構建堅強智能電網模式下用電信息采集系統的發展趨勢

曲偉　宋增祥　李莉

摘要：用電信息采集系統是供電部門為滿足營銷業務、營銷管理和智能用電服務需求而建立的自動化采集系統。文章對構建堅強智能電網模式下用電信息采集系統的發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：堅強智能電網模式；用電信息采集系統；供電部門；智能用電；營銷管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2015）15-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.072

用電信息采集系統是供電部門為滿足營銷業務、營銷管理和智能用電服務需求而建立的自動化采集系統，隨著電網逐步推行大集中管理模式和智能電網建設的深入推進，分布式電源逐步接入、大中城市電動汽車的充放電業務開展、遠程繳費模式下的需求相應、有序用電業務的深化應用等業務需求，原有傳統、被動、分散的技術標準、管理應用模式已無法滿足智能電網要求，筆者從用電信息系統入手，優化提升應用效果，適應智能電網發展需求層面上，著重在用電信息采集系統設備和未來業務需求兩方面進行分析：

1 采集設備

主要對關鍵技術設備，如智能電能表、采集終端、系統安全加密技術、采集系統主站等領域的未來發展趨勢進行探討。

1.1 智能電能表

智能電能表是智能電網的終端用戶計量設備，目前廣泛使用的電子式智能表硬件上采用大規模集成電路，顯示器件為LCD，通信接口為RS-485或紅外接口；在以后的發展趨勢上除在硬件平臺選擇和產品設計上注重運行速度、存儲空間、功耗低等因素外，還要在滿足集成細化多功能計量、自動采集、預付費、階梯電價等功能的基礎上，同時考慮電表的智能化功能，如：（1）支持分布式能源用戶的接入，具備有功電能和無功電能雙向計量；（2）具備階梯電價和預付費功能，客戶欠費時可以遠程進行斷電；（3）可以實時對電網運行情況、電壓合格率和運行環境溫度等進行監控；（4）可以對同計量裝置的異常用電狀況進行在線分析，并可以進行遠程故障處理；（5）智能電能表還具有安全加密模塊，保證了智能電能表數據傳輸的安全性。

1.2 采集終端

用電信息采集終端目前主要分廠站終端、專變終端、配變監測終端、低壓集中器等類型，用于關口計量點的數據采集、配電變壓器的在線監測、小型商業和居民用戶的用電信息采集等。隨著智能電網的進一步發展，用電信息采集終端應具備用戶異常用電狀態監測、客戶電源接入監控、電動汽車及儲能管理等功能，未來的采集系統終端也將逐步增加異常信息監測終端、分布式電源接入終端等新型采集終端。

異常信息監測終端是專用變壓器用戶的用戶用電狀態監測裝置，該裝置采集用戶一次側電流信號，通過用戶入戶功率與電能表功率的實施對比，并把比對的異常告警信息上傳到用電信息采集系統主站，實現對客戶用電異常狀態的時間監測和報警，為降低電能損耗，精確定位異常用電位置，查處竊電、漏電等事件提供了必要的現場記錄和高效的技術手段。分布式能源終端要滿足電網削峰填谷要求和安全接入要求，還要滿足用戶自身的要求，分布式能源接入終端是電網公司管理分布式能源接入和用戶參與電網互動的基礎設施。電動汽車管理終端主要滿足電動汽車充電運行狀態的監控和管理需求，實現充電數據采集、電能計量、電池狀態監測、行駛距離提示、充電方案優化、網絡遠程監控等功能，是供電公司對電動汽車充電實現避峰管理的重要手段，使客戶方便了解自身汽車充電運行情況。儲能接入終端主要滿足電力負荷低谷儲存，用電高峰釋放，實現移峰填谷及風力發電等清潔能源的接入要求，掌握改善電能質量的功效，提高設備利用率。

1.3 系統安全加密技術

隨著智能電網運作模式下用電信息采集數據量的幾何級數增加，采集系統的安全性也日益重要，以后采集系統應借鑒國際上推行的對稱密碼算法和非對稱密碼算法的特點、在未來采集系統中逐步采用對稱密碼算法和非對稱密碼算法相結合的混合密碼算法。對稱密碼算法是指加密和解密均采用統一密鑰，而且通信雙方都必須獲得并保存該密鑰，其特點對數據加密速度比較快。非對稱密碼算法采用的加密密鑰和解密密鑰，密鑰（公鑰和私鑰）成對產生，算法安全性高、抗攻擊能力強。

