用電信息采集系統的設計與實現

王梓舟

引言：智能化電網管理是現階段電網管理核心內容，在電網管理中，必須要各項管理要素實現數字化、智能化。用電信息采集系統是智能化電網管理中重要的組成部分，符合國家電網改造的基本要求。本文從用電信息采集的設計要求、運行管理、功能應用等幾方面對用電信息采集系統設計做簡單分析。

用電信息采集系統屬于系統化集中管理過程，從我國各地方電力企業電力系統管理而言，整個采集系統建設仍然受到運行管理與資金等方面的影響；同時，光纖、衛星通信等技術的進步，為采集系統進一步發展提供可能。因此必須要根據電力企業電網管理的具體要求，對用電信息采集系統功能設計做分析。

一、用電信息采集系統關鍵技術

1、信息采集技術

在信息采集過程中，電能表是信息采集的主要媒介，通過電能表，完成對一個或多個數據采集，采集結束后對相關數據進行處理、儲存，并將數據傳輸至主站系統中。因此，信息采集技術的采集起始點是用戶端電能表，從用戶端電能表工作原理與測量結構運行要求來看，電能表主要表現為機電脈沖式與全電子公式兩種電表形式；而輸出接口可劃分為：RS-485型與低壓配電線接口型兩種。從功能來看，機電脈沖式電能表的工作方位（測量結構）與感應系電能表，都是依靠電子電路完成對數據測量；但由于機電脈沖式電能表主要依靠脈沖方式完成輸出，信號在輸出過程中易出現數據丟失或多脈沖現象。

2、信息傳輸技術

（1）有線通信技術

①有線電視電纜：通過已有電視電纜進行數據傳輸，這種傳輸方式更適用于中小型居民居住區。該傳輸方式具有傳輸質量高、信息總傳輸量大等優點；若在管理中能進一步增加有線電纜覆蓋面積，傳輸效果將會進一步提高。

②RS485總線傳輸：該傳輸方式具有傳輸穩定、速度快等優點，是當前國內一種常見的通信傳輸方式；但該傳輸方式在布線過程中需要投入大量人力資源，總線受到破壞后，需要重新進行管理。

（2）無線通信技術

①紅外線傳輸技術：該技術需要在一段距離內對某一位置進行定點，并完成兩點之間的無連接數據，具有操作簡單、經濟效益好等優點；但該技術需要人工操作，對距離、接收等因素具有較高要求，更適合于用戶集中區。

②無線電波傳輸技術：該技術分為現場手抄（無線抄表）與遠程無線抄表兩種形式。現場手抄所使用的無線裝置功率略低，與紅外抄表方式類似，但距離長于紅外抄表；遠程無線抄表通過大功率無線電臺，對數據進行遠程接收，是一種相對成熟的抄表技術。

二、系統建設

1、主站建設

由于不同客戶在電力能源需求中具有明顯差異，導致不同用戶的用電環境、客戶端類型、遠程信息通道等方面存在不同。以國家相關要求來看，必須要以“統一”與“集約”兩方面為基礎，以實現電力企業營銷戰略為核心，建立完善的用電信息采集平臺。

在主站建設過程中，必須要對對數據通信模式進行分析，本文從遠程網絡與GPRS移動數據通信業務兩方面進行分析：

（1）遠程網絡

本文對光纖通信模式下的遠程網絡傳輸進行分析，具體結果見圖1。

圖1 光纖通信模式下的遠程網絡傳輸

注：在光纖介入之前，采集服務器、路由器與光電轉換皆屬于主站系統；經過光纖介入后，路由器與終端屬于采集對象。

通過光纖介入，主站系統完成對采集對象的數據管理，能完成對信息的實時控制。現階段，光纖主要分為無源光網絡與有源光網絡，其中有源光網絡應用范圍更加廣泛。

（2）GPRS移動通信業務

從功能上講，GPRS技術的優勢主要體現在以下幾方面：

①結束時間短

②傳輸效率高

③資源利用率高

本文根據電力企業對數據傳輸的速度要求、持續性要求入手，對GPRS技術的主要設計流程做分析，具體結果見圖2。

圖2 GPRS技術通信流程

注：通信設備與防火墻屬于主站系統，無線模塊、終端設備、無線模塊與終端表示采集對象。

主站系統建設除上述兩種技術之外，也包括PSTN與230M無線專網。本文對4種技術各項數據進行統計，并進行比較，具體結果見表3。

表3 不同遠程通信技術比較

由表3可發現，光纖通信除建設成本不具備優勢外，其他多項選項均符合用電信息采集的基本要求。因此本文認為，在具體功能選擇中，必須遵循下列幾點原則：

①在無成本壓力的情況下，優先選擇光纖通信技術；

②在系統建設初期，可先通過GPRS技術構建Vlan網絡；

③若建設過程中發現230M無線專網覆蓋，要優先考慮利用本地資源；

④PSNT可作為通信的一種輔助手段。

2、數據采集與計量裝置檢測

（1）數據采集

可設置自動采集權限，重點對電力用戶計量點電能值、負荷瞬時用電總量、用戶用電事件、當前電網電能質量等進行控制，保證數據的完整性與準確性，未接下來的電費結算提供依據。

（2）計量裝置檢測

通過主站，對各個監測遠方電能計量裝置進行運行信息監控，并分析當前裝置的計量內容，根據內容判斷故障信息與竊電形式等，可在第一時發現用戶端的用電異常，并及時制定解決方案。

結束語

本文對用電采集系統中的與運行管理、模擬建設等方面做簡單討論，重點分析了主站建設中的通信方式建設，并通過比較不同通信方式，對系統的通信方式做確定。總體而言，必須要根據電力企業的實際需求，選擇不同種類通信方式，以獲得更好的通信結果。

參考文獻

[1]崔鵬程，向鐵元，等.基于3層C/S、B/S通信資源與業務管理系統的設計實現[J].電力系統通信，2013，27（16）： 68-72.

[2]張晶，王曉峰，李新家.電能信息采集系統運行及維護技術[M].北京：中國電力出版社，2012.

[3]宇文肖娣.電力用戶用電信息采集系統的研究與應用[D].北克：華北電力大學博士生論文，2011.

（作者單位：國網圍場縣供電公司）