用电信息采集系统的构建与发展

摘 要：建设以信息化、自动化、互动化为特征的智能电网，实施发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节的智能化建设与改造，是我国电网发展的趋势。如何建设智能、坚强的用电采集体系将是今后多年的重要课题。

关键词：用电信息采集系统主站；集中抄表终端；通信信道；智能用电业务应用

引言

用电信息系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息、分布式能源监控、智能用电设备的信息交换等功能，也是智能用电服务技术支持平台提供基础用电信息数据的体系。

1 用电信息采集系统主站

用电信息采集系统主站是能定时或随时抄收智能电能表的电量数据，与集中器（或者采集终端）进行数据信息交换的计算机管理系统和设备，包括数据库、应用服务器、管理软件、交换机、前置机、业务处理器。具体功能如下：（1）数据采集：通过多种通讯方式与各种计量自动化现场终端进行通信，自动周期采集各种电量数据、负荷数据、事件信息；前置机采用集群方式，能够接入超大规模计量点，提高采集效率，确保数据不丢失。（2）资料管理：基于电网层次结构对电网设备、终端、计量装置进行分层、分级管理，可按地区、变电站、线路等方式检索终端、电表资料。（3）参数设置：对终端抄表任务、时段方案以及各种参数资料进行管理，可通过命令下发的方式修改终端参数和抄表任务，满足不同抄表策略的需要。（4）计量业务管理：采用向导界面，完成表换、换PT/CT、旁路替代、表码修改、电量修改等业务处理。（5）实时监控：以图形化方式实时监视终端运行状态、计量点运行状态；实时监视用电情况、负荷情况；手工召测、自动补抄；对电表状态、终端状态以及计量回路状态的异常进行报警。（6）统计查询：原始数据浏览；电量统计；负荷统计；电能质量分析；终端统计；用户统计；综合统计；报表管理。（7）应用分析：可对各类电量数据和运行数据按日、月、季、年分时段进行统计计算，也可分用户类型、分电压、分用户区域、分线路统计计算。可以以饼图、曲线图、报表等各种方式展现分析结果。（8）系统管理：实现权限管理、用户组管理、用户管理、群组定义、系统日志、系统参数设置等功能。（9）综合应用平台：综合应用子系统是在大用户负荷管理、配变监测、低压集抄和厂站计量等业务子系统的基础上，利用各种业务数据，通过建立动态模型，实现全网、分级、分区、分压、分线、分台区等不同类别、全方位的线损电量统计分析以及需求侧管理功能。四分线损管理包括：建立分析模型；线损统计计算；分类电量统计；多种方式展现统计计算结果。需求侧管理包括：负荷预测；DSM指标管理；信息。（10）数据交换与集成：系统具备强大的开放性、扩展性，能够对已有的计量业务系统进行整合与集成，在统一的平台上，使用统一的界面，对各种计量业务进行管理，不仅方便用户使用，提高工作效率，而且有效保护了用户的投资。

2 集中抄表终端

用电信息采集系统终端，是采集系统构架中设备层的设备单元，是电力公司部署在用户端实现信息采集、电能计量和监视控制功能的信息化终端设备，主要包括集中器和采集器两大类。（1）集中器：是连接终端、计算机或通信设备的中心连接点设备。它能成为电缆会合的中心点。技术上，一个集中器聚合一定数量的输入线和一定数量的输出线，或者为许多设备提供一条中心通信链路。集中器主要由本地通讯模块、远程通信模块、微处理器芯片、高精度实时时钟、数据接口设备和人机接口设备组成。（2）数据采集器：是一种具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。根据性能要求的不同，数据采集器分为基本型采集器和简易型采集器。采集器按外形结构和输入＼输出（I/O）配置分为Ⅰ型（基本型）、Ⅱ型（简易型）两种型式。Ⅰ型采集器和Ⅱ型采集器在外形、安装尺寸、指示灯及接线端子方面都有很大区别。Ⅰ型采集器的通讯模块可以插拔更换，而Ⅱ型采集器的通讯模块是固定的，不能插拔更换。

3 通信信道

通信信道是用电信息采集系统的关键组成部分，也是连接系统主站、集中抄表终端和智能电能表的唯一纽带，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终端与系统主站之间的通信信道，目前比较成熟的用电信息采集系统远程通信主要有电力光纤专网、无线公网（GPRS/CDMA）、无线专网三种方案。a.光纤专网光纤专网传输频带极宽，通信容量大，传输衰减小、距离远，信号串扰小，传输质量高，光纤通信技术已经成为目前电力通信邻域的主流传输技术。b.无线公网（GPRS/CDMA）无线公网主要利用中国移动、中国电信等运营商GPRS（通用分组无线业务）、CDMA（码分多址）或3G通信技术实现用电信息采集，具有覆盖范围广、建设周期短、后期调试维护简单等特点。但该方案也有传输稳定性差、系统安全性和实用性不高等缺点。c.无线专网无线专网主要是基于230MHZ电力传输专用频段，利用组网技术建立的远程通信网络。（2）下行通信信道在用电信息采集系统中，通常将集中器到采集器、集中器到智能电能表、采集器到智能电能表之间的通信信道称为下行通信信道，其通信质量影响整个用电信息采集系统的抄收效果。目前在用电信息采集系统中应用比较成熟的下行通信信道主要有RS-485总线、微功率无线、低压电力线载波三种。a.RS-485总线 RS485设备与设备之间连接需采用屏蔽双绞线，手拉手串接方式为最佳，根据采用的波特率和连接线距离适当增加信号中继器。目前除了有单进单出的中继器还有一进多出的双向中继器，同时也增加了组网的灵活性。b.微功率无线微功率无线（发射功率一般在100mW以下的无线通信）是通过微功率无线电通信模块发射和接收信息。c.低压电力线载波电力线载波通信技术具有电力供应与通信介质统一的特点，能够充分利用电力线路和频率资源，工程实施简单，因此在用电信息采集系统中普遍采用低压电力线载波通信作为本地信道。

4 智能用电业务应用

用电信息采集系统是面向广大电力用户的用电采集和监控系统，是电力公司开展电力营销、业务办理和客户服务的信息化基础设施。在系统工程实际建设中，需要对系统规模、营销业务架构、运行维护、通信基础、建设投资等因素进行综合评估，选择符合本区域情况的部署方案，才能更好地发挥系统的作用。用电信息采集系统的一体化应用平台能支持多种通信信道和终端类型，用电信息采集系统为智能用户服务体系技术支持平台的基础应用提供数据，用电信息采集系统配合专用传感器，可实时监控用户异常用电状况，用电信息采集系统可以与营销业务应用无缝连接，用电信息采集系统的“全费控”功能有利于促进预付费的推广，用电信息采集系统可以配合国家实施的峰谷电价、阶梯电价等电费政策，保证电网安全运行，实现有序用电。

5 结束语

用电采集系统总体可由以上详尽介绍的单元设备构建而成，以实现国家电网的智能化建设的要求，各个省、地公司可根据本地的运行方式合理选用设备，组建用电信息采集系统，达到信息化、经济化、一体化、现代化，保证用电信息采集系统在电网智能化建设中发挥愈来愈重要的作用。

参考文献

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