電能信息采集系統研究

，

(三峽大學電氣與新能源學院，湖北 宜昌 443000)

電能信息采集系統研究

曾芮清，陳磊

(三峽大學電氣與新能源學院，湖北 宜昌 443000)

當前我國的經濟體制和產業結構都在調整，電力系統也在逐年擴大建設規模，做好電能信息采集和電能管理的重要性也逐漸彰顯出來，引起了企業的高度重視。文章結合了電能信息采集系統的相關問題進行研究，介紹電能信息采集的主要功能、基本構成以及數據傳輸的各種方式，并對各種數據傳輸方式的優缺點做出分析。

電能信息采集系統 ；主要功能；基本構成；數據傳輸

1 引言

電能信息采集系統是集計算機技術、現代化數字通信技術、電能計量技術等為一體的綜合系統，可以為電力企業管理者提供客戶用電需求側的實時信息采集與信息綜合分析[1]。它是在原來現場管理的基礎上發展起來的電力營銷新技術，能夠使供電營業服務更加面向電力客戶的，影響電力營銷管理過程在線實時監控和數據的準確統計、分析，是應對當前電力供需矛盾、提高能源利用效率、實現電力營銷現代化的必然選擇。

2 電能信息采集技術的功能分析

2.1 采集用戶信息，監測用電狀態

電能信息采集系統首先一個特點就是能夠快速的反映出抄表數據，根據抄表數據可以在電力營銷系統里面迅速了解到用戶的用電狀態以及在其他對應系統里面了解到用戶線路和電壓情況等。然后，系統也會根據這些數據繪制出相應的曲線圖，管理人員可以根據這些曲線圖的變化及時了解到用戶用電狀態的變化，針對用電異常的情況能夠及時發現，及時處理。根據曲線圖，管理人員也能夠預知未來的用電趨勢，因此將電能信息采集系統與電力系統結合起來能夠很好的掌控電力負荷情況及規劃電力負荷。根據趨勢及時調整用電策略和方案，讓電力負荷盡量保持在一個最優的狀態。

2.2 對電能信息進行分析和控制

電能信息采集系統不僅能夠監測到電能數據，還具備數據查詢和篩選功能。管理人員可以從系統里導出相關數據，了解用戶用電的基本信息，也可以生成完整的數據報表。通過查詢到的數據進一步對數據進行分析，可以統計出用電量的峰谷值、時間、用電特性等。通過以上的分析數據能夠更靈活的制定用電策略，提高電網管理水平[2]。同時，該系統還具備遠程控制功能，當遇到需要緊急拉閘他停電的用戶可以通過采集系統遠程完成，復電也是一樣。一方面可以確保用電高峰期的用電安全，同時也使緊急情況的處理更迅速的完成。

2.3 方便用戶查詢用電信息，提高經濟效益

當電能信息采集系統與電子信息平臺相結合后，用戶能夠很方便的在電子信息平臺上了解到自己的用電信息，也可以在平臺上進行繳費充值等操作，不必再像傳統的繳費方式一樣必須要到達營業廳才能辦理，節省用戶的時間和人力，也提高了供電企業的整體服務水平。電能信息采集系統為供電企業提供了用戶的整體用電資料，同時能夠幫助管理人員將數據進行篩選和查詢，也幫助供電企業節約了大把的人力物力資源，提高了企業的整體經濟效益。

3 電能信息采集系統的組成結構

用電信息采集系統主要由數據存儲和交換的中心主站、終端采集系統、智能電表以及信道等部分組成。如果將其按用電信息采集系統的內部物理結構來劃分的話，可將系統分為：主站層、用戶用電數據采集層和采集點監控設備層[3]。

圖1 電能信息采集系統的結構圖

3.1 主站層

主站層主要負責整個信息采集系統的用戶用電信息數據的采集、數據傳輸、數據處理、功能性應用以及用戶用電情況轉發等，它是整個電能信息采集系統的數據管理中心。采集系統的正常運作與安全使用也靠主站層來維護。主站層又可根據功能分為營業業務應用功能、前端的采集功能和數據庫管理功能。業務應用功能主要是通過采集的數據對各種基礎業務的實現；前端的采集功能主要負責將采集終端采集到的數據傳送給采集系統，同時實現采集系統與采集終端間的通信與指令傳達；數據庫管理主要負責對系統內各類數據的存儲、處理與轉發等。

3.2 用戶用電數據采集層

用戶用電信息采集層是指通過各種用電信息采集終端采集電能信息，是負責用電信息采集的通道，同時也可管理、傳輸數據。主站下發的控制指令夜通過用電數據采集層進行轉發。根據不同的用電客戶類型和用電場所，用戶用電采集層可以分為專用變壓器采集終端、公用變壓器采集終端、電表數據抄錄終端、廠用站采集終端等。

3.3 采集點設備監控層

采集點設備監控層是指電能信息的具體采集設備和相應電能信息的對應監控點。采集點監控設備主要包括智能電表、采集終端、電源開關、繼電保護裝置、無功補償裝置以及其他現場智能設備等。這些采集點的終端設備以及監控系統采用電子電路集成設備，因為要進行信息的傳遞，所以這些設備多具有遠程通信的功能，可以與采集層或主站層的計算機建立通信聯系，有效采集電能信息，進行電能計量和控制。

