用電信息采集系統的構建與發展

摘 要：建設以信息化、自動化、互動化為特征的智能電網，實施發電、輸電、變電、配電、用電、調度等環節的智能化建設與改造，是我國電網發展的趨勢。如何建設智能、堅強的用電采集體系將是今后多年的重要課題。

關鍵詞：用電信息采集系統主站；集中抄表終端；通信信道；智能用電業務應用

引言

用電信息系統是對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監控的系統，實現用電信息的自動采集、計量異常監測、電能質量監測、用電分析和管理、相關信息發布、分布式能源監控、智能用電設備的信息交換等功能，也是智能用電服務技術支持平臺提供基礎用電信息數據的體系。

1 用電信息采集系統主站

用電信息采集系統主站是能定時或隨時抄收智能電能表的電量數據，與集中器（或者采集終端）進行數據信息交換的計算機管理系統和設備，包括數據庫、應用服務器、管理軟件、交換機、前置機、業務處理器。具體功能如下：（1）數據采集：通過多種通訊方式與各種計量自動化現場終端進行通信，自動周期采集各種電量數據、負荷數據、事件信息；前置機采用集群方式，能夠接入超大規模計量點，提高采集效率，確保數據不丟失。（2）資料管理：基于電網層次結構對電網設備、終端、計量裝置進行分層、分級管理，可按地區、變電站、線路等方式檢索終端、電表資料。（3）參數設置：對終端抄表任務、時段方案以及各種參數資料進行管理，可通過命令下發的方式修改終端參數和抄表任務，滿足不同抄表策略的需要。（4）計量業務管理：采用向導界面，完成表換、換PT/CT、旁路替代、表碼修改、電量修改等業務處理。（5）實時監控：以圖形化方式實時監視終端運行狀態、計量點運行狀態；實時監視用電情況、負荷情況；手工召測、自動補抄；對電表狀態、終端狀態以及計量回路狀態的異常進行報警。（6）統計查詢：原始數據瀏覽；電量統計；負荷統計；電能質量分析；終端統計；用戶統計；綜合統計；報表管理。（7）應用分析：可對各類電量數據和運行數據按日、月、季、年分時段進行統計計算，也可分用戶類型、分電壓、分用戶區域、分線路統計計算。可以以餅圖、曲線圖、報表等各種方式展現分析結果。（8）系統管理：實現權限管理、用戶組管理、用戶管理、群組定義、系統日志、系統參數設置等功能。（9）綜合應用平臺：綜合應用子系統是在大用戶負荷管理、配變監測、低壓集抄和廠站計量等業務子系統的基礎上，利用各種業務數據，通過建立動態模型，實現全網、分級、分區、分壓、分線、分臺區等不同類別、全方位的線損電量統計分析以及需求側管理功能。四分線損管理包括：建立分析模型；線損統計計算；分類電量統計；多種方式展現統計計算結果。需求側管理包括：負荷預測；DSM指標管理；信息發布。（10）數據交換與集成：系統具備強大的開放性、擴展性，能夠對已有的計量業務系統進行整合與集成，在統一的平臺上，使用統一的界面，對各種計量業務進行管理，不僅方便用戶使用，提高工作效率，而且有效保護了用戶的投資。

2 集中抄表終端

用電信息采集系統終端，是采集系統構架中設備層的設備單元，是電力公司部署在用戶端實現信息采集、電能計量和監視控制功能的信息化終端設備，主要包括集中器和采集器兩大類。（1）集中器：是連接終端、計算機或通信設備的中心連接點設備。它能成為電纜會合的中心點。技術上，一個集中器聚合一定數量的輸入線和一定數量的輸出線，或者為許多設備提供一條中心通信鏈路。集中器主要由本地通訊模塊、遠程通信模塊、微處理器芯片、高精度實時時鐘、數據接口設備和人機接口設備組成。（2）數據采集器：是一種具有現場實時數據采集、處理功能的自動化設備。為現場數據的真實性、有效性、實時性、可用性提供了保證。根據性能要求的不同，數據采集器分為基本型采集器和簡易型采集器。采集器按外形結構和輸入＼輸出（I/O）配置分為Ⅰ型（基本型）、Ⅱ型（簡易型）兩種型式。Ⅰ型采集器和Ⅱ型采集器在外形、安裝尺寸、指示燈及接線端子方面都有很大區別。Ⅰ型采集器的通訊模塊可以插拔更換，而Ⅱ型采集器的通訊模塊是固定的，不能插拔更換。

