智能用電信息采集系統研究

陳富燕 羅承軍

（國網四川省電力公司德陽供電公司，德陽 618000）

智能用電信息采集系統研究

陳富燕 羅承軍

（國網四川省電力公司德陽供電公司，德陽 618000）

本文詳細介紹了智能用電信息采集系統子站、通信信道、采集終端、智能電表的基本概況，以及用電信息采集系統對采集用戶和數據的分類情況，并分析了系統各個功能單元的主要功能，希望智能用電信息采集系統能有更廣泛的應用。

用電采集系統 智能 功能

1 智能用電信息釆集系統的概念

智能用電信息采集系統技術是一種新技術，在我國還沒有全部實現。該系統能實現電能計量數據的自動采集、傳輸與處理，并能將其應用到電能供用與管理系統中，為自動抄表、短信平臺、自動查詢、智能互動、個性服務等提供了強大的技術支撐，是實現智能用電的基礎。智能用電信息釆集系統的優勢非常明顯，可以解決人工采集數據過程遇到的許多困難，采集數據的效率與質量都很高，不容易出錯，可解放大批人工采集的勞動力，并推進電能計量管理技術向現代化進程邁向一大步。

2 智能用電信息采集系統的組成

2.1 采集用戶及數據分類

隨著通訊、微處理器和制造工藝等的迅猛發展，系統的功能配置、結構形式和性能指標等在不斷發展和完善。用電信息采集系統構架主要由集中器、采集器、主站前置機、智能電表等組成。用電信息采集系統的采集對象包括：第一，大型/中型專用變壓器電力用戶，用電容量在100kVA及以上/100kVA以下的專用變壓器電力用戶；第二，三相/單相一般工商業電力用戶，包括低電壓等級的商業、小容量、工作等用電性質的非居民三相/單相用電；第三，居民電力用戶；第四，公用配變考核計量點，考核公共設施供電變壓器上的內部量測點。

由于用電信息采集系統的采集對象不同，則出現了不同電力用戶類型，會產生不同的電力需求，可能是用來生產，也可能用來家用，不同需求的用電量截然不同。而智能用電信息采集系統要實現不同需求電力用戶與公用配變考核計量點用電信息的全面采集。通過需求分析，按照電力用戶電力需求的業務，可以將用電信息系統采集的數據劃分為六種類型，包括電能數據、交流數據、運行狀態數據、電能質量越限統計數據、事件發生記錄數據、其他數據，等等。

2.2 主站

主站是整個系統的管理中心，管理全系統的數據創術、數據處理和數據應用及系統運行和系統安全，并管理與其他系統的數據交換。主站需要全面整合原有關口電能量采集、大用戶負荷管理、低壓集中抄表、配變監測等系統業務應用，為各省公司及地級公司采集電力數據提供強有力支撐。主站的接口能實現與外部系統用電數據的相互交換，主站的總體架構分為四層，現對其進行簡要介紹。（1）表現層：直觀面向使用用戶且提供標準業務應用相關操作和信息界面顯示功能，并具有用于復雜邏輯操作的C/S模式和用于數據信息上傳的B/S模式兩種客戶端。（2）業務層：包括數據采集子層、業務應用子層及對外接口三部分。通過多種類型通訊設備連接的采集子層，將采集數據上傳至處理數據及其他增值功能的業務應用子層，該層是用電信息采集系統的核心部分。（3）支撐層：為業務層提供專業性技術支持，通過信息、安全防范、通訊等模塊實現該層自身的邏輯業務功能，所以要求本層的通訊模塊、安全模塊以及信息模塊應性能高效穩定，以滿足不同情況的需求。（4）數據層：通過建立大型數據庫，為采集到的數據進行儲存、讀取、計算等。

2.3 通信信道

智能用電信息采集系統通信信道連接主站、采集終端及電能表，是信息交互的承載體。通過遠程通信信道和本地通信信道兩種通信信道完成電力數據的采集和傳輸。

遠程通信是指采集終端和主站之間的數據通信。當前，可供用電信息采集系統開展數據傳輸的遠程通信資源主要有GPRS/CDMA無線公網、光纖專網、230MHz無線專網和中壓電力線載波等。

