淺析遠程集抄及營配自動化系統的建設

陳慶華

（西安供電局閻良供電分局，陜西 西安710089）

0 引言

為了提高電力企業勞動生產率和經濟效益，應以“科技興電”為戰略方針，規劃電力發展藍圖，合理應用先進的科學管理手段，積極開拓市場，規范用電管理，降低損耗，堵塞漏洞，全區實施遠程集抄及營配自動化系統建設，實現自動抄表、預付費、電費核算、票據打印、線損計算、電壓合格率和供電可靠性統計與分析等，使分局科學技術先進化、農電管理水平現代化、企業效益最大化，建成數字化區級供電企業。應按照目前電力營銷狀況和上級提出的管理精細化要求，結合電力營銷管理新模式、新趨向，適當選用設備，采用新技術、新手段全面加強電力營銷管理。

1 電力營銷現狀

本分局現有供電變電站7座，10 k V饋路25條，變壓器1 205臺，其中綜合變894臺，專用變311臺，承擔著68 865戶城鄉居民用戶的供電任務。9個供電所現有單相機械表32 402只，單相電子表20 435只；三相機械表9 791只，三相電子表6 237只；電子表占總量的比例僅為38.73%，淘汰型號及高耗能計量表占總量的61.27%，所占比重較大。

農村居民用戶表計現全部采用人工抄錄，由于抄錄數量很大，抄表人員有限，抄表時間較短，因而容易出現較大誤差。抄表依舊是人工登桿或爬梯操作，存在較大安全隱患；手工錄入數據易出現錯誤，而且程序獨立運算，不能接入負控系統、農電MIS系統、營銷MIS系統，不適應電力企業信息快速化發展的要求，缺少系統接口融合功能。管理手段依然停留在手工操作、卡片管理的階段，落后的管理模式已無法順應市場變化，滿足客戶需求。這一矛盾不僅給基層班站的日常管理帶來了許多障礙，也在一定程度上影響了農村居民生活和農業生產的正常用電。

2 建設的必要性

目前營銷管理抄、核、收工作全部由人工實現，現有的電費系統只能計算電費、處理報表。隨著城網及農網一戶一表改造的普及，用戶量逐年增加，但營銷人員隊伍基本保持不變。營銷工作壓力越來越大，特別是電費回收和抄表工作給現有的營銷人員帶來了巨大的困難。因此，如何采用先進的計算機技術、通信技術等現代化手段來提高管理水平，使客戶需求與企業利益有機地結合起來，已成為近年來迫切需要解決的問題。目前的抄表方式越來越不適應上級提出的精細化管理要求，抄、核、收工作占用了絕大部分時間，對實現優質服務造成了很大影響。為了解決以上困難，提高電費回收率，減輕抄表人員壓力，提高工作效率，消除抄表中的安全隱患，創新管理手段，筆者提出了電力遠程集抄及營配自動化方案。

在諸多抄表方式中，應采用低壓電力線路載波傳輸數據的遠程集抄及營配自動化系統。該系統除可滿足上述要求之外，最大的優點就是成本低，不需要投資建立專用的數據傳輸通道，它利用低壓電力線路作為載體傳輸電能表數據，適應性廣，并可實現自動化管理。

3 建設方案

遠程集抄及營配自動化系統網絡圖如圖1所示。系統由主站系統、集中器、GPRS、載波表、多功能表、低壓電力線路組成，以實現對分局所有表計的自動抄收。主站系統建在分局電費中心，統一核算。10個分站系統分別建在9個供電所和分局電費班，用于本區域內電能表數據抄收、電費核算、線損統計、考核等工作。系統主要采用2種方案，即載波集中集抄系統和預付費載波集抄系統，同時接入原有的預付費集抄系統。

3.1 遠程集抄及營配自動化載波方案

對變電站饋路表進行改造，更換為帶485接口的多功能電能表，并安裝數據采集器，專門用于抄錄饋路表的數據。數據采集器抄收到的數據可通過無線GPRS網絡或光纖以太網傳輸至主站。大用戶和專用變用戶采用GPRS多功能表，其數據通過GPRS網絡將數據直接傳輸至主站。9個供電所綜合變安裝485多功能表（臺區總表），每個臺變下安裝一臺集中器；綜合變下的戶表全部更換為單相或三相載波電能表。載波電能表數據通過低壓電力線路載波傳輸至集中器；集中器將抄到的載波電能表數據通過GPRS無線網絡自動上傳至數據中心即主站。由主站算費系統提取相關數據進行電費核算和電費票打印，并對數據進行統計分析，形成相應的報表和曲線圖。

