用電信息采集系統運維現狀分析

摘 要：文章以某省級電力公司的用電信息采集系統為研究對象，梳理系統運行維護工作現狀，從主站運維、通信信道運維到終端運維等層面進行了客觀分析，提煉出了現階段存在的問題，并提出提高運維工作水平的建議。

關鍵詞：采集系統；終端設備；信號通道；現狀分析

用電信息采集系統是對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監控的系統，是智能電網的重要組成部分和技術支撐，融合了計算機、現代通信、電能計量等新型技術，具有很強的專業性和技術性。

用電信息采集系統通過采集終端對各信息采集點的用電信息進行采集，可以實現電能表數據的采集、數據管理、數據雙向傳輸以及轉發或執行控制命令。按照應用場所，采集終端可以分為專變采集終端、集中抄表終端（包括集中器、采集器）、分布式能源監控終端等類型。

1 用電信息采集系統物理結構

從物理構成上，用電信息采集系統可為主站、通信信道、采集設備三部分，其物理網絡拓撲構成如圖1所示。主站物理結構主要由營銷系統服務器、前置采集服務器以及相關的網絡設備組成；營銷系統服務器包括數據庫服務器、磁盤陣列和應用服務器），前置采集服務器包括前置服務器、工作站、GPS時鐘和防火墻設備。通信信道是指用電信息采集系統主站與采集終端之間的遠程通信信道，主流技術包括光纖信道、GPRS/CDMA無線公網信道、230MHz無線電力專用信道、電力中壓載波信道等。采集設備是指安裝在現場的采集終端和電能計量裝置，主要包括專變終端、集中器、采集器以及各型電能表計等。

2 工程概況

某省級供電企業是該省境內最主要的電網規劃、建設、運營和電力供應企業。供電面積44.58萬平方公里，占該省國土面積的91.9%，供電人口7704.06萬人，占全省人口的95.8%。該省人口密集，居民戶用電容量差異較大，配電變壓器下的居民用戶數和供電半徑差異較大，營銷業務系統建設采用大集中方式。

經過多年的建設，該省級供電企業已基本完成用電信息采集系統標準化體系改造，系統覆蓋全公司直屬的所有供電公司。直供直管區域智能電能表覆蓋率超過50%，農村關口采集終端臺區覆蓋率達到90%，直供直管區域采集系統覆蓋率達到60%，專變用戶自動抄表出賬率超過60%。

3 采集主站運維現狀分析

目前該省所有地市公司均按照上級統一要求采用集中式部署模式將終端數據統一采集至省公司用電信息采集系統主站。投資成本較低，便于統一運行維護；但集中式部署的系統一旦發生故障，影響范圍涉及面較廣，數據處理工作量大，任務繁重，不易在短時間恢復，對系統運維技術人員的業務處理能力要求較高。個別地市公司為解決專變用戶的預付費問題將終端數據同時分別上傳至省級系統主站與地市公司自備的用電信息采集系統主站。

在應用層面，用電信息采集系統主站要滿足電費結算和電量分析、線損統計分析和異常處理、電能計量裝置監測、防竊電分析及供電質量管理等業務需求。目前，國網和南網兩大供電企業缺乏掌握采集系統主站核心運維專業技術的人才，自身不具備獨立的主站運維能力，對于主站的運維完全依靠第三方技術支持。這種現狀不利于供電企業電力營銷專業業務的推廣與運維，不利于實現用電信息采集系統“全覆蓋、全采集、全費控”的建設運行目標。

4 采集信道運維現狀分析

用電信息采集系統的通信包含主站與終端之間的遠程通信通道以及終端與智能電表之間實現數據采集的本地通信，經過幾年的發展，供電企業用電采集系統的遠程通信和本地通信都已經形成了適應自身應用的通信模式。

4.1 遠程通信應用現狀

通信技術是實現用電信息采集系統的基礎。目前，應用于用電信息采集系統的通信技術主要有電力線載波通信、無線公網通信GPRS/CDMA、無線專網230MHz通信和光纖通信，各種通信方式各具特點。電力線載波通信施工方便，無需重新布線，但其通信的可靠性、實時性、穩定性較差；無線公網需要租用移動通信網絡，運行維護及時性有待加強，局部地區信號弱、數據采集困難，在緊急情況下容易造成信道擁堵；無線專網230MHz通信的接入容量有限，基站覆蓋范圍僅在30km左右，受地形地貌影響大，數據傳輸過程中易受高層建筑物阻擋；光纖通信一次性投資大，成本較高，布線困難，工程量大。

介于上述各遠程通信方式的特點，供電企業主要采用移動GPRS/CDMA通信，然而相對于其他通信方式，GPRS/CDM網絡存在成本高和信息安全性差，時延較高等缺點，無法滿足智能電網對接入帶寬的要求。從供電企業用電信息采集系統的發展需求來看，遠程通信建設可靠性更高，速度更快，更安全的光纖通信專網是可行的發展方向。

