電力計量中的用電信息采集系統分析

方曉

摘要：近年來，隨著電力智能化的發展，用戶用電信息采集也不斷升級，實現智能化。根據國標的定義，“電力用戶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，實現用電信息的自動采集、計量異常監測、電能質量監測、用電分析和管理、相關信息發布、分布式能源監控、智能用電設備的信息交互等功能”。目前針對用電信息采集的系統仍然不能滿足智能化運行的要求，在云計算和云平臺逐漸應用到電力系統的背景下，有必要研究基于云平臺的用戶用電計量采集信息流轉平臺。

關鍵詞：電力計量;用電信息;采集系統

引言

隨著電能在終端能源消費結構中的占比不斷增加，智能電網成為世界各國的廣泛共識。為實現電力流、信息流、業務流高度一體融合，必須將通信網與電力網集成，確保電力與信息的雙向流動、信息實時交換，用電信息采集系統順勢而生。實時、準確、完整地采集基礎數據，挖掘數據價值，對于提升電網發展和運營水平，提升電網公司服務社會、服務用戶的水平，具有重要意義。目前關于用電信息采集系統的研究多集中于通信協議、報文處理等細節技術層面，關于當前國網公司在運采集系統的運行現狀分析研究相對缺乏，因此本文從實際工作出發，詳細介紹了用電信息采集系統基本建設架構、數據采集管理和故障運維現狀，重點分析了當前存在的問題，針對性地提出優化解決方案。

1現狀

電力信息采集系統也是智能電網建設的一部分，它為智能電網建設提供了基礎技術支持。經過多年建設電力信息采集系統以逐步完善，采集工作的核心已由建設階段轉為運維管理階段。目前用電信息采集系統已基本實現全覆蓋、全采集、全費控建設目標，采集系統主站定時自動采集智能電能表的電壓、電流、功率數據，采集失敗用戶，一般采用定時自動補抄數據方案，并支持人工實時招測數據，支撐新裝調試、故障排查、隱患分析等需求。采集設備的運行維護水平直接影響數據采集成功率。目前采集運維主要依托采集運維閉環管理系統將采集異常和計量異常工單發送到運維人員的現場作業終端上，運維人員優先主站遠程處理，如果無法消缺，再到現場進行故障排查和消缺處理。

2電力計量中的用電信息采集系統分析

2.1云平臺與云技術

云平臺是基于云計算和大數據技術的綜合應用平臺，通過變電站內終端智能電表、集中器以及各類信息信號采集儀表對數據進行整合上傳，物聯網云平臺負責對這類數據進行收集整理，繼續流轉至生產庫、流計算中心、中間庫，通過對數據的進一步分析和計算，上傳至大數據云平臺，形成可視化可加工的數據。大數據云平臺構架包括存儲計算層、邏輯層、接入層和數據應用層。存儲計算層主要包括終端采集數據的集群存儲和計算，能夠提供海量數據的上傳下載以及非實時分布式分析處理。邏輯層主要提供分布式Mela服務，能夠進行查詢語句運算以及圖計算離線處理。接入層主要用于計量采集信息用戶中心。數據應用能夠提供數據挖掘、數據分析和數據安全管理等智能應用。

2.2關鍵技術

結合電網現狀，目前存在用電信息采集系統故障維護的工作流程及審批流程，從而建立標準化的抄表作業機制。根據電能表、通信單元、集中器、采集器、現場計量作業終端構成完整故障上報的處理方式和數據傳輸規約的建設與應用。采集終端、電能表、HPLC通信單元、主站系統等因素組成，利用網絡技術實時連接用電采集系統，實現抄表與收費工作的系統化與一體化。數據的通訊方式包括上行數據通信、下行數據通信。主站和集中器之間產生的數據通信稱為上行數據通信，主要的通信介質是電話、專線或者是無線，即在集中器端與主站端之間設置適用性強的通信設備，并使設備與主站計算機相連，具體連接在計算機的并口、串口或者USB接口處。為了實現數據采集時的高速性，可使多個接口共同工作，由主站軟件對接口的實際工作情況進行合理判斷。采集器和集中器之間產生的數據通信稱為下行數據通信。主要的通信方式有電力線載波與485總線。基于通信方式的差異，采集模塊與集中器、主站與集中器之間的具體通訊規約也呈現出多樣性。集中器的具體類型可通過主站軟件進行智能化判斷，并且需要在正確通訊規約的前提下實現數據傳送。