3.2 遠程集抄及營配自動化預付費方案

在城區供電所安裝一套遠程集抄及營配自動化預付費載波系統，綜合變下的戶表全部采用單相或三相電子式預付費載波電能表。預付費集抄系統可實現除遠程控制通、斷電外的其他所有功能，可對系統內的電能表實現先交費后用電，不需使用IC卡購電，用戶所購電量通過低壓電力載波可直接送達電表，不需要現場干預。預付費載波電能表具有日凍結功能，能自動凍結每日零點的總指示數、所購電量、剩余電量等數據，當用戶所購電量到達設定告警值時，預付費載波電能表將提示報警，并對用戶進行暫短的斷電提示。預付費載波電能表數據通過低壓電力線路載波與集中器進行交換；集中器將抄到的預付費載波電能表數據通過GPRS網絡上傳至數據中心即主站，主站對數據進行統計分析，并形成相應的報表和曲線圖。

3.3 原有集抄系統的接入方案

圖1 遠程集抄及營配自動化系統網絡圖

原有城區35個臺區2 931戶實施了集中抄表，該系統能正常運行，故原有抄表系統不做改造，將其抄到的數據和新建系統進行聯通，數據處理方式有2種：（1）采用現有的電費核算系統，由原有集抄系統廠方、遠程集抄及營配自動化系統和算費系統的廠方共同制作一個數據中間庫。將遠程集抄及營配自動化系統抄到的電能表數據直接傳輸至數據中間庫，電費核算系統從數據中間庫內提取算費用的凍結數據進行電費核算和電費票打印，遠程集抄及營配自動化系統從數據中間庫內提取其他相關數據進行統計分析，并形成相應的報表和圖形。（2）采用遠程集抄及營配自動化系統的電費核算和票據打印功能，由原有集抄系統廠方與遠程集抄及營配自動化系統廠方共同制作一個數據中間庫。將原有集抄系統抄到的電能表數據直接傳輸至數據中間庫，再由遠程集抄及營配自動化系統從數據中間庫內提取全部數據，對算費所用的月凍結數據直接進行電費核算并打印票據，其他數據由遠程集抄及營配自動化系統進行統計分析，形成電壓、電流負荷曲線以及電壓合格率、功率因數、線損率、三相負荷不平衡度、停電記錄等相應報表和圖形。

3.4 遠程集抄及營配自動化通信方案

預付費載波電能表和載波電能表的數據都是通過低壓電力線路載波傳輸至集中器，臺區總表數據則通過485數據線傳輸至集中器。集中器將抄到的電能表數據前期通過GPRS網絡自動上傳至數據中心即主站，后期根據上級統一布署建設光纖以太網進行傳輸，降低運行成本，從而為我局打造一個營銷管理、生產管理、設備管理、安全管理、優質服務的平臺。

