為廣泛的應用，能夠有效解決現有計量抄表中工作量大、效率低下、管理粗放等方面的問題。充分利用現代信息科學技術，逐步推廣居民集中抄表系統，有利于解決當前一戶一表改造和小區接管中存在的抄表工作量增加的問題，能夠擴大供電單位利潤空間和提高供電單位社會形象。這既符合南方電網公司顯現現代化管理目標的要求，也是強化需求側管理，提高經營服務水平的重要舉措。

根據珠海供電局集抄系統現狀在局部小區試用了6410戶，建設時間較早，沒有按照2007年廣東電網公司低壓集抄相關技術規范建設。目前，上述試點小區的集抄系統并沒有真正實用化，仍然依賴人工抄表，主要問題有：有些電表抄不到數據，自動抄表率低；集抄主站功能簡單、性能差，并且未實現與營銷計費系統的自動接口，仍依靠人工從集抄系統導出Excel，再導入營銷系統計費；系統主站功能弱，難于維護和管理；集抄的覆蓋率較低，節省的工作量體現不明顯等。針對這一現狀，分析了集中抄表系統技術的必要性、需求性、技術和功能要求等。

二、必要性分析

1、小康型住宅小區建設要求

根據建設部提出的小康型住宅小區規劃要求，今后要對新建和改建的住宅統一規劃，逐步實行水、電、氣三表出戶統一管理，實現微機自動監測、計量、收費。遠傳功能徹底改變了傳統的居民住宅水、電、煤氣等生活耗能逐月入戶驗表收費方式，解決了城市住宅耗能管理的離散性和耗能數據人工處理的繁瑣過程，從而節省了大量人力，且避免了入戶驗表對居民生活的干擾。

2、提高用電側計量管理水平的需要

1）提高計量服務水平

居民系統充分應用現代電子、計算機、通信最新技術，能夠自動實現對遠方電量的準確、可靠、快速、完整計量和采集，可對采集數據進行分析、匯總、計算、存貯，并能夠形成各種報表，實現對用戶電量的隨時準確抄讀。系統可同時實現對計量裝置的運行狀態監控，及時發現用戶計量點等計量裝置存在的問題，從而對計量裝置存在的問題進行及時處理，避免因計量裝置等問題引起的經濟損失。

2）減輕計量抄表工作量

居民抄表系統能夠完全實現遠程自動批量抄表，一般情況下，在幾分鐘內能夠實現1個臺區內居民電表抄讀工作，計量工作人員無需到達現場，也無需進行操作，就能夠在短時間內（1～2小時內），自動實現對轄區內電量的抄讀，抄表效率非常高，能夠節約大量抄表工作。

3）為提高營銷服務水平提供支持

居民抄表系統能夠實現高密度自動抄讀，抄表間隔可以達到分鐘級。高密度、高質量的電能量數據，不僅為用戶用電特性分析提供真實可靠數據，也為縮短用電銷售周期，及時收費提供強大技術支持。

4）為降低用電線損提供有效依據和保證

傳統抄表抄表周期通常在1月以上，難以對線損降低提供可靠依據，而使用居民抄表系統，通過對監視范圍內用戶在一定時間段內電量進行凍結、準確、完整抄讀，能夠發現高線損范圍，為線損降低提供可靠依據。

5）提高計量抄表準確性，減少誤抄、錯抄情況。

人工抄表往往由于人的疏忽及可能出現的疲勞而發生誤抄、漏抄、甚至錯超的情況，居民抄表系統則完全可以避免這些情況，即使有錯誤情況出現，概率也非常下，且錯誤情況往往是有規律的，可以追查和解決的。

6）開展停電時間統計

向客戶提供“優質服務”一直是南方電網公司的經營理念，停電時間統計到戶，可為停電分析和開展保障措施以減少停電時間提供技術支持。

三、設定目標

為此，我們要設定集抄系統近期和遠期目標。近期目標：1、建設低壓用戶集中抄表，在1萬多戶低壓用戶實現集抄；2、在一體化計量自動化系統上，開展居民集抄應用，實現遠程抄表、臺區線損兩大核心業務功能，并能夠與營銷管理信息系統進行數據交換。遠期目標：1、根據先期建設經驗，逐步擴大自動抄表范圍，力爭2010年，結合居民電表改造輪換的進程，在珠海地區范圍內300戶以上臺區中60%的臺區實現自動抄表。2、在計量自動化系統平臺基礎上開展催費功能(停復電)、停電時間統計、預購電、分時計費、電壓合格率統計等擴展功能。

四、需求分析

1、系統應用需求

遠程抄表結算，能夠對用戶計算電量進行凍結抄讀，滿足計費需要；臺區線損統計，能夠進行臺區線損統計和重點用戶實時監測。目前，珠海地區每月按月統計每個臺區線損，形成線損統計月報表。

