智能電表遠程數據采集系統設計

姚 崗

(西部機場集團西安咸陽國際機場股份有限公司，陜西 西安 712000)

為不斷提高電網企業服務客戶的水平，當前供電企業的工作重心已從初始的追求覆蓋、采集成功率方面逐步轉移到追求系統實用化、智能化方面，對抄表和電費計收的準確性也提出了更高的要求。

自動遠傳抄表系統是數據采集系統平臺統一的數據入口，需要與能源計量表具采集器交互數據，獲取能源計量數據，并按照規范、標準的結構對能源計量數據進行結構化存儲。自動遠傳抄表系統提供實時能源數據訪問接口、歷史能源數據訪問接口，向數據采集系統平臺提供數據支撐。

1 智能電表遠程數據采集系統構架

智能電表遠程數據采集系統架構如圖1所示，包含自動遠傳抄表系統和計量表具兩部分，自動遠傳抄表系統由數據接口、數據存儲和數據采集構成，計量表具由采集器電表構成。

2 系統功能初步設計

智能電表遠程數據采集系統功能初步設計具體如下。

圖1 智能電表遠程數據采集系統構架

(1)數據查詢功能。該功能包括總、尖、峰、平、谷等各個時段示值，以及對應的質量碼(正常或異常)和電表地址，并可以按計量點名稱、電能表地址、抄表狀態、表碼類型和查詢日期等進行篩選查詢。

(2)數據召測。數據召測包括表碼值、電流、電壓、功率、功率因數、本月最大需量、電流相位角、集中抄表電表抄讀信息和分相電能示值等。

(3)日用電量分析。可根據不同的出線間隔或出線線路所屬的用電單位，得到不同的單位實時用電數據，包括電量、電流、電壓、電費等相關信息。

(4) 實時負荷展示。通過對表計數據的上傳，處理后可以實時展示不同用電主力的用電負荷。

(5)實時電費展示。通過對電量數據的上傳，預留可編輯電價數據接口，工作人員通過對協議峰谷電價的設定，可以實時展示當日電費數據、月用電費等。

(6)能耗異常報警。在耗能異常時發出報警信號。

(7)角色管理。角色管理功能可根據不同用戶設置不同的訪問權限。

3 數據采集方式

智能電表遠程數據采集方式適用范圍為表具全為RS-485接口的電度表數據采集。計量表具集中在配電室計量柜，在旁邊安裝采集器，將信號線RS-485相互對接，采集器根據現場網絡路由現狀，布置網線接入變電站內交換機。采集表具類型為電能表，采集內容包括：三相電壓、三相電流、三相有功電度、總有功電度、峰平谷電度、功率因數等。

4 網絡與服務器布署

依據設計文件和現場實際情況，采集終端的網絡搭建首先充分利用原有交換機，通過網線將網絡鋪設到采集終端。本次系統建設需要將3個變電站內所有電表數據傳至系統后臺，需要增設1臺服務器。服務器布置在其中一個變電站內。經過現場勘查，初步明確現場網絡布置情況，如表1所示。

表1 現場網絡布置情況

5 數據采集系統設備安裝

數據采集方式安裝作業圖如圖2所示。根據設備供電需求，接入電源,并加裝漏電保護開關。

圖2 數據采集方式安裝作業圖

5.1 人員資質

安裝人員必須進行技術培訓，持有作業操作證，并對集采系統設備有一定認識。

5.2 作業流程

集采設備安裝作業流程包括安裝計劃、安裝準備和安裝要求。

5.2.1 安裝計劃

項目執行人下達《集采設備安裝計劃》給安裝負責人，明確下列要求：安裝負責人、安裝地點、安裝時間、安裝器材、安裝資料和安裝工具等。

5.2.2 安裝準備

(1)根據《集采設備安裝計劃》的內容，向安裝人員進行口頭交底，明確安裝任務和要求。

(2)了解現場安裝條件，熟悉相關資料。

(3)領取安裝器材、準備安裝工具和資料。

(4)根據集采設備安裝說明書進行安裝。

5.2.3 安裝要求

表2 繼續使用站內原有采集終端預算

表3 將積成電子采集終端更換為新型WFET采集器預算

(1)安裝位置要求。根據設計圖紙、自動遠程抄表系統技術構架和現場環境等因素綜合考慮，選取有利于系統穩定運行、實施難度低的方式，在選址時參照以下條件：①設備安裝需以“就近取電”為基本原則；②集采設備需要連接可靠的電源，以保證正常運行；③保證安裝位置干燥、通風、耐火、無腐蝕性氣體；④設備附近有三相四線供電電源或單相電源。

(2)采集設備安裝固定要求：①設備安裝必須端正、牢固和美觀；②接線簡短、布線美觀；③便于后期操作和維護。

(3)設備接線要求：①集采設備電源線纜接入就近斷路器，設備須單獨安裝空氣開關便于設備維修；②電表RS-485通信線纜采用“手拉手”接線方式；③站內線纜通過溝道部分需配備軟管。

(4)集采設備安裝其他要求：①集采設備安裝結束后進行安裝自驗，保證各項工藝符合要求；②安裝自驗合格后給集采設備通電，檢測和保證集采設備的工作狀態和通信功能正常。

6 項目預算

根據項目現場勘查情況及用戶需求，本次項目購置一臺服務器，通信設備仍延用原變電站內交換機。X1變電站內只有部分電表RS-485通信線纜敷設至采集終端柜，其余X2、X3變電站均已敷設到位。3個變電站交換機均位于站內一層，采集終端位于站內二層。采集終端至交換機的網線在溝道內需配備軟管。

由于3個變電站內采集終端陳舊且已過質保期，系統對接需設備廠家(積成電子)提供技術支持。對此，考慮到系統的穩定性因素，提出了以下2種方案，分別如表2和表3所示。

(1) 繼續使用站內原有采集終端，設備廠家只提供系統對接技術支持服務。

(2) 將積成電子采集終端更換為新型WFET采集器，并提供免費技術支持和質保服務。

7 結語

電表遠程采集系統采用信息化技術，根據用戶需求，解決用戶工作中遇到的難題，該系統的應用不僅在經濟、安全、管理效益等方面都有體現，同時提升了管理信息化發展進程。

(1)代替人工抄表，避免了繁瑣的傳統抄表計算收費工作和人情費用，不用花費大量精力就可以完成收費管理工作，也解決了入戶抄表無人在家無法抄錄的問題。

(2)無需追收電費，欠費無需人工停電(智能電表自動斷電)，同時可以將其他應收費用，如管理費、清潔費等匯總到該系統。

(3)通過系統監測實時用能數據，加大對偷電、竊電等不文明現象的監管，減少經濟損失。

(4)通過系統監測表具三相電壓、三相電流等的運行，及時發現負荷超載、線路過熱、漏電等安全隱患，保障用戶用電安全。

(5)無人抄表形式，可避免陌生人員打著抄表員的幌子入戶，保障用戶的人身安全。

(6)用戶可通過本地繳費或微信、支付寶、手機APP自助繳費，實時查詢用能情況、預繳費扣費情況，減少了管理者與用戶之間的矛盾，提升了用戶滿意度。

(7)使用該系統后，管理工作方式從傳統模式轉變為信息化管理模式，不僅提升了管理效率，同時提升了管理公司的品牌價值。