姚佳健 莫雨陽

國網(wǎng)上海市青浦供電公司 上海 201713

引言

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)（以下簡稱“用采系統(tǒng)”）能夠?qū)崿F(xiàn)對電力用戶用電信息采集、處理及實時監(jiān)測，并且通過對中壓載波通信技術(shù)、擴展天線、信號放大器、采集終端的遷移，以及 GPRS模塊的應(yīng)用，實現(xiàn)各種信號盲區(qū)采集通信方案的分析與討論，實現(xiàn)了信號盲區(qū)采集終端的通信，實現(xiàn)了穩(wěn)定采集用戶用電信息數(shù)據(jù)。

1 用戶電能計量方法以及電能計量采集系統(tǒng)的相應(yīng)概述

1.1 用戶電能計量方法[1]

①傳統(tǒng)人工抄表方式。這種電能計量方式需要耗費大量人力、物力和財力，在以往缺乏現(xiàn)代電子信息技術(shù)支撐的情況下，人工抄表是非常常見的一種電能計量方式，但這種方式會帶來許多問題，如在實際計量電能時，由于無法及時進入客戶家中，或受外界因素影響，無法準確計量。②IC卡功率測量模式。這種方式主要是采用預(yù)付費的方式進行電量預(yù)購，一定程度上保證了供電企業(yè)的經(jīng)濟效益和用戶對用電量的控制。此外， IC卡自動識別方式可以有效地防止個人隱私泄露，極大地降低了電力企業(yè)的人工成本。盡管 IC卡計量在具體應(yīng)用中具有廣泛的適用范圍，但在比較偏遠、落后的地區(qū)，還是大量采用人工計量。③電力用戶用電信息采集系統(tǒng)。數(shù)字化管控技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在用戶信息采集系統(tǒng)的建設(shè)上，在此過程中，用戶信息采集系統(tǒng)可以為抄表業(yè)務(wù)的開展提供良好的信息資源，而在開展業(yè)務(wù)的過程中，首先要及時將家庭智能表和移動終端的安裝到位，以便更好地收集大量有利于抄表業(yè)務(wù)開展的用戶信息，從而達到提高抄表業(yè)務(wù)開展效率的目的。其次是要進一步擴大遠距離抄表業(yè)務(wù)的開展范圍，達到智能抄表信息“全覆蓋，全采集，全費用控制”的效果，為滿足核算業(yè)務(wù)開展要求打下良好基礎(chǔ)。此外，還需要不斷推廣用戶用電采集系統(tǒng)，使智能電表有序地安裝和維護，從而更好地提高抄表工作的智能化程度，使抄表核算的要求得到滿足。數(shù)字控制技術(shù)的引入，可以從技術(shù)層面改變?nèi)斯こ淼姆绞?，使抄表信息的采集更加自動化、智能化，從而提高電力信息采集的成功率?/p>

1.2 用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

用電信息的采集系統(tǒng)主要將智能電能作為信息采集的依據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)手段實現(xiàn)信息的傳輸與交換。針對農(nóng)村低電壓用戶的用電采集工作也有了新的信息采集方式，不再是原有的人工抄表方式，克服了人工抄表過程中抄表周期過長的不足，減少了人工操作失誤的影響。通過數(shù)字化的技術(shù)，可以時時刻刻監(jiān)控配電網(wǎng)的運行指標(biāo)，了解配電網(wǎng)的供電狀況，針對配電網(wǎng)之中的電量進行合理的分配，保障農(nóng)戶的用電安全。智能電能表可以計算出用戶的用電量，并且針對用電量進行信息處理，將處理完成之后的信息傳遞到遠程控制設(shè)備中，最終完成抄表工作。這種方式極大地節(jié)省了工作人員的工作時間，減少了工作人員的工作量，通過數(shù)字化的技術(shù)進行監(jiān)督和管理，很大程度上保障了信息傳輸?shù)募皶r性，提高了信息采集人員的工作效率。錄入到用電信息采集系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)，可以幫助相關(guān)工作人員針對當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的用電情況進行合理的分析，為當(dāng)?shù)靥峁蚀_的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保障電網(wǎng)的高效運行。

2 用電信息采集在用電監(jiān)察中的應(yīng)用

2.1 核查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性、真實性、有效性

2.1.1 核查臺區(qū)覆蓋率，確保臺區(qū)所有用戶全覆蓋操作方法：點擊用采系統(tǒng)桌面“用戶采集覆蓋率統(tǒng)計”，選擇要查詢的班組名稱，統(tǒng)計口徑選擇“全口徑”，點擊“查詢”按鈕，即可查詢該班組轄區(qū)所有用戶的覆蓋率。只有全口徑100%覆蓋，才能確保采集數(shù)據(jù)的真實性、完整性。