2、系統接口需求

與營銷信息系統接口，交換居民用戶檔案資料和居民結算電量。本系統從營銷系統獲取居民用戶的基礎檔案信息，同時向營銷系統提供居民計量點的月凍結電量信息。

3、通信需求

1）主站與集中器通信

a.時效性要求

具有一定實時性要求，延遲時間可以是分鐘級。在特殊情況下，如定期考核線損、系統測試、重點用戶監測等，需要隨機抄讀即時數據，抄讀延遲時間可以在幾分鐘以內。

b.信息量

下行，從主站到各計量點的下發命令通常采用比較小的短信息格式即可以滿足，一般不超過20Byte；上行，從集中器到主站上發信息數據量相對較大，但是整個信息包在10kByte完全可以滿足。以1個500個用戶的臺區為例，同時抄讀各表計收費周期內的窗口電量數據，每日約10kByte。即使一次抄讀全部取月曲線數據，數據包在300kByte以內。

c.通訊規約要求：

遵循《廣東電網公司低壓電力用戶集中抄表系統集中器上行通訊規約》。

d.通訊方式

集中器與主站之間的上行通信采用公用通訊網，兼容 GPRS、CDMA 、PSTN、網絡等通信方式。

集中器、采集終端和電表之間的通信

a.通訊規約

采用低壓電力線載波方式時，集中器與采集終端（或載波表）之間的下行通信采用載波通信規約；采用485總線方式時，集中器與采集終端（或485表）之間的規約直接采用相應的電能表規約。

b.通訊方式

采用低壓電力線載波或485總線。

五、系統總體結構

集中器通過GPRS/CDMA等無線網絡與計量自動化主站前置機通訊，與配變終端、廠站終端、負荷管理終端等統一接入一體化計量自動化主站，在整個計量自動化系統中處在終端設備層。系統總體結構見下圖：

圖1 計量自動化系統總體結構

主站計算機系統使用正在建設的計量自動化系統的網絡平臺、硬件平臺和基礎軟件平臺，只需要根據接入的戶數規模確定新增的前置機數量、調整數據庫服務器的配置和增加集抄業務軟件模塊。計量自動化系統主站容量設計綜合負控接入情況、廠站接入情況、配變接入情況和集抄接入情況統一考慮,統一規劃前置機數量、數據計算和數據庫等服務器的檔次。

六、現場采集方案

全載波方式

所有電表采用載波式電子表，通過載波方式直接與集中器進行通信。其特點是不需要采集終端，電表內需增加載波芯片，適用于用戶非常分散、可以使用載波電表的供電臺區。珠海局的適用臺區包括：農村（含城中村）、商業街區、別墅區、所有表計分散到用戶小區。邏輯示意圖如下圖2：

圖2 全載波方案邏輯示意圖

半載波方式

部分（或全部）電表采用485式電子表，接入采集終端設備后，通過載波方式與集中器進行通信,少數電表采用載波電子表直接與集中器通信。其特點是適用范圍廣，性價比高，穩定性相對較高。珠海城區的幾乎所有已有小區均可采用此種方式。邏輯示意圖如下圖3：

圖3 半載波方案邏輯示意圖

典型現場圖如下圖4：

圖4 半載波方案典型現場圖

總線方式

所有電表采用485式電子表，接入采集終端設備后，通過485方式與集中器進行通信。其特點是需要采集終端，電表可以使用通用485電表，使用485電子表的、485通信電纜敷設方便的供電臺區。適用于新建居民小區。邏輯示意圖如下圖5:

圖5 總線方案邏輯示意圖

典型現場圖如下圖6：

圖6 總線方案典型現場圖

無線方式

在集中器與電能表之間組建局部無線網絡。其特點是，不用安裝采集終端(半無線則需要安裝無線采集終端)，也不依賴于電力載波。但要求安裝無線集中器和無線電能表，適用所有臺區。邏輯示意圖見下圖7

圖7 無線方案邏輯示意圖

七、方案比較及選型

綜合上述方案，從其優缺點、適應性等方面進行比價，見下表1：

表1 現場采集方案比較

通過上述分析和比較，結合目前國內集抄系統的經驗和供電局的實際情況，建議采用半載波方案，大量使用485表，少量分散用戶安裝載波表。

八、通信網絡要求

集中器向下通信網絡使用載波或485方式，這兩種方式目前在國內均有大規模長期研究和使用，技術都比較成熟。無線的方式目前國內也有試點，但尚不成熟。本設計采用載波和485方式相結合。

集中器向上通信方案有GPRS/CDMA、電話撥號等，GPRS/CDMA技術目前已在公司負荷管理系統和配變監測計量系統中進行長期使用，技術已經成熟。建議采用GPRS或CDMA。

結束語

目前電力行業營銷系統普遍進行了升級和改造，要求集中抄表系統必須也要同步接入。在主站的設計上重點從功能上作了優化，按分模塊化設計的思路，對系統的架構和數據庫的設計等方面做深入的研究和探討，從而使該設計方案具有較高的可靠性和實用價值。因此，對低壓遠程集中抄表系統的設計開發，不僅為低壓用戶開展需求側管理提供了有利的技術手段，而且也給電力行業帶來了巨大的經濟效益，具有很強的實用性。

[1]DL/T 698-1999，低壓電力用戶集中抄表系統技術條件[S].

[2]DL/T 614-1997，多功能電能表[S].

[3]DL/T645-1997，多功能電能表通信規約[S].

[4]廣東電網低壓電力用戶集中抄表系統集中器訂貨及驗收技術條件[Z].

[5]廣東電網低壓電力用戶集中抄表系統采集終端訂貨及驗收技術條件[Z].

[6]廣東電網低壓電力用戶集中抄表系統集中器上行通訊規約[Z].

[7]珠海供電局配變監測計量項目一期工程初步設計[Z].

[8]珠海供電局“十一五”計量技改規劃修編[Z].