摘 要：建設(shè)以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的智能電網(wǎng)，實(shí)施發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等環(huán)節(jié)的智能化建設(shè)與改造，是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。如何建設(shè)智能、堅(jiān)強(qiáng)的用電采集體系將是今后多年的重要課題。

關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng)主站；集中抄表終端；通信信道；智能用電業(yè)務(wù)應(yīng)用

引言

用電信息系統(tǒng)是對(duì)電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的自動(dòng)采集、計(jì)量異常監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、用電分析和管理、相關(guān)信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能用電設(shè)備的信息交換等功能，也是智能用電服務(wù)技術(shù)支持平臺(tái)提供基礎(chǔ)用電信息數(shù)據(jù)的體系。

1 用電信息采集系統(tǒng)主站

用電信息采集系統(tǒng)主站是能定時(shí)或隨時(shí)抄收智能電能表的電量數(shù)據(jù)，與集中器（或者采集終端）進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和設(shè)備，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器、管理軟件、交換機(jī)、前置機(jī)、業(yè)務(wù)處理器。具體功能如下：（1）數(shù)據(jù)采集：通過多種通訊方式與各種計(jì)量自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)終端進(jìn)行通信，自動(dòng)周期采集各種電量數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)、事件信息；前置機(jī)采用集群方式，能夠接入超大規(guī)模計(jì)量點(diǎn)，提高采集效率，確保數(shù)據(jù)不丟失。（2）資料管理：基于電網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備、終端、計(jì)量裝置進(jìn)行分層、分級(jí)管理，可按地區(qū)、變電站、線路等方式檢索終端、電表資料。（3）參數(shù)設(shè)置：對(duì)終端抄表任務(wù)、時(shí)段方案以及各種參數(shù)資料進(jìn)行管理，可通過命令下發(fā)的方式修改終端參數(shù)和抄表任務(wù)，滿足不同抄表策略的需要。（4）計(jì)量業(yè)務(wù)管理：采用向?qū)Ы缑?，完成表?yè)Q、換PT/CT、旁路替代、表碼修改、電量修改等業(yè)務(wù)處理。（5）實(shí)時(shí)監(jiān)控：以圖形化方式實(shí)時(shí)監(jiān)視終端運(yùn)行狀態(tài)、計(jì)量點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)；實(shí)時(shí)監(jiān)視用電情況、負(fù)荷情況；手工召測(cè)、自動(dòng)補(bǔ)抄；對(duì)電表狀態(tài)、終端狀態(tài)以及計(jì)量回路狀態(tài)的異常進(jìn)行報(bào)警。（6）統(tǒng)計(jì)查詢：原始數(shù)據(jù)瀏覽；電量統(tǒng)計(jì)；負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；電能質(zhì)量分析；終端統(tǒng)計(jì)；用戶統(tǒng)計(jì)；綜合統(tǒng)計(jì)；報(bào)表管理。（7）應(yīng)用分析：可對(duì)各類電量數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)按日、月、季、年分時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，也可分用戶類型、分電壓、分用戶區(qū)域、分線路統(tǒng)計(jì)計(jì)算。可以以餅圖、曲線圖、報(bào)表等各種方式展現(xiàn)分析結(jié)果。（8）系統(tǒng)管理：實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理、用戶組管理、用戶管理、群組定義、系統(tǒng)日志、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。（9）綜合應(yīng)用平臺(tái)：綜合應(yīng)用子系統(tǒng)是在大用戶負(fù)荷管理、配變監(jiān)測(cè)、低壓集抄和廠站計(jì)量等業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過建立動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)、分級(jí)、分區(qū)、分壓、分線、分臺(tái)區(qū)等不同類別、全方位的線損電量統(tǒng)計(jì)分析以及需求側(cè)管理功能。四分線損管理包括：建立分析模型；線損統(tǒng)計(jì)計(jì)算；分類電量統(tǒng)計(jì)；多種方式展現(xiàn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果。需求側(cè)管理包括：負(fù)荷預(yù)測(cè)；DSM指標(biāo)管理；信息發(fā)布。（10）數(shù)據(jù)交換與集成：系統(tǒng)具備強(qiáng)大的開放性、擴(kuò)展性，能夠?qū)σ延械挠?jì)量業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行整合與集成，在統(tǒng)一的平臺(tái)上，使用統(tǒng)一的界面，對(duì)各種計(jì)量業(yè)務(wù)進(jìn)行管理，不僅方便用戶使用，提高工作效率，而且有效保護(hù)了用戶的投資。

2 集中抄表終端

用電信息采集系統(tǒng)終端，是采集系統(tǒng)構(gòu)架中設(shè)備層的設(shè)備單元，是電力公司部署在用戶端實(shí)現(xiàn)信息采集、電能計(jì)量和監(jiān)視控制功能的信息化終端設(shè)備，主要包括集中器和采集器兩大類。（1）集中器：是連接終端、計(jì)算機(jī)或通信設(shè)備的中心連接點(diǎn)設(shè)備。它能成為電纜會(huì)合的中心點(diǎn)。技術(shù)上，一個(gè)集中器聚合一定數(shù)量的輸入線和一定數(shù)量的輸出線，或者為許多設(shè)備提供一條中心通信鏈路。集中器主要由本地通訊模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、微處理器芯片、高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)接口設(shè)備和人機(jī)接口設(shè)備組成。（2）數(shù)據(jù)采集器：是一種具有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理功能的自動(dòng)化設(shè)備。為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性、實(shí)時(shí)性、可用性提供了保證。根據(jù)性能要求的不同，數(shù)據(jù)采集器分為基本型采集器和簡(jiǎn)易型采集器。采集器按外形結(jié)構(gòu)和輸入＼輸出（I/O）配置分為Ⅰ型（基本型）、Ⅱ型（簡(jiǎn)易型）兩種型式。Ⅰ型采集器和Ⅱ型采集器在外形、安裝尺寸、指示燈及接線端子方面都有很大區(qū)別。Ⅰ型采集器的通訊模塊可以插拔更換，而Ⅱ型采集器的通訊模塊是固定的，不能插拔更換。

