王者龍，杜艷，閆東

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東濟(jì)南250002；2.武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院湖北武漢430000）

用電信息采集終端在智能配網(wǎng)中的應(yīng)用

王者龍1，杜艷1，閆東2

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東濟(jì)南250002；2.武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院湖北武漢430000）

簡要介紹用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)情況，分析現(xiàn)階段用電信息采集系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能。隨著采集終端的停上電事件上報功能的完善，把采集終端應(yīng)用于供電可靠率監(jiān)測及供電搶修中，進(jìn)一步提高電力企業(yè)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

用電信息采集系統(tǒng)；采集終端；停上電事件

0 引言

隨著智能配網(wǎng)及用電信息采集工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，采集終端及智能電表等設(shè)備全面接入電網(wǎng)，高級計量架構(gòu)體系為智能用電提供了必要的硬件基礎(chǔ)。目前對中低壓配網(wǎng)中的停電監(jiān)測還未有總體規(guī)劃或統(tǒng)一技術(shù)原則，一些專用變壓器、公用變壓器及低壓臺區(qū)停電不能夠及時響應(yīng)和搶修，降低了供電的可靠性。針對采集終端的停送電信息上報功能，分析采集終端在供電可靠率及供電搶修中應(yīng)用的可行性，提出一種基于用電信息采集系統(tǒng)的供電搶修服務(wù)模式。

1 用電信息采集系統(tǒng)

用電信息采集系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，建設(shè)的總體目標(biāo)是實現(xiàn)對公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)電力用戶的“全覆蓋、全采集、全費控”。目前山東省電力公司用電信息采集系統(tǒng)覆蓋全省2 910萬戶，覆蓋率達(dá)80.8%，城市覆蓋率高達(dá)98.9%，全省公用變壓器和專用變壓器實現(xiàn)全覆蓋、全采集，用電信息采集系統(tǒng)集中升級建設(shè)順利完成。

供電可靠率體現(xiàn)的是電網(wǎng)企業(yè)對用戶持續(xù)供電的能力，直接體現(xiàn)企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。縮短停電搶修時間，提高服務(wù)質(zhì)量尤為重要。目前國內(nèi)對中低壓配網(wǎng)中的停電監(jiān)測還未有總體規(guī)劃或統(tǒng)一技術(shù)原則，大部分專用變壓器、公用變壓器及臺區(qū)停電仍是現(xiàn)場值班人員或用戶通過打電話告知的方式層層傳遞到維修人員，并沒有專門的手段對配網(wǎng)中的停電情況進(jìn)行實時監(jiān)測，這就增加了停電響應(yīng)時間和搶修時間，降低了供電可靠性［1-2］。

用電信息采集系統(tǒng)是對電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實時監(jiān)控的系統(tǒng)，其總體架構(gòu)包括主站、通信介質(zhì)和用電信息采集終端。主站主要承擔(dān)下發(fā)命令、數(shù)據(jù)分析、終端管理及系統(tǒng)維護(hù)等功能，是整個用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心和管理中樞。通信介質(zhì)用于建立主站和采集終端的通道鏈接，目前主要可采用無線、有線、電力載波、光纖等。采集終端可實現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)雙向傳輸以及轉(zhuǎn)發(fā)或執(zhí)行控制命令，目前可分為專用變壓器采集終端、集中抄表終端（包括集中器、采集器）、分布式能源監(jiān)控終端等類型［3］。

用電信息采集系統(tǒng)構(gòu)架主要包含專用變壓器終端、I型集中器、II型集中器，如圖1所示。專用變壓器終端通過RS485采集電能表的電力信息，經(jīng)無線或有線通信信道上報給主站；對于三層結(jié)構(gòu)的集抄系統(tǒng)，一個集中器可帶多個采集器，采集器采集電能表數(shù)據(jù)后，通過無線或電力載波發(fā)送給集中器，集中器經(jīng)無線或有線通道上報主站；對于兩層結(jié)構(gòu)的集抄系統(tǒng)，直接由集中器采集電能表數(shù)據(jù)，然后通過無線或有線通信信道上報主站。