4 遠程集抄及營配自動化系統實現的功能

（1）設置功能。可遠方設置集中器的相關參數：抄表日、主站固定IP地址（GPRS方式）、電能表數量、電能表編號、抄表間隔、凍結日、凍結時、自動抄表日、抄表時間、抄讀數據項、中繼方式、路由關系、通信地址。自動記錄設置操作日期及時間，可防止非授權人操作。（2）校時功能。可在主站對集中器進行校時，保證集中器時間與主站時鐘同步，計時單元的日計時誤差≤±1 s，且可由主站進行設定。（3）自診斷功能?？勺詣舆M行系統自檢，發現設備（包括通信）異常可進行記錄和報警。報警方式包括本地報警和向上方主站報警2種。（4）抄讀間隔功能。集中器抄讀間隔可在0.5～24 h內任意設置，且可由主站遠程設置。（5）數據抄收功能。系統可以通過預置抄表時間啟動抄表系統進行自動抄表，也可以實時抄收全部有功、無功表底，抄收多功能表及多功能網絡表電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數（三相電壓、三相電流、三相總有功功率、三相總無功功率、三相功率因數和總功率因數），抄收停電記錄（停、送電的起始時刻），抄收GPRS無線網絡表（專用變電能表）總表底、峰表底、平表底、谷表底等。制定自動抄表任務：在抄表前置機上設置自動抄表月、日、時、分和所需抄收的數據項，系統將按設置的自動抄表時間自動啟動抄表系統抄收電能表數據，也可任意選擇任何臺區集中器進行抄表。（6）安全管理功能。主站具有安全管理功能，對操作員權限進行分級管理，能防止非授權用戶進行權限以外的任何操作。主站與集中器通訊時都需核對密碼（集中器內密碼由主站設定），以防止非法用戶侵入。每臺集中器內都有唯一代碼與之對應，保證抄收數據的準確性、可靠性。（7）數據接口功能。系統抄收的全部信息都能開放，為供電系統其他所有管理系統提供平滑的無縫接口，可與95598客服系統和銀行代收費系統聯網，完成相關數據的傳輸與交換。（8）數據共享功能。具有基于 Web頁的強大數據分析處理功能，可實現全局的網絡共享、數據共享。（9）遠程控制停、送電及電能表負荷開關檢測功能。主站或任意抄表終端可對系統內任意單相、三相載波電能表進行遠程停、送電控制，可實現電能表通、斷電狀態檢測，即對電能表負荷開關輸出端的電壓狀態進行檢測。（10）電能表故障在線監測功能?？蓪﹄娔鼙淼墓收线M行自動監測，并在電能表接線、計量方式發生變化，用電線路出現故障時發出提示信息。（11）重點用戶監測功能?？梢赃x定臺變中的某些電能表進行重點監測，集中器對這些電能表的有功正向總電量數據按每小時進行保存。重點監測的電能表可任意設定，每臺集中器管理的重點用戶電能表不少于10塊。（12）缺相或停電自動報警功能。GPRS無線集中器在臺變缺相或停電時自動上傳缺相或停電信息。該信息可以短信方式同時向值班或具體管理人員發送。（13）線損率統計分析功能?？蓪爡^范圍內分級、分壓、分時段線損率進行實時統計分析，可以按任意時間段、任一條10 k V線路、任一供電所、任一臺變進行線損統計分析，并形成相應的線損分析曲線圖、柱狀圖和表格以顯示、打印。（14）配變臺區電壓檢測及電壓合格率統計分析功能。通過集抄平臺對轄區范圍內所有配變的母線出線分相電壓進行實時監測，實現配變的電壓實時統計。能按配變統計本月、上月、上上月A、B、C各相電壓合格運行時間、超考核范圍運行時間、超上限運行時間、超下限運行時間、最高電壓、最高電壓發生時間、最低電壓、最低電壓發生時間等數據，并進行電壓合格率的統計分析，通過擴大電壓監測范圍更能真實地反映電網末端電壓質量，使配變臺區電壓監測范圍達到100%。（15）配變三相負荷不平衡度監測功能。對配變三相負荷進行實時全面的統計，根據負荷變化情況，及時調節三相負荷分布，使之達到相對平衡，降低了低壓網絡的電能損耗，使電網運行得到優化。（16）用戶相位自動識別、各相戶數自動統計功能。（17）配變及饋路功率因數統計分析功能?？蓪ε渥?、饋路的功率因數進行統計，確定配變、饋路的無功缺口情況，依據其運行數據，制定出合理的無功補償方案。（18）配變停電記錄功能。對所有配變的停電信息進行全面統計，真實反映區域電網供電可靠性指標。（19）末端電壓監測功能?？蓪╇姺秶鷥人心┒它c的電壓進行實時監測。（20）查詢功能?？砂答伮?、供電所、臺區、用戶等查詢實時數據、日凍結數據、月凍結數據和歷史抄表數據。（21）載波預付費功能?？蓪ο到y內的電能表實現先交費后用電，用戶所購電量通過載波可直接送達電表，不需要現場干預。（22）預付費電能表電量凍結功能。預付費載波電能表在每月凍結日零點自動凍結當時電量成為上月末電量，凍結后的上月末電量保存在數據存儲器中，可保存最近連續3個月的凍結電量（本月、上月、上上月），依月末凍結電量按選定時間進行月線損率的統計分析。（23）電費核算及票據打印功能。通過遠程集抄及營配自動化系統人為設定抄表時間，將抄回的凍結數據直接傳入電費核算系統，對已抄電能數據自動進行電費核算和電費票打印。這減少了電費核算的中間環節，實現了抄、核、收全過程微機化管理。