1.4 采集系統主站

用電信息采集系統的主站承擔著整個用電信息采集業務的數據傳輸、數據處理和數據應用以及系統的運行管理和安全，與營銷MIS業務應用系統保持互通，還支撐智能用電服務功能。建設統一的用電信息采集主站平臺是必然的選擇，要支持多通道多規約通訊，需要使用統一的采集接口和通信接口。考慮到未來所采集的數據將呈幾何級數的增長，用電信息采集系統的主站軟件應重點考慮大集中模式下的三個關鍵技術：（1）建立平穩高效率的采集監控系統，采用一體化通信技術管理各類通信協議和計量終端，解決大規模終端采集與實時存儲瓶頸，使其在規定時間內完成數據采集和存儲；（2）建立實時數據信息庫，建立統一的數據模型，并與營銷檔案同步更新，運用數據加速器、智能甄別處理模型、模型適配器等技術來提升數據綜合管理能力，采用數據歸檔管理，備份恢復管理等機制來保障數據的安全；（3）打造數據可視化展示，采用餅圖、曲線圖、雷達圖、柱形圖等多種圖表進行可視化展示；對電網線路圖、關口、臺區、重要用戶等進行仿真可視化監控；對計量點、采集點等重要采集接點進行可視化展示和操作。

2 采集系統的未來業務需求

2.1 分布式電源管理需求

分布式電能管理是智能電網用電環節面臨的新型業務需求，而用電信息采集系統將是對分布式電源實施有效管理的重要技術手段。利用用電信息采集系統可以實現對分布電源的靈活接入、實時監測和柔性控制，分布式電源并網實時監控、分布式電源潮流分析與負荷預測、故障保護管理、系統設備運行管理、發電信息綜合分析、發電能力預測、客戶檔案管理等功能。

2.2 用戶服務需求endprint

未來用戶服務將通過智能交互終端對用戶的用能信息進行采集與監控，并為用戶提供多樣化服務，實現智能用電增值服務，同時接受95598門戶等交互渠道的信息，為用戶提供用電信息和策略查詢服務；對智能用電設備進行監控，將監控信息按需求反饋用戶，為家庭生活提供舒適安全、高效節能、具備人性化的生活空間。

2.3 充放電與儲能管理需求

電動汽車充放電、儲能等技術的廣泛應用，對用電信息采集系統提出了新的業務需求，未來發展將以用電信息采集系統提供的數據為依托，通過制定有效的充放電方案，協調平衡電動汽車的有序充電，發揮儲能裝置改善電能質量的功效，提高設備利用率。實現充放電與儲能需求預測、充放電與儲能接入管理、有序充放電優化方案管理、柔性充放電管理、故障保護管理、充放電與儲能設備運行管理、充放電與儲能信息綜合分析、客戶檔案管理、客戶充放電記錄等功能。

2.4 遠程預付費管理需求

按照用電信息采集系統“全覆蓋、全采集、全費控”的要求，遠程預付費管理將是智能電網用電環節面臨的新的業務要求。通過遠程預付費平臺，用戶可通過多種方式如營業廳、銀行、網絡、微信、手機、終端等完成購電，用戶可通過網絡、電話、手機、微信、電子郵件等多種方式實時查詢自己的用電信息，既滿足現代社會客戶的快速需求，又推動了電費的收繳，加快了資金周轉。

2.5 抄表管理業務需求

用電信息采集系統除完整、準確、自動地實現對電能表數據的采集外，未來要提高抄表的實時性，實現抄、核、收全過程的自動化和全閉環管理，減少了在抄表環節與客戶發生糾紛的風險，進一步推進計量、抄表、結算業務標準化建設和業務規范化。

2.6 用電檢查業務需求

用電信息采集系統在自動采集和統計電能信息后，可以自動分析用戶的用電異常變化，實時監測電能表、計量回路、變壓器設備的運行工況和供電質量信息，監控人員系統存儲的歷史信息對竊電嫌疑用戶進行統計分析，為電量的追捕提供科學的依據。

2.7 有序用電業務需求

有序用電業務是科學用電和節約用電的有效手段，通過用電信息采集系統對用戶負荷的自動采集，可使監控人員能夠及時了解每個客戶的電力供需情況，準確掌握實時供需狀況，通過合理的預測、將被動用電控變為主動有序控制。對用電信息采集系統采集的數據分析，科學合理地分解負荷、電量指標，提高管控水平。

2.8 市場管理業務需求

市場管理業務現在主要承擔著對電力市場的供需平衡及用電負荷特性分析，進行市場預測、市場開拓、地方電廠并網管理工作，未來通過用電信息采集系統的建設，可以獲取線路、配電變壓器、客戶等實時負荷性數據，及時、完整、準確地掌握全社會各層面的用電數據，從而完成對產業、行業、用電的分類統計，細化市場分析的類型，為開拓增量市場、培育潛力市場制定更為切實可行的策略和措施。

作者簡介：曲偉（1970-），男，供職于國網山東省電力公司淄博供電公司營銷部，研究方向：用電信息采集與遠程監控；李麗（1971-），女，供職于國網山東省電力公司淄博供電公司營銷部，研究方向：電力自動化與測控技術。

（責任編輯：蔣建華）endprint