圖1 用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)

2 采集終端應(yīng)用分析

用電信息采集工程的全面建成，規(guī)范了市縣公司的管理模式和業(yè)務(wù)流程，同時以集約化方式促進(jìn)了用電信息采集業(yè)務(wù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。隨著系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入，用電信息采集終端技術(shù)不斷成熟，現(xiàn)場采集終端所上報“停上電事件”數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不斷提高，結(jié)合“線路—臺區(qū)”之間的拓?fù)潢P(guān)系，根據(jù)用電信息采集終端停上電時間重疊情況，對同一線路、同一臺區(qū)的用戶停電事件發(fā)生情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，進(jìn)而判斷線路停電、臺區(qū)停電、單用戶停電已經(jīng)可行。

2.1 用電信息采集終端停上電事件

根據(jù)Q／GDW1374.1—2013專變采集終端技術(shù)規(guī)范4.3.4和Q／GDW1374.2—2013集中抄表終端技術(shù)規(guī)范4.3.4要求：“供電電源中斷后，應(yīng)有措施至少保證與主站通信3次（停電后立即上報停電事件）并正常工作1 min，數(shù)據(jù)和時鐘保持兩個月”［4-5］，終端發(fā)生停電后，會在1 min內(nèi)上報停電事件。終端停電事件的生成條件是終端供電電壓低于終端正常工作臨界電壓（60%參比電壓），終端上電事件產(chǎn)生的條件是終端供電電壓高于終端正常工作臨界電壓（80%參比電壓）。對于用電信息采集系統(tǒng)覆蓋率高的地區(qū)，完全可以利用終端停電事件的上報、結(jié)合“線路—臺區(qū)”的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（圖2），根據(jù)終端停電時間的重疊，對同一線路、同一臺區(qū)的用戶停電事件進(jìn)行統(tǒng)計分析，進(jìn)而對臺區(qū)停電進(jìn)行判斷，對專用或公用變壓器停電、線路停電進(jìn)行輔助判斷和定位。

2.2 三層采集結(jié)構(gòu)的臺區(qū)停電判定分析

目前，對于采用三層結(jié)構(gòu)低壓采集臺區(qū)，一般配有1個集中器，若干個采集器，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 三層采集結(jié)構(gòu)的低壓臺區(qū)

當(dāng)集中器向主站上報停電事件，與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端在同一時刻（與集中器上報的時間差不超過1 min）也上報停電事件，且停電時間超過1 min，即可判定該臺區(qū)停電。

當(dāng)集中器向主站上報停電事件，與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端在同一時刻（與集中器上報的時間差不超過1 min）未上報停電事件，考慮到集中器本身存在的故障概率，及“公變—臺區(qū)”線路故障的概率，不能判定該臺區(qū)停電。

當(dāng)集中器未向主站上報停電事件，而與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端向主站上報停電事件，可判定監(jiān)測公用變壓器的終端出現(xiàn)故障。

2.3 兩層采集結(jié)構(gòu)的臺區(qū)停電判定分析

對于采用兩層結(jié)構(gòu)采集的臺區(qū)，一般根據(jù)用戶的大小配有1個或多個集中器，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 兩層采集結(jié)構(gòu)的臺區(qū)

當(dāng)該臺區(qū)所有集中器向主站上報停電事件，與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端在同一時刻（與集中器上報的時間差不超過1 min）也上報停電事件，且停電時間超過1 min，即可判定該臺區(qū)停電，且公用變壓器停電。

當(dāng)該臺區(qū)所有集中器（數(shù)量≥2）向主站上報停電事件，且停電時間超過1 min，與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端在同一時刻（與集中器上報的時間差不超過1 min）未上報停電事件，可判定該臺區(qū)停電，但不能判斷公用變壓器是否停電。

