用電信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王梓舟

引言：智能化電網(wǎng)管理是現(xiàn)階段電網(wǎng)管理核心內(nèi)容，在電網(wǎng)管理中，必須要各項(xiàng)管理要素實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化。用電信息采集系統(tǒng)是智能化電網(wǎng)管理中重要的組成部分，符合國(guó)家電網(wǎng)改造的基本要求。本文從用電信息采集的設(shè)計(jì)要求、運(yùn)行管理、功能應(yīng)用等幾方面對(duì)用電信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)單分析。

用電信息采集系統(tǒng)屬于系統(tǒng)化集中管理過程，從我國(guó)各地方電力企業(yè)電力系統(tǒng)管理而言，整個(gè)采集系統(tǒng)建設(shè)仍然受到運(yùn)行管理與資金等方面的影響；同時(shí)，光纖、衛(wèi)星通信等技術(shù)的進(jìn)步，為采集系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展提供可能。因此必須要根據(jù)電力企業(yè)電網(wǎng)管理的具體要求，對(duì)用電信息采集系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)做分析。

一、用電信息采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1、信息采集技術(shù)

在信息采集過程中，電能表是信息采集的主要媒介，通過電能表，完成對(duì)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)采集，采集結(jié)束后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、儲(chǔ)存，并將數(shù)據(jù)傳輸至主站系統(tǒng)中。因此，信息采集技術(shù)的采集起始點(diǎn)是用戶端電能表，從用戶端電能表工作原理與測(cè)量結(jié)構(gòu)運(yùn)行要求來看，電能表主要表現(xiàn)為機(jī)電脈沖式與全電子公式兩種電表形式；而輸出接口可劃分為：RS-485型與低壓配電線接口型兩種。從功能來看，機(jī)電脈沖式電能表的工作方位（測(cè)量結(jié)構(gòu)）與感應(yīng)系電能表，都是依靠電子電路完成對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量；但由于機(jī)電脈沖式電能表主要依靠脈沖方式完成輸出，信號(hào)在輸出過程中易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或多脈沖現(xiàn)象。

2、信息傳輸技術(shù)

（1）有線通信技術(shù)

①有線電視電纜：通過已有電視電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種傳輸方式更適用于中小型居民居住區(qū)。該傳輸方式具有傳輸質(zhì)量高、信息總傳輸量大等優(yōu)點(diǎn)；若在管理中能進(jìn)一步增加有線電纜覆蓋面積，傳輸效果將會(huì)進(jìn)一步提高。

②RS485總線傳輸：該傳輸方式具有傳輸穩(wěn)定、速度快等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)一種常見的通信傳輸方式；但該傳輸方式在布線過程中需要投入大量人力資源，總線受到破壞后，需要重新進(jìn)行管理。

（2）無線通信技術(shù)

①紅外線傳輸技術(shù)：該技術(shù)需要在一段距離內(nèi)對(duì)某一位置進(jìn)行定點(diǎn)，并完成兩點(diǎn)之間的無連接數(shù)據(jù)，具有操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)；但該技術(shù)需要人工操作，對(duì)距離、接收等因素具有較高要求，更適合于用戶集中區(qū)。

②無線電波傳輸技術(shù)：該技術(shù)分為現(xiàn)場(chǎng)手抄（無線抄表）與遠(yuǎn)程無線抄表兩種形式。現(xiàn)場(chǎng)手抄所使用的無線裝置功率略低，與紅外抄表方式類似，但距離長(zhǎng)于紅外抄表；遠(yuǎn)程無線抄表通過大功率無線電臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程接收，是一種相對(duì)成熟的抄表技術(shù)。

二、系統(tǒng)建設(shè)

1、主站建設(shè)

由于不同客戶在電力能源需求中具有明顯差異，導(dǎo)致不同用戶的用電環(huán)境、客戶端類型、遠(yuǎn)程信息通道等方面存在不同。以國(guó)家相關(guān)要求來看，必須要以“統(tǒng)一”與“集約”兩方面為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)營(yíng)銷戰(zhàn)略為核心，建立完善的用電信息采集平臺(tái)。