2.1.2 核查臺區(qū)采集率，確保臺區(qū)所有用戶均能成功采集操作方法：點擊用采系統(tǒng)“基礎(chǔ)應(yīng)用”→“數(shù)據(jù)采集管理”→“采集質(zhì)量分析”→“采集成功率”，即可查詢班組采集成功率。確保采集成功率100%，才能保證采集的供、售電能量的完整性。

2.1.3 核對用采系統(tǒng)與SG186臺區(qū)戶數(shù)，確保臺戶關(guān)系正確操作方法：點擊用采系統(tǒng)“基礎(chǔ)應(yīng)用”→“檔案管理”→“抄表段名稱”→“查詢”，即可查詢該抄表段采集用戶清單（如一個臺區(qū)非一個抄表段號，則需分別查詢）。確保該用戶清單與SG186系統(tǒng)“臺區(qū)所有低壓用戶”一一對應(yīng)，確保臺戶關(guān)系正確。

2.2 安裝GPRS信號放大器

針對地下配電室無信號或信號弱的問題，特別要求新裝投運的用戶在公網(wǎng)信號覆蓋到配電室后，一般都要安裝信號放大器。該方法推廣速度快，且設(shè)備造價低廉，不需要復(fù)雜的調(diào)試，可直接安裝使用。對于信號弱的問題，通?？梢酝ㄟ^信號放大器來解決。但是，因其敷設(shè)線路固定設(shè)備較為煩瑣，尤其是地下室樓層較深時，信號放大器往往因線路過長，往往因非標(biāo)準設(shè)備用戶自行購買，造成信號放大器維修困難，無法徹底解決信號盲區(qū)問題。

2.3 采集終端遷移

在部分地下配電室，由于屏蔽信號弱，采用了將采集終端外遷至配電室外信號正常處的方式。這種方式需要根據(jù)采集終端和電能表敷設(shè)終端的電源線和信號線，且由于受限于485通信距離和電壓壓降，一般只適合于近距離范圍內(nèi)，而且由于一般是老舊配電室改造，對于電源電壓線的鋪設(shè)需要注意絕緣性能和安全性，且跨接點較多，特別是在拐角和穿洞處要做好絕緣穿管措施，確保沒有漏電短路的安全隱患。后期主要因為施工不夠方便、安全，基本未再采用該方案解決信號盲區(qū)的問題。

2.4 利用用采系統(tǒng)排查不明損耗

2.4.1 利用用采系統(tǒng)查詢低壓用戶用電異常操作方法：在用采系統(tǒng)頁面，打開“統(tǒng)計查詢”→“綜合查詢”→“低壓用戶數(shù)據(jù)批量查詢”→“電量查詢”，可查詢異常臺區(qū)、異常用戶的日用電能量情況，通過對比分析，精準查找電能量突變用戶。

2.4.2 利用用采系統(tǒng)查詢臺區(qū)電能表“全事件信息”，精準查找疑似“違竊”用戶清單操作方法：在用采系統(tǒng)頁面，打開“高級應(yīng)用”→“臺區(qū)分析”→“臺區(qū)線損統(tǒng)計查詢”→“臺區(qū)線損明細”，點擊要摸排的臺區(qū)編碼，選擇“采集數(shù)據(jù)”→“全事件信息”，即可查詢疑似開表蓋、失壓、失流用戶，精準查找疑似“違竊”用戶清單。

2.5 安裝載波轉(zhuǎn)GPRS模塊

由于載波轉(zhuǎn)GPRS模塊是配套于各類采集終端通信接口的外接設(shè)備，所以其接口定義、結(jié)構(gòu)應(yīng)符合國網(wǎng)規(guī)范的專變終端、采集終端等高供高計、高供低計、低供低計設(shè)備的標(biāo)準。且載波轉(zhuǎn)GPRS模塊通過升級改造也適應(yīng)于698面向?qū)ο笠?guī)約終端。由于09規(guī)約采集終端已逐步淘汰，現(xiàn)在廣泛使用的是小無線＋低壓電力線高速載波通信技術(shù)，主要由主機、從機以及無線轉(zhuǎn)接模塊三部分組成。無線轉(zhuǎn)接模塊安裝在采集終端側(cè)，與采集終端原GPRS通信模塊用網(wǎng)線進行通信，無線轉(zhuǎn)接模塊把采集終端數(shù)據(jù)和端口狀態(tài)通過無線信號發(fā)送給從模塊；主模塊安裝在同一臺區(qū)基站信號較好處，把原來采集終端的GPRS通信模塊安裝在主模塊對應(yīng)插座上，主、從模塊之間通過電力線載波進行數(shù)據(jù)遠程傳輸。主模塊兼容GPRS、CD-MA、4G等通信模塊[2]?，F(xiàn)場設(shè)備安裝時采集終端上模塊不做任何移動，把網(wǎng)口轉(zhuǎn)接模塊安裝在終端通信模塊附近。從機靠近采集終端位置安裝，從模塊供電從采集終端表尾端子或接線盒處取電。主機安裝在手機信號較好的表箱位置（可通過手機判定基站信號情況，手機信號顯示3～4格表示信號良好），主機從電表箱空開、接線盒等有220V交流電地方取電，主從機通過低壓載波線路通信，安裝時要確保主、從機在同一臺區(qū)、同一相序。載波轉(zhuǎn)GPRS模塊方式解決采集公網(wǎng)信號盲區(qū)的方案優(yōu)點是安裝方便、降低了現(xiàn)場施工安裝工作量，支持不同電壓等級采集終端的通信，通信距離較長。

