李興春

摘要：近年來我國電力體制改革不斷深入，市場競爭呈現(xiàn)出日益激烈的態(tài)勢，以及客戶需求也變得多樣化、個性化。面對新形勢和新挑戰(zhàn)，國家電網(wǎng)基于智能電表的數(shù)據(jù)，通過用電信息采集系統(tǒng)實現(xiàn)公用配電變壓器停電信息監(jiān)控、配電線路停運信息研判及公用配變異常運行工況監(jiān)測等需求，為供電服務指揮系統(tǒng)建設內(nèi)容提供良好的基礎。

關鍵詞：用電信息采集系統(tǒng);配網(wǎng)運維管理;采集模型

一、用電信息采集系統(tǒng)概況

用電信息采集系統(tǒng)主要功能為：實時監(jiān)控、收集和處理電力用戶的用電信息、實現(xiàn)電力信息的自動采集、測量異常檢測、電能質(zhì)量檢測、用電分析和管理、相關信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能電力設備信息交換等。為實現(xiàn)階梯電價電費自動結算、遠程和本地費控等營銷業(yè)務提供了技術支持。由于對用戶的實時監(jiān)控，不僅有利于分析電力線路的使用和損壞情況，使操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)電路故障。此外，它還可以分析和研究功耗不穩(wěn)定用戶的用電情況，并確保用戶用電的安全性和穩(wěn)定性。因此，使用用電信息采集系統(tǒng)可以提高效率，并且還可以自動檢測分析諸如不穩(wěn)定電力使用的意外情況，以防止竊電、漏電的發(fā)生。在實踐中，系統(tǒng)的應用效果也令人印象深刻。

用電信息采集系統(tǒng)由主站系統(tǒng)、通信信道和采集設備三部分組成。主站系統(tǒng)的主要功能是業(yè)務應用，數(shù)據(jù)采集，控制執(zhí)行，預通信調(diào)度和數(shù)據(jù)庫管理。通信信道用于系統(tǒng)主站和采集終端之間的遠程數(shù)據(jù)通信。采集裝置負責收集和提供整個系統(tǒng)的原始用電信息，通常是現(xiàn)場安裝的終端和計量設備。

電力信息采集系統(tǒng)的對口用戶主要包括大型專用用戶，中小型專用用戶，低壓三相工商用戶，低壓單相工商業(yè)用戶、低壓居民用戶、配變臺區(qū)計量點等6種類型的用戶。通常電力公司都會根據(jù)用戶用電需求的不同來設定不同的采集任務，從而實現(xiàn)合理的供電、采集和維護，詳見表1。

二、用電信息采集系統(tǒng)和臺區(qū)管理中存在的問題

2.1用電信息采集系統(tǒng)主站存在的問題

（1）系統(tǒng)檔案問題

主站系統(tǒng)基礎檔案不完善。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)在使用的初期，由于建檔人員未經(jīng)過統(tǒng)一的培訓，從而導致專、公變表計參數(shù)錯誤或地址不匹配等問題，造成建檔時檔案信息和實際表計的信息不一致，最終導致后期進行數(shù)據(jù)整理與計算時出現(xiàn)錯誤。

（2）主站運行不穩(wěn)定

隨著智能化的蓬勃發(fā)展，信息采集已經(jīng)進入無人化，但是采集終端接入數(shù)量的迅速增加，所采集的信息量也隨之幾何倍增，同時主站下發(fā)信息查詢指令并計算數(shù)據(jù)時，因為服務器的運行速度往往不足以處理龐大的數(shù)據(jù)，導致系統(tǒng)卡機、癱瘓的情況時有發(fā)生。這些問題也影響了對現(xiàn)場情況的及時判斷，從而耽誤了搶修救援的最佳時機。

（3）數(shù)據(jù)合理性分析不完善

雖然用電信息采集系統(tǒng)可以正確地記錄下用戶出現(xiàn)計量表飛轉和倒轉問題，但是仍然無法對于出現(xiàn)這些問題的具體原因作出明確診斷。因此，目前無法消除效數(shù)據(jù)，也無法通過計算補全缺失數(shù)據(jù)。

2.2采集終端及電能表存在的問題

（1）協(xié)議不統(tǒng)一

目前，大多數(shù)采集終端使用Q/GDW1376.1協(xié)議，電能表使用DL/T645-07協(xié)議和衍生版本。由于協(xié)議的標準不完全統(tǒng)一，協(xié)議之間需要提前完成相互轉換才能正常運行，從而無法完全保證數(shù)據(jù)采集過程中的高效性和成功率。

（2）采集終端采集的數(shù)據(jù)不同期

由于現(xiàn)場設備故障以及電能表時鐘電池的原因，造成采集數(shù)據(jù)異?；蛘邇鼋Y數(shù)據(jù)不是每日零點的凍結值，影響了用戶計算電費以及線損的計算。