當(dāng)該臺區(qū)部分集中器向主站上報停電事件，其他集中器未上報停電事件，且與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端未向主站上報停電事件，則可判定該部分集中器所在線路停電。

當(dāng)該臺區(qū)所有集中器均未向主站上報停電事件，而與之對應(yīng)的監(jiān)測公用變壓器的終端向主站上報停電事件，可判定監(jiān)測公用變壓器的終端出現(xiàn)故障。

2.4 線路停電故障判定

對于同一線路上具有多個專用變壓器或公用變壓器的線路，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示，若該線路上的所有專用變壓器終端均上報停電事件，則可判定該線路停電故障。

圖4 同一線路的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3 基于用電信息采集系統(tǒng)的供電搶修服務(wù)模式

3.1 供電搶修模式流程

結(jié)合“線路—臺區(qū)”的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，根據(jù)用電信息采集系統(tǒng)終端所上報的停電事件信息，判斷臺區(qū)是否停電，判斷規(guī)則按2.2和2.3節(jié)，若停電則由主站系統(tǒng)自動告知相關(guān)負(fù)責(zé)人員，及時進(jìn)行供電搶修，搶修成功后，臺區(qū)恢復(fù)供電，終端主動上報上電事件，上報內(nèi)容包括本次上電時間和上次停電時間。流程如圖5所示。

針對臺區(qū)停電情況、同一線路的專用變壓器停電情況進(jìn)行了分析，由于現(xiàn)場用于專用變壓器的終端一般為單只，故對停電事件于某一專用變壓器的停電只能作為輔助判斷和定位。

由于終端停電1 min內(nèi)會向主站上報停電事件，故該供電搶修模式縮短了供電搶修時間，提高了故障段或故障點定位的準(zhǔn)確度，保證了供電的可靠性，提升了工作效率，緩解了現(xiàn)場人員的工作量，具有很高的推廣使用價值。

圖5 供電搶修流程圖

3.2 案例模擬分析

搭建具有1臺專用變壓器終端和3臺II型集中器的供電臺區(qū)。其中，每臺II型集中器下掛有192只智能電能表，終端與主站之間采用GPRS通信。所搭建臺區(qū)停電后，主站在1 min內(nèi)可以收到終端停電信息。由此可判定該臺區(qū)停電，系統(tǒng)自動告知相關(guān)人員，待臺區(qū)來電后，終端主動向主站發(fā)送上電信息。

4 結(jié)語

用電信息采集系統(tǒng)是國家電網(wǎng)公司統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，目前正在不斷的建設(shè)和完善之中，包括減少終端的故障率，提高終端上報信息的可靠性和實時性，保證終端運行的穩(wěn)定性等。隨著“全覆蓋、全采集、全費控”的實現(xiàn)，利用用電信系采集系統(tǒng)判斷停電故障將成為一種行之有效的方法。

［1］楊寧.淺談用電信息采集系統(tǒng)全面提升營銷工作質(zhì)量［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2013（6）：453-453.

［2］劉海峰，王丹寧.用電信息采集系統(tǒng)的深化應(yīng)用［J］.浙江電力，2013，1（4）：69-72.

［3］國家電網(wǎng)公司.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［4］Q／GDW1374.1—2013專變采集終端技術(shù)規(guī)范［S］.

［5］Q／GDW1374.2—2013集中抄表終端技術(shù)規(guī)范［S］.

The Electric Energy Data Acquisition Terminal in Intelligent Distribution Network

We introduce the construction of electric energy data acquire system briefly and analyse the current application of electric energy data acquire system.With the improvement of the stop on electric event reporting function，the electric energy data acquire terminal can be used to monitor the power supply reliability rate and repair the power system.Moreover，it can improve the quality of service level.

electric energy data acquire system；data acquisition terminal；stop on electric event

TM72

：B

：1007－9904（2014）04－0032－03

2014-04-10

王者龍（1988—），男，助理工程師，主要從事電能計量方面的研究工作。