2.6 低壓采集策略分析

在采集的過程中，采集人員隨機選擇某一個地方進行采集，若采集到電壓偏低，就會認為整個地區(qū)的電壓都偏低，因此需要運用科學(xué)的手段進行電壓的采集，保障電壓大小能夠滿足用戶的日常需求。農(nóng)村地區(qū)低壓用戶對電能質(zhì)量的要求相對較低，但是想要減輕用電信息采集系統(tǒng)進行農(nóng)戶的數(shù)據(jù)采集的壓力，就需要保障用電信息采集工作的準確性，針對農(nóng)村地區(qū)低壓的客戶進行數(shù)據(jù)采集工作的過程中，需要專業(yè)人員結(jié)合中單類型以及通信條件，選取最為恰當(dāng)?shù)臅r間點進行農(nóng)村低電壓采集。針對低電壓的用戶，在實際的工作中，可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r以及智能電表上所顯示的數(shù)據(jù)和供電電壓的數(shù)據(jù)，完成對用戶具體電壓情況的采集工作，了解到農(nóng)村人群的用電情況，與此同時，采集公變臺區(qū)總路電壓的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，運用計算機技術(shù)將數(shù)據(jù)匯總成表格，通過這種形式對低壓用戶的數(shù)據(jù)進行科學(xué)的分析。

2.7 科學(xué)地進行電壓補償

部分地區(qū)無法通過對設(shè)備改進以及電網(wǎng)優(yōu)化而提高農(nóng)民的用電質(zhì)量，這時需要從全局的角度考慮。假如有一些地區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)低電壓的狀況，就需要在當(dāng)?shù)亟ㄔ鞜o功優(yōu)化系統(tǒng)。專業(yè)人員進行操作的過程之中，應(yīng)當(dāng)了解到電壓變動的幅度，通過自己的專業(yè)技能，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗進行無功補償。同時也需要了解電壓下降的幅度以及臺區(qū)負荷的情況，保障無功補償電容投切操作的頻率，減少由于電壓狀況而引起的設(shè)備故障。

3 電能計量采集系統(tǒng)故障處理對策分析

對于遠距離通信，若采用485總線進行電能計量采集系統(tǒng)，則應(yīng)用通信線路將受到距離的限制，一般情況下要控制在1km以內(nèi)，一旦超過此范圍，極易造成信號衰減問題。當(dāng)距離增大時，信號必然受到多種因素的干擾，因此，485總線的通信信號將隨距離的增大而衰減。如果采用較長距離的485總線，則在實際通信過程中必須使用有屏蔽線的電纜，同時還要保證屏蔽線能可靠接地[3]。此外，為有效降低信號衰減帶來的負面影響，還可在采集器接口與電能表通信接口之間設(shè)置約120Ω電阻，從而達到較好的信號控制效果。

電力計量采集終端將進行多種通信，其參數(shù)主要有：通信地址、通信規(guī)約、通信波特率、通信端口號等，一旦這些參數(shù)出現(xiàn)偏差，就會影響正常的通信。電能表在實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)通信接口方面的問題，具體應(yīng)用中電能表對輸出接口電壓的要求比較嚴格，通常要保持在2～5V之間。若采集的實際計量采集的電壓值要明顯低于此電壓值范圍，說明存在故障問題，一般可判定為通信模塊問題。對電能表接線問題而言，采集終端一般由4個以上的通道組成，在具體的采集過程中，各個通道屬于獨立運行狀態(tài)，相互影響相對較小。因此，對每個信道都有很高的要求，如果在物理上不能實現(xiàn)相應(yīng)的連接，如果強行實現(xiàn)連接，就會在信號之間產(chǎn)生沖突，從而導(dǎo)致信號出現(xiàn)間歇。

4 結(jié)束語

總而言之，采用中壓電力載波通信技術(shù)解決了山區(qū)信號盲區(qū)問題，采用載波GPRS模塊解決了地下室信號盲區(qū)問題，采用載波GPRS模塊降低了現(xiàn)場維修工作難度，節(jié)約了人力資源，大大提高了采集終端的聯(lián)機率和采集完成率，是解決采集作業(yè)中公網(wǎng)信號盲區(qū)問題的重要手段。