（3）采集終端與電表模塊不兼容

由于采集終端與電能模塊間存在兼容性問題，而且采集模塊也會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，這些問題造成了載波日凍結抄表失敗，用戶用電數(shù)據(jù)無法采集和傳輸。

三、用電信息采集系統(tǒng)改造與擴充

3.1臺區(qū)多集中器采集模型改造

臺區(qū)關系模型對營銷同期線損的計算影響較大，通過集中器的升級改造利用載波通訊的特點實現(xiàn)臺區(qū)檔案抄收，采集系統(tǒng)增加相應的功能模塊實現(xiàn)集中器抄收臺區(qū)信息與營銷檔案基礎信息分析比較的功能，以便運維人員進行查看和處理。改造用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)有臺區(qū)-終端檔案管理模型，實現(xiàn)對單臺區(qū)下掛載多個集中器的數(shù)據(jù)采集模型。為了完成智能電表的曲線數(shù)據(jù)采集，通常需要臺區(qū)中的多個集中器配合完成，具體方案為：令1臺集中器為主、其余多臺集中器為輔，同時采集臺區(qū)內(nèi)電壓、電流、功率、功率因數(shù)等曲線數(shù)據(jù)。

3.2通訊規(guī)約擴展

通常，采集終端的通信規(guī)約不一致，因此在應對不同事件時，往往需要制定不同終端、智能電表事件采集方案。詳見表2。

國網(wǎng)陜西省電力公司用電信息采集系統(tǒng)主站與采集終端主要通訊方式包括GPRS無線通信方式和230MHz無線通訊方式。

采集終端和電能表之間的通信模式一般可分為三種類型：RS-485總線通信模式，微功率無線通信模式和電力線載波通信模式。

用電信息采集系統(tǒng)主站與采集終端之間的數(shù)據(jù)交互協(xié)議主要包括負控制版本4.1協(xié)議，Q/GDW376.1-2009版規(guī)約、Q/GDW1376.1-2013版規(guī)約。

通信協(xié)議的擴展分為兩部分。一是修訂用電信息采集系Q/GDW1376.1-2013《電力用戶信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議：主站與終端通信協(xié)議》中電壓曲線、電流曲線、功率曲線、功率因數(shù)曲線數(shù)據(jù)通訊規(guī)約，實現(xiàn)5分鐘曲線數(shù)據(jù)采集。二是擴大用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)Q/GDW1376.1-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第1部分：主站和采集終端通信協(xié)議》，擴展系統(tǒng)主站和終端事件數(shù)據(jù)采集協(xié)議，實現(xiàn)全表事件采集。

3.3推廣面向?qū)ο笸ㄐ艆f(xié)議

面向?qū)ο髤f(xié)議是基于采集主站、采集終端、現(xiàn)場智能電能表數(shù)據(jù)交互時所用到的數(shù)據(jù)轉換協(xié)議，該協(xié)議區(qū)別于1376.1協(xié)議，是一種全新的數(shù)據(jù)交互方式。根據(jù)前期測試工作，已于2017年7月份完成了主站功能開發(fā)，實現(xiàn)了面向?qū)ο髤f(xié)議與645協(xié)議的電能表數(shù)據(jù)完整交互，確保現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性。面向?qū)ο髤f(xié)議采集應用模塊能夠?qū)崿F(xiàn)靈活配置采集終端的數(shù)據(jù)采集方案、事件采集、上報方案，便于采集終端的多樣化管理。在安全性方面實現(xiàn)多級加密策略，用戶用電數(shù)據(jù)、采集終端及電能表事件上報、參數(shù)更改、控制命令下發(fā)利用不同的加密等級，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。推廣面向?qū)ο蟮耐ㄐ艆f(xié)議，提高用電信息采集系統(tǒng)的性能，并根據(jù)電壓信息，電流曲線，功率曲線，功率因數(shù)曲線等存儲數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)5分鐘曲線數(shù)據(jù)采集入庫。

四、結論

本文介紹了用電信息采集系統(tǒng)的現(xiàn)狀，分析了用采系統(tǒng)和臺區(qū)管理存在的問題。針對這些問題，提出了用電信息采集系統(tǒng)的改造和擴展方案，同時，需要加強臺區(qū)之間的交流，合理規(guī)劃臺區(qū)用電采集系統(tǒng)的建設，培訓專業(yè)技術人員，提高配電網(wǎng)運行維護的效率和管理水平。

參考文獻：

[1]鐘清，孫聞，余南華，等.主動配電網(wǎng)規(guī)劃中的負荷預測與發(fā)電預測[J].中國電機工程學報，2014，34（19）：3050-3055.

[2]葉盛.配網(wǎng)設備狀態(tài)檢修及運維管理措施[J].低碳世界，2016，18：36-37.

[3]張琳.關于配網(wǎng)運維管理過程中的關鍵問題分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2017，07：199.

[4]楊君.電力配網(wǎng)運維管理問題探討[J].黑龍江科技信息，2014，30：69.