低压集中抄表系统设计分析

摘 要：本文根据珠海城区低压用户情况初步调研分析的基础上，结合近期广东电网低压用户集中抄表系统的建设应用情况，简要叙述了珠海供电局低压集中抄表系统技术产生的背景，介绍了低压集中抄表系统设计的现状、必要性、目标、需求、系统总体结构、通讯网络要求的结构和特点等。

关键词：电能表；集中抄表系统；设计分析

中图分类号：TM76 文献标识码：A

前言

低压用户集中抄表系统是综合现代电子、计算机、通信网络技术的综合信息自动化系统，系统通过对远方居民计量表计数据准确、可靠、完整、及时采集和统计分析，能够快速、全面地反映低压用户电量使用情况，为电力营销服务提供可靠技术保证。实现居民电量自动及时抄读分析，能够提高客户服务质量和计量自动化水平，有利于提高企业管理水平和管理效率，有利于降低低压客户供电线损和提高供电服务质量，也能够较好地缓解目前减员增效与抄表到户之间的矛盾。

一、现状分析

集中抄表技术在国内外已有较为广泛的应用，能够有效解决现有计量抄表中工作量大、效率低下、管理粗放等方面的问题。充分利用现代信息科学技术，逐步推广居民集中抄表系统，有利于解决当前一户一表改造和小区接管中存在的抄表工作量增加的问题，能够扩大供电单位利润空间和提高供电单位社会形象。这既符合南方电网公司显现现代化管理目标的要求，也是强化需求侧管理，提高经营服务水平的重要举措。

根据珠海供电局集抄系统现状在局部小区试用了6410户，建设时间较早，没有按照2007年广东电网公司低压集抄相关技术规范建设。目前，上述试点小区的集抄系统并没有真正实用化，仍然依赖人工抄表，主要问题有：有些电表抄不到数据，自动抄表率低；集抄主站功能简单、性能差，并且未实现与营销计费系统的自动接口，仍依靠人工从集抄系统导出Excel，再导入营销系统计费；系统主站功能弱，难于维护和管理；集抄的覆盖率较低，节省的工作量体现不明显等。针对这一现状，分析了集中抄表系统技术的必要性、需求性、技术和功能要求等。

二、必要性分析

1、小康型住宅小区建设要求

根据建设部提出的小康型住宅小区规划要求，今后要对新建和改建的住宅统一规划，逐步实行水、电、气三表出户统一管理，实现微机自动监测、计量、收费。远传功能彻底改变了传统的居民住宅水、电、煤气等生活耗能逐月入户验表收费方式，解决了城市住宅耗能管理的离散性和耗能数据人工处理的繁琐过程，从而节省了大量人力，且避免了入户验表对居民生活的干扰。

2、提高用电侧计量管理水平的需要

1）提高计量服务水平

居民系统充分应用现代电子、计算机、通信最新技术，能够自动实现对远方电量的准确、可靠、快速、完整计量和采集，可对采集数据进行分析、汇总、计算、存贮，并能够形成各种报表，实现对用户电量的随时准确抄读。系统可同时实现对计量装置的运行状态监控，及时发现用户计量点等计量装置存在的问题，从而对计量装置存在的问题进行及时处理，避免因计量装置等问题引起的经济损失。

2）减轻计量抄表工作量

居民抄表系统能够完全实现远程自动批量抄表，一般情况下，在几分钟内能够实现1个台区内居民电表抄读工作，计量工作人员无需到达现场，也无需进行操作，就能够在短时间内（1～2小时内），自动实现对辖区内电量的抄读，抄表效率非常高，能够节约大量抄表工作。

3）为提高营销服务水平提供支持

居民抄表系统能够实现高密度自动抄读，抄表间隔可以达到分钟级。高密度、高质量的电能量数据，不仅为用户用电特性分析提供真实可靠数据，也为缩短用电销售周期，及时收费提供强大技术支持。

4）为降低用电线损提供有效依据和保证

传统抄表抄表周期通常在1月以上，难以对线损降低提供可靠依据，而使用居民抄表系统，通过对监视范围内用户在一定时间段内电量进行冻结、准确、完整抄读，能够发现高线损范围，为线损降低提供可靠依据。

5）提高计量抄表准确性，减少误抄、错抄情况。

人工抄表往往由于人的疏忽及可能出现的疲劳而发生误抄、漏抄、甚至错超的情况，居民抄表系统则完全可以避免这些情况，即使有错误情况出现，概率也非常下，且错误情况往往是有规律的，可以追查和解决的。

6）开展停电时间统计

向客户提供“优质服务”一直是南方电网公司的经营理念，停电时间统计到户，可为停电分析和开展保障措施以减少停电时间提供技术支持。

三、设定目标

为此，我们要设定集抄系统近期和远期目标。近期目标：1、建设低压用户集中抄表，在1万多户低压用户实现集抄；2、在一体化计量自动化系统上，开展居民集抄应用，实现远程抄表、台区线损两大核心业务功能，并能够与营销管理信息系统进行数据交换。远期目标：1、根据先期建设经验，逐步扩大自动抄表范围，力争2010年，结合居民电表改造轮换的进程，在珠海地区范围内300户以上台区中60％的台区实现自动抄表。2、在计量自动化系统平台基础上开展催费功能(停复电)、停电时间统计、预购电、分时计费、电压合格率统计等扩展功能。

四、需求分析

1、系统应用需求

远程抄表结算，能够对用户计算电量进行冻结抄读，满足计费需要；台区线损统计，能够进行台区线损统计和重点用户实时监测。目前，珠海地区每月按月统计每个台区线损，形成线损统计月报表。