2.3完善采集運維水平

結合當前采集運維工作中的實際情況，系統層面和管理層面著力提升采集運維工作水平。系統層面。優化各類異常事件的生成算法，充分考慮復雜的設備現場情況等可能會對故障研判造成的干擾性因素，調試改進提升采集運維閉環管理系統對于采集異常分析和判定的準確性。系統內建立典型異常及相應遠程處理方案，對于研判的典型異常工單，采集運維閉環管理系統自動進行遠程處理，僅將自動遠程處理無法消缺的異常工單派發給運維人員，減輕運維人員的工作量。管理層面。從企業文化、獎懲機制等方面，有效激勵運維人員及時消缺的積極性;通過組織培訓、系統學習、經驗交流等多種方式，提升運維人員的故障研判和現場消缺能力。

2.4經驗總結

對用電信息采集系統的日實時監控，通過信息數據的采集分析，及時掌握用戶用電負荷情況，可以有效遏制用戶竊電現象，但是因為現象發生后才能監測到問題，臺區經理在日常工作中，應該加強巡視檢查工作，及時了解臺區線路的運行情況和重點用戶用電情況，如果有異常可以提前處理。

2.5實現方案

電能表可以通過通信單元將異常事件上報至集中器的功能，HPLC表計端的STA及采集器通信單元，通過工頻過零信號的變化情況，判斷工頻電源的故障事件。載波從通信單元將故障事件的發起節點信息通過廣播的方式，傳輸到集中器側的載波主節點中，載波主節點將故障事件上報給集中器。集中器接收HPLC本地網絡上報的故障事件信息，并結合其交采模塊的故障信息，生成相關局部表計故障現象，并將該信息上報到主站。主站針對停復電信息進行分析，發起相關的搶修工單，將工單發送至現場維護人員的計量現場作業終端上，人員可根據故障信息進行排查、更換故障設備。低壓寬帶載波技術提供更高通信帶寬，為全雙工雙向通信機制。適合對通信實時性要求高、用戶相對密集的區域及多業務應用場合。另外在有大量變頻電氣、可控硅設備使用的地方，用電諧波干擾大的環境下，也適合采用使用多路子載波調制的寬帶載波通信技術。寬帶芯片主要面向國內外智能電能表企業、電力公司及其他儀表和終端設備企業，提供安全、穩定的高速率寬帶電力線載波芯片、終端及應用技術支持服務，主要面向電力抄表等方面應用。從而實現數據在電力線通信信道上的調制和解調以及數據傳輸和轉發功能。

2.6系統硬件升級

考慮主站系統擴容改造，提高終端高并發接入、海量數據存儲處理性能，從硬件配置層面提升采集系統的穩定性和擴展性。改善通信技術，提高速率帶寬。伴隨著5G技術成熟、基站建設和商用推廣，數據傳輸能力的提高與成本降低，也為海量數據采集傳輸提供了可能。

結語

在電網企業中，雖然現有技術能夠很大程度上實現及早發現故障現象，優化故障設備的定位，縮小故障點的排查范圍，提高低壓集抄系統關鍵設備發生故障時的處理效率，節省大量的人力資源。但是由于低壓臺區設備數量多、類型復雜、通信協議不一致及無統一接入主站等原因，仍需完善故障診斷系統，提高管理水平，尤其是隨著新一代物聯網技術的融合，需提升故障排查能力和解決速度，為電網運維提供更加完備的技術保障。

參考文獻：

[1]周婉華.自動抄表核算與電費異常智能診斷技術應用探討[J].技術應用，2019，26（10）：112-113.

[2]鄭堯.電能計量技術手冊[M].北京：中國電力出版社，2019.12-32.

[3]李玨煊.單相智能電能表故障模式及影響分析[D].華北電力大學，

2019.45-69.