在主站建設(shè)過程中，必須要對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)通信模式進(jìn)行分析，本文從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)與GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)兩方面進(jìn)行分析：

（1）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)

本文對(duì)光纖通信模式下的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行分析，具體結(jié)果見圖1。

圖1 光纖通信模式下的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸

注：在光纖介入之前，采集服務(wù)器、路由器與光電轉(zhuǎn)換皆屬于主站系統(tǒng)；經(jīng)過光纖介入后，路由器與終端屬于采集對(duì)象。

通過光纖介入，主站系統(tǒng)完成對(duì)采集對(duì)象的數(shù)據(jù)管理，能完成對(duì)信息的實(shí)時(shí)控制?，F(xiàn)階段，光纖主要分為無源光網(wǎng)絡(luò)與有源光網(wǎng)絡(luò)，其中有源光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍更加廣泛。

（2）GPRS移動(dòng)通信業(yè)務(wù)

從功能上講，GPRS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

①結(jié)束時(shí)間短

②傳輸效率高

③資源利用率高

本文根據(jù)電力企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫?、持續(xù)性要求入手，對(duì)GPRS技術(shù)的主要設(shè)計(jì)流程做分析，具體結(jié)果見圖2。

圖2 GPRS技術(shù)通信流程

注：通信設(shè)備與防火墻屬于主站系統(tǒng)，無線模塊、終端設(shè)備、無線模塊與終端表示采集對(duì)象。

主站系統(tǒng)建設(shè)除上述兩種技術(shù)之外，也包括PSTN與230M無線專網(wǎng)。本文對(duì)4種技術(shù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行比較，具體結(jié)果見表3。

表3 不同遠(yuǎn)程通信技術(shù)比較

由表3可發(fā)現(xiàn)，光纖通信除建設(shè)成本不具備優(yōu)勢(shì)外，其他多項(xiàng)選項(xiàng)均符合用電信息采集的基本要求。因此本文認(rèn)為，在具體功能選擇中，必須遵循下列幾點(diǎn)原則：

①在無成本壓力的情況下，優(yōu)先選擇光纖通信技術(shù)；

②在系統(tǒng)建設(shè)初期，可先通過GPRS技術(shù)構(gòu)建Vlan網(wǎng)絡(luò)；

③若建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)230M無線專網(wǎng)覆蓋，要優(yōu)先考慮利用本地資源；

④PSNT可作為通信的一種輔助手段。

2、數(shù)據(jù)采集與計(jì)量裝置檢測(cè)

（1）數(shù)據(jù)采集

可設(shè)置自動(dòng)采集權(quán)限，重點(diǎn)對(duì)電力用戶計(jì)量點(diǎn)電能值、負(fù)荷瞬時(shí)用電總量、用戶用電事件、當(dāng)前電網(wǎng)電能質(zhì)量等進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性，未接下來的電費(fèi)結(jié)算提供依據(jù)。

（2）計(jì)量裝置檢測(cè)

通過主站，對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)方電能計(jì)量裝置進(jìn)行運(yùn)行信息監(jiān)控，并分析當(dāng)前裝置的計(jì)量?jī)?nèi)容，根據(jù)內(nèi)容判斷故障信息與竊電形式等，可在第一時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶端的用電異常，并及時(shí)制定解決方案。

結(jié)束語

本文對(duì)用電采集系統(tǒng)中的與運(yùn)行管理、模擬建設(shè)等方面做簡(jiǎn)單討論，重點(diǎn)分析了主站建設(shè)中的通信方式建設(shè)，并通過比較不同通信方式，對(duì)系統(tǒng)的通信方式做確定。總體而言，必須要根據(jù)電力企業(yè)的實(shí)際需求，選擇不同種類通信方式，以獲得更好的通信結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)圍場(chǎng)縣供電公司）