用電信息采集系統在配網運維管理中的應用

李興春

摘要：近年來我國電力體制改革不斷深入，市場競爭呈現出日益激烈的態勢，以及客戶需求也變得多樣化、個性化。面對新形勢和新挑戰，國家電網基于智能電表的數據，通過用電信息采集系統實現公用配電變壓器停電信息監控、配電線路停運信息研判及公用配變異常運行工況監測等需求，為供電服務指揮系統建設內容提供良好的基礎。

關鍵詞：用電信息采集系統;配網運維管理;采集模型

一、用電信息采集系統概況

用電信息采集系統主要功能為：實時監控、收集和處理電力用戶的用電信息、實現電力信息的自動采集、測量異常檢測、電能質量檢測、用電分析和管理、相關信息發布、分布式能源監控、智能電力設備信息交換等。為實現階梯電價電費自動結算、遠程和本地費控等營銷業務提供了技術支持。由于對用戶的實時監控，不僅有利于分析電力線路的使用和損壞情況，使操作人員能夠及時發現電路故障。此外，它還可以分析和研究功耗不穩定用戶的用電情況，并確保用戶用電的安全性和穩定性。因此，使用用電信息采集系統可以提高效率，并且還可以自動檢測分析諸如不穩定電力使用的意外情況，以防止竊電、漏電的發生。在實踐中，系統的應用效果也令人印象深刻。

用電信息采集系統由主站系統、通信信道和采集設備三部分組成。主站系統的主要功能是業務應用，數據采集，控制執行，預通信調度和數據庫管理。通信信道用于系統主站和采集終端之間的遠程數據通信。采集裝置負責收集和提供整個系統的原始用電信息，通常是現場安裝的終端和計量設備。

電力信息采集系統的對口用戶主要包括大型專用用戶，中小型專用用戶，低壓三相工商用戶，低壓單相工商業用戶、低壓居民用戶、配變臺區計量點等6種類型的用戶。通常電力公司都會根據用戶用電需求的不同來設定不同的采集任務，從而實現合理的供電、采集和維護，詳見表1。

二、用電信息采集系統和臺區管理中存在的問題

2.1用電信息采集系統主站存在的問題

（1）系統檔案問題

主站系統基礎檔案不完善。電力用戶用電信息采集系統在使用的初期，由于建檔人員未經過統一的培訓，從而導致專、公變表計參數錯誤或地址不匹配等問題，造成建檔時檔案信息和實際表計的信息不一致，最終導致后期進行數據整理與計算時出現錯誤。

（2）主站運行不穩定

隨著智能化的蓬勃發展，信息采集已經進入無人化，但是采集終端接入數量的迅速增加，所采集的信息量也隨之幾何倍增，同時主站下發信息查詢指令并計算數據時，因為服務器的運行速度往往不足以處理龐大的數據，導致系統卡機、癱瘓的情況時有發生。這些問題也影響了對現場情況的及時判斷，從而耽誤了搶修救援的最佳時機。

（3）數據合理性分析不完善

雖然用電信息采集系統可以正確地記錄下用戶出現計量表飛轉和倒轉問題，但是仍然無法對于出現這些問題的具體原因作出明確診斷。因此，目前無法消除效數據，也無法通過計算補全缺失數據。

2.2采集終端及電能表存在的問題

（1）協議不統一

目前，大多數采集終端使用Q/GDW1376.1協議，電能表使用DL/T645-07協議和衍生版本。由于協議的標準不完全統一，協議之間需要提前完成相互轉換才能正常運行，從而無法完全保證數據采集過程中的高效性和成功率。

（2）采集終端采集的數據不同期

由于現場設備故障以及電能表時鐘電池的原因，造成采集數據異?；蛘邇鼋Y數據不是每日零點的凍結值，影響了用戶計算電費以及線損的計算。

（3）采集終端與電表模塊不兼容

由于采集終端與電能模塊間存在兼容性問題，而且采集模塊也會出現不穩定的情況，這些問題造成了載波日凍結抄表失敗，用戶用電數據無法采集和傳輸。

三、用電信息采集系統改造與擴充

3.1臺區多集中器采集模型改造

臺區關系模型對營銷同期線損的計算影響較大，通過集中器的升級改造利用載波通訊的特點實現臺區檔案抄收，采集系統增加相應的功能模塊實現集中器抄收臺區信息與營銷檔案基礎信息分析比較的功能，以便運維人員進行查看和處理。改造用電信息采集系統現有臺區-終端檔案管理模型，實現對單臺區下掛載多個集中器的數據采集模型。為了完成智能電表的曲線數據采集，通常需要臺區中的多個集中器配合完成，具體方案為：令1臺集中器為主、其余多臺集中器為輔，同時采集臺區內電壓、電流、功率、功率因數等曲線數據。

3.2通訊規約擴展

通常，采集終端的通信規約不一致，因此在應對不同事件時，往往需要制定不同終端、智能電表事件采集方案。詳見表2。

國網陜西省電力公司用電信息采集系統主站與采集終端主要通訊方式包括GPRS無線通信方式和230MHz無線通訊方式。

采集終端和電能表之間的通信模式一般可分為三種類型：RS-485總線通信模式，微功率無線通信模式和電力線載波通信模式。

用電信息采集系統主站與采集終端之間的數據交互協議主要包括負控制版本4.1協議，Q/GDW376.1-2009版規約、Q/GDW1376.1-2013版規約。

通信協議的擴展分為兩部分。一是修訂用電信息采集系Q/GDW1376.1-2013《電力用戶信息采集系統通信協議：主站與終端通信協議》中電壓曲線、電流曲線、功率曲線、功率因數曲線數據通訊規約，實現5分鐘曲線數據采集。二是擴大用電信息采集系統數據Q/GDW1376.1-2013《電力用戶用電信息采集系統通信協議第1部分：主站和采集終端通信協議》，擴展系統主站和終端事件數據采集協議，實現全表事件采集。

3.3推廣面向對象通信協議

面向對象協議是基于采集主站、采集終端、現場智能電能表數據交互時所用到的數據轉換協議，該協議區別于1376.1協議，是一種全新的數據交互方式。根據前期測試工作，已于2017年7月份完成了主站功能開發，實現了面向對象協議與645協議的電能表數據完整交互，確?，F場數據采集的穩定性。面向對象協議采集應用模塊能夠實現靈活配置采集終端的數據采集方案、事件采集、上報方案，便于采集終端的多樣化管理。在安全性方面實現多級加密策略，用戶用電數據、采集終端及電能表事件上報、參數更改、控制命令下發利用不同的加密等級，提高數據傳輸的安全性。推廣面向對象的通信協議，提高用電信息采集系統的性能，并根據電壓信息，電流曲線，功率曲線，功率因數曲線等存儲數據模型，實現5分鐘曲線數據采集入庫。

四、結論

本文介紹了用電信息采集系統的現狀，分析了用采系統和臺區管理存在的問題。針對這些問題，提出了用電信息采集系統的改造和擴展方案，同時，需要加強臺區之間的交流，合理規劃臺區用電采集系統的建設，培訓專業技術人員，提高配電網運行維護的效率和管理水平。

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