2、系统接口需求

与营销信息系统接口，交换居民用户档案资料和居民结算电量。本系统从营销系统获取居民用户的基础档案信息，同时向营销系统提供居民计量点的月冻结电量信息。

3、通信需求

1）主站与集中器通信

a.时效性要求

具有一定实时性要求，延迟时间可以是分钟级。在特殊情况下，如定期考核线损、系统测试、重点用户监测等，需要随机抄读即时数据，抄读延迟时间可以在几分钟以内。

b.信息量

下行，从主站到各计量点的下发命令通常采用比较小的短信息格式即可以满足，一般不超过20Byte；上行，从集中器到主站上发信息数据量相对较大，但是整个信息包在10kByte完全可以满足。以1个500个用户的台区为例，同时抄读各表计收费周期内的窗口电量数据，每日约10kByte。即使一次抄读全部取月曲线数据，数据包在300kByte以内。

c.通讯规约要求：

遵循《广东电网公司低压电力用户集中抄表系统集中器上行通讯规约》。

d.通讯方式

集中器与主站之间的上行通信采用公用通讯网，兼容GPRS、CDMA 、PSTN、网络等通信方式。

集中器、采集终端和电表之间的通信

a.通讯规约

采用低压电力线载波方式时，集中器与采集终端（或载波表）之间的下行通信采用载波通信规约；采用485总线方式时，集中器与采集终端（或485表）之间的规约直接采用相应的电能表规约。

b.通讯方式

采用低压电力线载波或485总线。

五、系统总体结构

集中器通过GPRS/CDMA等无线网络与计量自动化主站前置机通讯，与配变终端、厂站终端、负荷管理终端等统一接入一体化计量自动化主站，在整个计量自动化系统中处在终端设备层。系统总体结构见下图：

图1计量自动化系统总体结构

主站计算机系统使用正在建设的计量自动化系统的网络平台、硬件平台和基础软件平台，只需要根据接入的户数规模确定新增的前置机数量、调整数据库服务器的配置和增加集抄业务软件模块。计量自动化系统主站容量设计综合负控接入情况、厂站接入情况、配变接入情况和集抄接入情况统一考虑,统一规划前置机数量、数据计算和数据库等服务器的档次。

六、现场采集方案

全载波方式

所有电表采用载波式电子表，通过载波方式直接与集中器进行通信。其特点是不需要采集终端，电表内需增加载波芯片，适用于用户非常分散、可以使用载波电表的供电台区。珠海局的适用台区包括：农村（含城中村）、商业街区、别墅区、所有表计分散到用户小区。逻辑示意图如下图2：

图2全载波方案逻辑示意图

半载波方式

部分（或全部）电表采用485式电子表，接入采集终端设备后，通过载波方式与集中器进行通信,少数电表采用载波电子表直接与集中器通信。其特点是适用范围广，性价比高，稳定性相对较高。珠海城区的几乎所有已有小区均可采用此种方式。逻辑示意图如下图3：

图3半载波方案逻辑示意图

典型现场图如下图4：

图4半载波方案典型现场图

总线方式

所有电表采用485式电子表，接入采集终端设备后，通过485方式与集中器进行通信。其特点是需要采集终端，电表可以使用通用485电表，使用485电子表的、485通信电缆敷设方便的供电台区。适用于新建居民小区。逻辑示意图如下图5:

图5总线方案逻辑示意图

典型现场图如下图6：

图6总线方案典型现场图

无线方式

在集中器与电能表之间组建局部无线网络。其特点是，不用安装采集终端(半无线则需要安装无线采集终端)，也不依赖于电力载波。但要求安装无线集中器和无线电能表，适用所有台区。逻辑示意图见下图7

图7无线方案逻辑示意图

七、方案比较及选型

综合上述方案，从其优缺点、适应性等方面进行比价，见下表1：

表1现场采集方案比较

通过上述分析和比较，结合目前国内集抄系统的经验和供电局的实际情况，建议采用半载波方案，大量使用485表，少量分散用户安装载波表。

八、通信网络要求

集中器向下通信网络使用载波或485方式，这两种方式目前在国内均有大规模长期研究和使用，技术都比较成熟。无线的方式目前国内也有试点，但尚不成熟。本设计采用载波和485方式相结合。

集中器向上通信方案有GPRS/CDMA、电话拨号等，GPRS/CDMA技术目前已在公司负荷管理系统和配变监测计量系统中进行长期使用，技术已经成熟。建议采用GPRS或CDMA。

结束语

目前电力行业营销系统普遍进行了升级和改造，要求集中抄表系统必须也要同步接入。在主站的设计上重点从功能上作了优化，按分模块化设计的思路，对系统的架构和数据库的设计等方面做深入的研究和探讨，从而使该设计方案具有较高的可靠性和实用价值。因此，对低压远程集中抄表系统的设计开发，不仅为低压用户开展需求侧管理提供了有利的技术手段，而且也给电力行业带来了巨大的经济效益，具有很强的实用性。

参考文献

[1]DL/T 698-1999，低压电力用户集中抄表系统技术条件[S].

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[4]广东电网低压电力用户集中抄表系统集中器订货及验收技术条件[Z].

[5]广东电网低压电力用户集中抄表系统采集终端订货及验收技术条件[Z].

[6]广东电网低压电力用户集中抄表系统集中器上行通讯规约[Z].

[7] 珠海供电局配变监测计量项目一期工程初步设计[Z].

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