3 通信信道

通信信道是用電信息采集系統的關鍵組成部分，也是連接系統主站、集中抄表終端和智能電能表的唯一紐帶，包括上行通信信道和下行通信信道。（1）上行通信信道是指集中抄表終端與系統主站之間的通信信道，目前比較成熟的用電信息采集系統遠程通信主要有電力光纖專網、無線公網（GPRS/CDMA）、無線專網三種方案。a.光纖專網光纖專網傳輸頻帶極寬，通信容量大，傳輸衰減小、距離遠，信號串擾小，傳輸質量高，光纖通信技術已經成為目前電力通信鄰域的主流傳輸技術。b.無線公網（GPRS/CDMA）無線公網主要利用中國移動、中國電信等運營商GPRS（通用分組無線業務）、CDMA（碼分多址）或3G通信技術實現用電信息采集，具有覆蓋范圍廣、建設周期短、后期調試維護簡單等特點。但該方案也有傳輸穩定性差、系統安全性和實用性不高等缺點。c.無線專網無線專網主要是基于230MHZ電力傳輸專用頻段，利用組網技術建立的遠程通信網絡。（2）下行通信信道在用電信息采集系統中，通常將集中器到采集器、集中器到智能電能表、采集器到智能電能表之間的通信信道稱為下行通信信道，其通信質量影響整個用電信息采集系統的抄收效果。目前在用電信息采集系統中應用比較成熟的下行通信信道主要有RS-485總線、微功率無線、低壓電力線載波三種。a.RS-485總線 RS485設備與設備之間連接需采用屏蔽雙絞線，手拉手串接方式為最佳，根據采用的波特率和連接線距離適當增加信號中繼器。目前除了有單進單出的中繼器還有一進多出的雙向中繼器，同時也增加了組網的靈活性。b.微功率無線微功率無線（發射功率一般在100mW以下的無線通信）是通過微功率無線電通信模塊發射和接收信息。c.低壓電力線載波電力線載波通信技術具有電力供應與通信介質統一的特點，能夠充分利用電力線路和頻率資源，工程實施簡單，因此在用電信息采集系統中普遍采用低壓電力線載波通信作為本地信道。

4 智能用電業務應用

用電信息采集系統是面向廣大電力用戶的用電采集和監控系統，是電力公司開展電力營銷、業務辦理和客戶服務的信息化基礎設施。在系統工程實際建設中，需要對系統規模、營銷業務架構、運行維護、通信基礎、建設投資等因素進行綜合評估，選擇符合本區域情況的部署方案，才能更好地發揮系統的作用。用電信息采集系統的一體化應用平臺能支持多種通信信道和終端類型，用電信息采集系統為智能用戶服務體系技術支持平臺的基礎應用提供數據，用電信息采集系統配合專用傳感器，可實時監控用戶異常用電狀況，用電信息采集系統可以與營銷業務應用無縫連接，用電信息采集系統的“全費控”功能有利于促進預付費的推廣，用電信息采集系統可以配合國家實施的峰谷電價、階梯電價等電費政策，保證電網安全運行，實現有序用電。

5 結束語

用電采集系統總體可由以上詳盡介紹的單元設備構建而成，以實現國家電網的智能化建設的要求，各個省、地公司可根據本地的運行方式合理選用設備，組建用電信息采集系統，達到信息化、經濟化、一體化、現代化，保證用電信息采集系統在電網智能化建設中發揮愈來愈重要的作用。

參考文獻

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