3 通信信道

通信信道是用電信息采集系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，也是連接系統(tǒng)主站、集中抄表終端和智能電能表的唯一紐帶，包括上行通信信道和下行通信信道。（1）上行通信信道是指集中抄表終端與系統(tǒng)主站之間的通信信道，目前比較成熟的用電信息采集系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信主要有電力光纖專網(wǎng)、無線公網(wǎng)（GPRS/CDMA）、無線專網(wǎng)三種方案。a.光纖專網(wǎng)光纖專網(wǎng)傳輸頻帶極寬，通信容量大，傳輸衰減小、距離遠(yuǎn)，信號(hào)串?dāng)_小，傳輸質(zhì)量高，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為目前電力通信鄰域的主流傳輸技術(shù)。b.無線公網(wǎng)（GPRS/CDMA）無線公網(wǎng)主要利用中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）、CDMA（碼分多址）或3G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)用電信息采集，具有覆蓋范圍廣、建設(shè)周期短、后期調(diào)試維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但該方案也有傳輸穩(wěn)定性差、系統(tǒng)安全性和實(shí)用性不高等缺點(diǎn)。c.無線專網(wǎng)無線專網(wǎng)主要是基于230MHZ電力傳輸專用頻段，利用組網(wǎng)技術(shù)建立的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。（2）下行通信信道在用電信息采集系統(tǒng)中，通常將集中器到采集器、集中器到智能電能表、采集器到智能電能表之間的通信信道稱為下行通信信道，其通信質(zhì)量影響整個(gè)用電信息采集系統(tǒng)的抄收效果。目前在用電信息采集系統(tǒng)中應(yīng)用比較成熟的下行通信信道主要有RS-485總線、微功率無線、低壓電力線載波三種。a.RS-485總線 RS485設(shè)備與設(shè)備之間連接需采用屏蔽雙絞線，手拉手串接方式為最佳，根據(jù)采用的波特率和連接線距離適當(dāng)增加信號(hào)中繼器。目前除了有單進(jìn)單出的中繼器還有一進(jìn)多出的雙向中繼器，同時(shí)也增加了組網(wǎng)的靈活性。b.微功率無線微功率無線（發(fā)射功率一般在100mW以下的無線通信）是通過微功率無線電通信模塊發(fā)射和接收信息。c.低壓電力線載波電力線載波通信技術(shù)具有電力供應(yīng)與通信介質(zhì)統(tǒng)一的特點(diǎn)，能夠充分利用電力線路和頻率資源，工程實(shí)施簡(jiǎn)單，因此在用電信息采集系統(tǒng)中普遍采用低壓電力線載波通信作為本地信道。

4 智能用電業(yè)務(wù)應(yīng)用

用電信息采集系統(tǒng)是面向廣大電力用戶的用電采集和監(jiān)控系統(tǒng)，是電力公司開展電力營(yíng)銷、業(yè)務(wù)辦理和客戶服務(wù)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施。在系統(tǒng)工程實(shí)際建設(shè)中，需要對(duì)系統(tǒng)規(guī)模、營(yíng)銷業(yè)務(wù)架構(gòu)、運(yùn)行維護(hù)、通信基礎(chǔ)、建設(shè)投資等因素進(jìn)行綜合評(píng)估，選擇符合本區(qū)域情況的部署方案，才能更好地發(fā)揮系統(tǒng)的作用。用電信息采集系統(tǒng)的一體化應(yīng)用平臺(tái)能支持多種通信信道和終端類型，用電信息采集系統(tǒng)為智能用戶服務(wù)體系技術(shù)支持平臺(tái)的基礎(chǔ)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)，用電信息采集系統(tǒng)配合專用傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶異常用電狀況，用電信息采集系統(tǒng)可以與營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用無縫連接，用電信息采集系統(tǒng)的“全費(fèi)控”功能有利于促進(jìn)預(yù)付費(fèi)的推廣，用電信息采集系統(tǒng)可以配合國(guó)家實(shí)施的峰谷電價(jià)、階梯電價(jià)等電費(fèi)政策，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有序用電。

5 結(jié)束語

用電采集系統(tǒng)總體可由以上詳盡介紹的單元設(shè)備構(gòu)建而成，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)的智能化建設(shè)的要求，各個(gè)省、地公司可根據(jù)本地的運(yùn)行方式合理選用設(shè)備，組建用電信息采集系統(tǒng)，達(dá)到信息化、經(jīng)濟(jì)化、一體化、現(xiàn)代化，保證用電信息采集系統(tǒng)在電網(wǎng)智能化建設(shè)中發(fā)揮愈來愈重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司人力資源部.國(guó)家電網(wǎng)公司生產(chǎn)技能人員職業(yè)能力培訓(xùn)專用教材：電能（用電）信息采集與監(jiān)控[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[3]殷樹剛，龐建民，馬安順.用電信息采集系統(tǒng)調(diào)試維護(hù)常見問題分析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2014.

[4]張晶，徐新華，崔仁濤.用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[5]國(guó)家電網(wǎng)公司營(yíng)銷部.能效管理與節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011.

[6]張文亮，劉壯志，王明俊，等.智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（13）：1-11.