5 建設規模

（1）遠程集抄及營配自動化系統主站系統。在分局電費中心設立一個電力遠程抄表系統主站，在9個供電所和分局電費班設立10個分站。主站配置一個外網固定IP地址，放置一個局內網絡IP地址、4臺無線調制解調器、2臺集中電力遠程抄表系統服務器；其中一臺服務器作為數據庫服務器，另一臺作為通訊服務器，數據庫服務器的數據每天自動進行備份，并在通訊服務器上對備份數據庫進行另機備份；在服務器上安裝一套 Microsoft SQL Server 2005和 Windows Server 2003；在9個供電所和電費班各配置一臺抄表PC機及一個局內網絡IP地址。數據庫建在局內主站的數據服務器上，數據共享，供電所和電費班只需要安裝一套Windows Server 2003操作系統和電力遠程抄表系統軟件。

（2）為關山、康橋、武屯、新興、北屯、振興、獨李、陂西8個供電所安裝三相載波有功電能表19 784塊，單相載波有功電能表36 119塊。

（3）城區供電所、電費班安裝單相電子式預付費載波表6 094塊，三相預付費電子式載波表2 561塊，在城區供電所和電費班各安裝一套遠程集抄及營配自動化預付費售電系統。

（4）在25條10 k V饋路綜合變安裝臺區考核總表801臺、集中器841臺，總表安裝在配電變壓器箱內，集中器安裝在動力箱內。

（5）為25條10 k V饋路的15個大用戶和296個專用變用戶安裝311塊GPRS多功能表。

（6）7個供電變電站安裝32塊485多功能表和7臺數據采集器。

（7）申請辦理移動卡1 144張。

建成遠程集抄及營配自動化系統網絡，實現轄區內25條饋路65 624戶低壓用戶的集中抄表和數據傳輸，配電臺區綜合管理，形成覆蓋全區的營銷、配電自動化管理網絡。

6 效果分析

遠程集抄及營配自動化系統工程的實施，實現了員工由體力勞動向腦力勞動的轉變，實現了營銷方式由粗放型管理向集約化、精細化管理的轉化；提高了員工工作的安全性，避免了安全事故的發生；提高了工作效率，縮短了抄表周期；解決了傳統抄表方式中數據不同時的問題，減少了時差電量。同時，實現了遠程控制停、送電，減少了人員現場操作的工作量，節省了人力、物力、財力，提高了停、送電操作的準確性、可靠性、及時性、安全性；縮短了停、送電時限；解決了門難進、表難抄、費難收的問題。遠程集抄及營配自動化工程項目實現后，我們可以對重點客戶進行用電監測，并在電能表接線、計量方式發生變化，用電線路出現故障時發出提示信息，以便及時檢修表計故障，避免用電糾紛，減少巡視工作量。同時，該項目還為查處違章用電、竊電提供了技術支撐和資料支持。

通過遠程集抄及營配自動化平臺，我們還可對配變三相負荷進行實時全面的統計，根據負荷變化情況，及時調節三相負荷分布，使之達到相對平衡，從而降低低壓網絡的電能損耗，優化電網運行。

傳統的電費核算程序是從現場抄回數據，逐戶核對并輸入電費核算系統，需要大量人力且工序繁瑣，很可能出現各種各樣的錯誤。通過遠程集抄及營配自動化系統人為設定抄表時間，實現了自動抄表、凍結數據，將抄回數據直接傳入電費核算系統，減少了電費核算的中間環節，實現了抄、核、收全過程微機化管理。在社會效益上，避免了抄、核、收環節人為造成的人情電、關系電和抄表差錯，減輕了客戶負擔，為一戶一表工程開展提供了技術支撐，減少了客戶用電糾紛，為建設和諧社會提供了更寬松的用電環境。

［1］徐文勝，張玉花.集抄及營配自動化系統的應用［J］.中國電力企業管理，2009（12）

［2］郝鑫，王芳.農電用戶用電信息采集系統［J］.內蒙古科技與經濟，2012（10）