4 數據傳輸的方式

由于用電客戶覆蓋范圍較廣，有些區域分布較分散且用戶基數大，所以采集系統中所要讀取的信息量較大，不同的數據傳輸方式有不同的信息載體、數據容量和傳輸速率，因此一個合適的數據傳輸方式對采集系統而言是非常重要的。常用的數據傳輸方式有電話線數據傳輸方式、電力載波線傳輸方式及無線遠程數據傳輸方式。

4.1 電話線數據傳輸方式

電話線數據傳輸方式就是通過電話網絡實現數據傳輸。這種方式利用電信系統在意建立好的電話網絡為載體進行數據傳輸。首先在電話網絡的數據集中器和管理中心的主機上裝設調制解調器后就可以利用電話網絡進行數據傳輸了。電話線數據傳輸方式的最大優點就是利用已經建設好的通信網絡，無需再自行建設數據傳輸線路，可以減少投資降低成本。此種方式的缺點是不能多用戶用電信息進行監控，且利用電話線進行數據傳輸也會對用戶造成干擾。通訊速率低，無法實現傳輸大量數據的情況也是其弊端。

4.2 電力線載波數據傳輸方式

電力線載波數據傳輸方式是指利用低壓電力線作為載體進行數據傳輸。在將采集終端的數據進行傳輸之前，需要將數據調制到高頻載波，之后再將信號進行放大處理，然后再耦合到低壓電力線路上進行發送。調頻時要注意該頻率和調制后的電壓可以保證傳輸的數據質量，同時也不會對電力線路的正常工作造成影響。數據到達接收方后，接收方再使用耦合電路將載波信號提取出來，再進行濾波和放大處理，再對數據進行解調就可得到原來的數據了。這種數據傳輸方式的優點與電話線數據傳輸方式的優點相似，可以節省大量的基建成本，減少投資。其缺點就是容易受到電力線上其他信號的干擾，干擾信號會使得目標信號衰減，從而造成載波信號的衰減和數據丟失。且此種方式的傳輸速率較低，對數據量較大和對傳輸速度有要求的場合不適合。

4.3 無線遠程數據傳輸方式

無線遠程數據傳輸方式是指利用無線通信的方式進行數據傳輸。不同于以上介紹的兩種傳輸方式，此種方式不需鋪設線路作為載體。目前常用的兩種方式是基于射頻通信數據傳輸方式和基于GPRS網絡的無線通信數據傳輸。

基于射頻通信方式的數據傳輸是利用無線電波進行數據傳輸。這種傳輸方式的優點是通訊頻帶較寬，且通信時能容納的數據量大，信號傳輸的距離有時可以達到幾十公里。數據傳輸前會進行地址校驗，對應的地址才能繼續進行傳輸。這種方式的優點是安裝調試簡單，受環境干擾小，借助中繼技術的話可以實現更廣泛的覆蓋范圍。缺點是需要選擇適當頻率，傳輸速率較小，無法滿足大規模數據和長距離的傳輸。

基于GPRS網絡的無線通信數據傳輸方式，是指采集終端的數據借助GPRS技術將相關數據傳輸到數據中心。GPRS的核心利用了IP技術，可以實現與高速IP網絡的連接，通信的資費與手機通訊的流量費一樣。此方法不用任何實際線路載體，提高了數據傳輸速率，也可實現大量數據的傳輸。

5 結束語

當今我國經濟發展迅速，對電能的需求在不斷增加，電力市場也在不斷擴大和發展。用戶電能信息采集系統能夠幫助電力企業管理者及時了解客戶總體用電情況，從而對電能進行合理化的管控，保證了供電的安全和可靠。采集系統能夠采集用電信息，監控用戶用電狀態，然后將采集到的數據傳輸到數據中心，管理人員根據相應的功能調取相應數據進行分析及其他用途。在用戶電能信息采集系統中，數據的傳輸方式有多種，每種方式各有利弊，課根據不同的環境和需求選擇最合適的數據傳輸方式。

[1] 唐琴.用電信息采集系統在電力營銷中的應用[J].中國高新技術企業,2016,23:55-56.

[2] 董婷華.自動抄表技術及其在電能計量領域的應用研究[J].電子制作,2015,02:47.

[3] 巫元虎.用電信息采集系統在電力營銷中的應用[J].中國新技術新產品,2015,20:58-59.

[4] 李婧,郭霞.淺談電力系統中的電能采集工作[J].科技創新與應用,2016,18:189.

[5] 李京洋.載波自動抄表系統的應用及常見問題解析[J].電子制作,2016,22:14.

[6] 李連浩.電能計量數據采集管理系統研究與開發[D].華北電力大學,2013.

ResearchontheInformationGatheringSystemofElectricEnergy

ZENGRui-qing,CHENLei

(College of Electrical Engineering and New Energy，Sanxia University，Yichang 443000,China)

At present,the economic system and the industrial structure is adjusting,the power system is expanding it scale of construction,so the importance of electric information acquisition system and electric energy management is manifesting,it raises the company′s chargers concern.This paper is a research about electric information acquisition system and some relative issues,introduce the main function,basic constitution and the way to transfer data of the system,then,analysis advantages and shortages of data transmission ways.

information gathering system of electric energy;main function;basic constitution;data transmission

1004-289X(2017)03-0013-03

TM71

B

2017-01-10