本地通信是指采集終端和用戶電能計量裝置之間的數據通信，在用電信息采集系統中主要是集中器和采集器、集中器和電能表、采集器和電能表之間的通信。當前，用電信息采集系統使用本地通信方式，主要有低壓窄帶電力線載波、低壓寬帶電力線載波、微功率無線和RS-485等。

2.4 采集終端

釆集終端是對各信息釆集點的電能信息進行采集、數據管理、數據傳輸以及執行或轉發主站下發的控制命令的設備，按使用場合分為廠站采集、專用變壓器采集、公用變壓器采集、低壓集中抄表（集中器和采集器）、分布式電源測控等終端類型。

2.5 智能電表

智能電能表是新一代智能型高科技電能計量產品，是智能電網高級計量體系中的重要設備，它將有助于在消費者和電力公司之間實現實時通信，使人們能給予環境和價格的考慮，最大限度地優化能源用量。根據建設智能電網的要求，所有關口、計費用戶都需要安裝智能電能表。

智能電能表有電流釆樣電路、電壓分壓電路和集成計量電路組成的電能計量單元；有微控制器、數據內存卡、掉電檢測和時鐘組成數據處理單元。由電源、高能電池組成供電系統；由LCD顯示器、通信口、按鈕、外卡接口、時鐘輸出輔助端子組成輸入輸出系統。

3 智能用電信息采集系統主要功能

一般智能用電信息采集系統需要具備一些基礎性的功能，主要體現在采集處理、抄表付費、電力管理與維護及數據的共享等方面。筆者現對其進行分析總結。

3.1 數據處理功能

一般來說，用電智能化以信息的實時、定時與主動采集為基礎，可以通過時間的設定進行定期采集與上報，采集的內容包括與電力運行相關的電力質量、負荷、工況和事件等，另外需要對采集到的數據進行原始分析、分類儲存與管理，從而保證數據的完整性與正確性，同時根據數據的常規情況實時監測，及時發現數據異常，同時發出警示，在一定程度上提供完備的數據備份與恢復方案。

3.2 抄表與付費功能

用電智能化信息采集系統需要實現電表的自動抄表上報與預付費扣費與充值功能，其可以實時監控用戶的用電量，獲得準確的用電數據，然后對用戶進行必要的預付費管理，當用戶用電量不足時，主動提醒客戶續費，而當預存電量為零時，主動執行跳閘控制。

3.3 有電管理功能

在一些特殊的電力管理與安全生產中，可事先編制用電的限電控制方案，并輸入系統，系統會自動識別用戶的用電情況與負荷情況，根據用電方案的要求進行監督，一旦發現一些非法或非程序用電現象，則可以實現對用戶開關的控制。

3.4 常規的運行維護功能

這些功能較多，且主要是為了維護系統基本功能的實現：其一，保證系統設備時鐘的準確性；其二，對系統操作員進行密碼與權限管理；其三，建立必要的系統與終端檔案；其四，對系統的正常運行進行實時監測，生成運行報告；其五，根據不同需求進行各種數據的組合輸出。

4 結語

總之，智能用電信息采集系統具有很強的優勢，具有先進的電能計量數據自動采集、傳輸和處理能力，不僅可以建立電力用戶與電力管理的實時互動，建立新型的供用電關系，從而達到降低用戶用電成本、提升可靠性、提高用電效率的目的，同時將用戶的智能家居設備統籌到用電管理中來，實現用戶的多角度用電需求，同時推出一些增值服務。我國已在大力加強此類系統的建設，而在不久的將來，將進一步推進智能用電系統的發展與實現。

[1]周金飛.用電信息釆集系統[J].農村電氣化，2012，（9）：26.

[2]陳盛，呂敏.電力用戶用電信息采集系統及其應用[J].供用電，2011，（4）：45-49.

Research on Intelligent Information Acquisition System

CHEN Fuyan,LUO Chengjun
(Deyang power supply company of Sichuan Province, Deyang 618000)

This paper introduces the basic situation of the information collection s ystem, communication channel, collection terminal, intelligent meter, and the classification of the users and data. The main function of the system is analyzed.

power acquisition system, intelligent, function