4.2 本地通信應用現狀

本地通信方式主要有低壓窄帶載波通信、低壓寬帶載波通信、短距離無線通信和RS-485通信，其中前三種通信方式都屬于無線通信，RS-485通信是有線通信，它們的特點分別概括如下：（1）載波通信的可靠性較高，維護工作量小，傳輸速率適中，但是受負載特性影響較大，且信號衰減較快，可靠性較差，長距離傳輸需要加裝中繼器。（2）短距離無線通信也叫微功率無線通信，傳輸速率低，容易受電磁干擾，受地形和天氣影響較大，可靠性差。（3）RS-485通信是有線通信，需要敷設通信電纜，抗干擾能力強，可靠性很高，但是出現通信故障不易查找故障點，維護工作量很大。

目前，該省級供電企業所屬的各地級公司的用電采集系統，還處于在市區等用戶密集地區建設階段，介于對通信可靠性的高要求，本地通信方式主要采用RS-485通信，這種通信方式對于城市等用戶集中的系統比較適合。但是在今后的推廣的過程中，尤其是在用戶不那么密集的偏遠地區和農村地區，無線通信方式的優勢更為明顯，然而，目前供電企業對于各種無線通信的安裝調試和運行維護經驗等方面還比較缺乏，可通過建設相應的試點工程積累相關經驗。

5 采集終端運維現狀分析

目前，該省級供電企業終端已基本實現“全覆蓋、全采集”，但是還需要進一步加強管理和技術工作，完成“全費控”目標。具體來講，各地市公司采用本地費控模式的集中抄表終端已被低壓用戶所接受，其基本實現全費控，采用遠程費控模式的集中抄表終端由于技術原因并沒有實現費控。在專變采集終端的費控問題上，由于電力供應目前處于供需平衡甚至在某一時段處于供大于求的形勢，鼓勵專變用戶在保證不鋪張浪費的前提下多用電，各地市供電公司都沒有在專變采集終端開通費控功能，因此大部分專變采集終端并沒有實現費控，終端往往設置為“保電”狀態。隨著社會經濟的發展，為保證電能的有效利用與電費及時足額回收，供電公司有必要充分拓展用電信息采集系統各項功能，利用專變采集終端開展費控管理工作。

6 運維管理現狀分析

省級供電企業普遍對用電采集系統的建設和運維管理等方面的工作制定了詳細的責任分工、人員配置和工作流程，對整個系統的推廣起到良好的指導作用。然而，從幾年的發展情況來看，由于供電企業下屬各級單位的人員素質、資源投入、環境因素等眾多原因，導致各地用電采集系統的建設和應用情況存在差異，運行維護水平也各不相同。

大城市以及周邊經濟發展地區，用戶密集，系統投入大，技術隊伍配備相對完善，隨著系統推廣過程中遇到的各種問題得以解決，技術人員和隊伍都得到了充分的鍛煉，經驗豐富。而與稍偏遠地區和農網配套的用電采集系統的建設和運維經驗相對缺乏，系統的實施與應用仍然需要探索，技術人員也不足，這是今后供電企業在建設推廣用電信息采集系統的過程中不得不面臨的一個問題。具體存在的問題主要有以下兩點：（1）各地市供電公司從事采集業務的人

員配備不足。絕大多數地市局并沒有專設采集專責一職，大多數地市局還由從事計量、業擴報裝等業務的員工兼職從事采集業務，造成各地市局采集業務的開展效率比較低下。（2）各地市供電公司從事采集業務的人員專業程度不夠高。這是由于大多數地市局目前負責采集業務的員工原本從事的都是計量、業擴報裝等業務，這類員工往往具備的都是電力系統等強電知識，對通信原理、計算機原理的知識儲備量還不足。

7 展望

通過上述對某省級供電企業用電信息采集系統運維工作現狀的分析，我們確信，用電信息采集系統是電能計量向高級量測體系發展的重要組成部分，因此作出以下展望：

（1）通過更多的對系統的線上與線下進行運行維護積累經驗，提升相關人員的業務能力，讓相關人員對線下終端的安裝調試、系統線上功能應用管理能夠有更熟練的掌握和應用。（2）加強相關專業隊伍的建設，對線下終端的安裝調試人員與系統主站功能應用，管理人員作出明確分工，尤其是安裝調試與管理人員，應更多的掌握相關方面的核心知識與技術，能在廠家維護人員不能及時趕到的情況下自主地處理相關方面的問題。（3）加大力度投入光纖通信網絡的建設，逐步實現由以GPRS為主遠程通信網絡到光纖網絡通信的轉變；因地制宜的開展以無線通信方式為基礎的本地通信網絡試點，為今后用電采集系統在農網的推廣打下基礎。

參考文獻

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