構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)模式下用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

曲偉　宋增祥　李莉

摘要：用電信息采集系統(tǒng)是供電部門為滿足營(yíng)銷業(yè)務(wù)、營(yíng)銷管理和智能用電服務(wù)需求而建立的自動(dòng)化采集系統(tǒng)。文章對(duì)構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)模式下用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)模式；用電信息采集系統(tǒng)；供電部門；智能用電；營(yíng)銷管理 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.072

用電信息采集系統(tǒng)是供電部門為滿足營(yíng)銷業(yè)務(wù)、營(yíng)銷管理和智能用電服務(wù)需求而建立的自動(dòng)化采集系統(tǒng)，隨著電網(wǎng)逐步推行大集中管理模式和智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，分布式電源逐步接入、大中城市電動(dòng)汽車的充放電業(yè)務(wù)開展、遠(yuǎn)程繳費(fèi)模式下的需求相應(yīng)、有序用電業(yè)務(wù)的深化應(yīng)用等業(yè)務(wù)需求，原有傳統(tǒng)、被動(dòng)、分散的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理應(yīng)用模式已無法滿足智能電網(wǎng)要求，筆者從用電信息系統(tǒng)入手，優(yōu)化提升應(yīng)用效果，適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展需求層面上，著重在用電信息采集系統(tǒng)設(shè)備和未來業(yè)務(wù)需求兩方面進(jìn)行分析：

1 采集設(shè)備

主要對(duì)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，如智能電能表、采集終端、系統(tǒng)安全加密技術(shù)、采集系統(tǒng)主站等領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

1.1 智能電能表

智能電能表是智能電網(wǎng)的終端用戶計(jì)量設(shè)備，目前廣泛使用的電子式智能表硬件上采用大規(guī)模集成電路，顯示器件為L(zhǎng)CD，通信接口為RS-485或紅外接口；在以后的發(fā)展趨勢(shì)上除在硬件平臺(tái)選擇和產(chǎn)品設(shè)計(jì)上注重運(yùn)行速度、存儲(chǔ)空間、功耗低等因素外，還要在滿足集成細(xì)化多功能計(jì)量、自動(dòng)采集、預(yù)付費(fèi)、階梯電價(jià)等功能的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮電表的智能化功能，如：（1）支持分布式能源用戶的接入，具備有功電能和無功電能雙向計(jì)量；（2）具備階梯電價(jià)和預(yù)付費(fèi)功能，客戶欠費(fèi)時(shí)可以遠(yuǎn)程進(jìn)行斷電；（3）可以實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況、電壓合格率和運(yùn)行環(huán)境溫度等進(jìn)行監(jiān)控；（4）可以對(duì)同計(jì)量裝置的異常用電狀況進(jìn)行在線分析，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程故障處理；（5）智能電能表還具有安全加密模塊，保證了智能電能表數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

1.2 采集終端

用電信息采集終端目前主要分廠站終端、專變終端、配變監(jiān)測(cè)終端、低壓集中器等類型，用于關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、配電變壓器的在線監(jiān)測(cè)、小型商業(yè)和居民用戶的用電信息采集等。隨著智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，用電信息采集終端應(yīng)具備用戶異常用電狀態(tài)監(jiān)測(cè)、客戶電源接入監(jiān)控、電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能管理等功能，未來的采集系統(tǒng)終端也將逐步增加異常信息監(jiān)測(cè)終端、分布式電源接入終端等新型采集終端。

異常信息監(jiān)測(cè)終端是專用變壓器用戶的用戶用電狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置采集用戶一次側(cè)電流信號(hào)，通過用戶入戶功率與電能表功率的實(shí)施對(duì)比，并把比對(duì)的異常告警信息上傳到用電信息采集系統(tǒng)主站，實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶用電異常狀態(tài)的時(shí)間監(jiān)測(cè)和報(bào)警，為降低電能損耗，精確定位異常用電位置，查處竊電、漏電等事件提供了必要的現(xiàn)場(chǎng)記錄和高效的技術(shù)手段。分布式能源終端要滿足電網(wǎng)削峰填谷要求和安全接入要求，還要滿足用戶自身的要求，分布式能源接入終端是電網(wǎng)公司管理分布式能源接入和用戶參與電網(wǎng)互動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施。電動(dòng)汽車管理終端主要滿足電動(dòng)汽車充電運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和管理需求，實(shí)現(xiàn)充電數(shù)據(jù)采集、電能計(jì)量、電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、行駛距離提示、充電方案優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，是供電公司對(duì)電動(dòng)汽車充電實(shí)現(xiàn)避峰管理的重要手段，使客戶方便了解自身汽車充電運(yùn)行情況。儲(chǔ)能接入終端主要滿足電力負(fù)荷低谷儲(chǔ)存，用電高峰釋放，實(shí)現(xiàn)移峰填谷及風(fēng)力發(fā)電等清潔能源的接入要求，掌握改善電能質(zhì)量的功效，提高設(shè)備利用率。

1.3 系統(tǒng)安全加密技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)運(yùn)作模式下用電信息采集數(shù)據(jù)量的幾何級(jí)數(shù)增加，采集系統(tǒng)的安全性也日益重要，以后采集系統(tǒng)應(yīng)借鑒國(guó)際上推行的對(duì)稱密碼算法和非對(duì)稱密碼算法的特點(diǎn)、在未來采集系統(tǒng)中逐步采用對(duì)稱密碼算法和非對(duì)稱密碼算法相結(jié)合的混合密碼算法。對(duì)稱密碼算法是指加密和解密均采用統(tǒng)一密鑰，而且通信雙方都必須獲得并保存該密鑰，其特點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)加密速度比較快。非對(duì)稱密碼算法采用的加密密鑰和解密密鑰，密鑰（公鑰和私鑰）成對(duì)產(chǎn)生，算法安全性高、抗攻擊能力強(qiáng)。

1.4 采集系統(tǒng)主站

用電信息采集系統(tǒng)的主站承擔(dān)著整個(gè)用電信息采集業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用以及系統(tǒng)的運(yùn)行管理和安全，與營(yíng)銷MIS業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)保持互通，還支撐智能用電服務(wù)功能。建設(shè)統(tǒng)一的用電信息采集主站平臺(tái)是必然的選擇，要支持多通道多規(guī)約通訊，需要使用統(tǒng)一的采集接口和通信接口?？紤]到未來所采集的數(shù)據(jù)將呈幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)，用電信息采集系統(tǒng)的主站軟件應(yīng)重點(diǎn)考慮大集中模式下的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：（1）建立平穩(wěn)高效率的采集監(jiān)控系統(tǒng)，采用一體化通信技術(shù)管理各類通信協(xié)議和計(jì)量終端，解決大規(guī)模終端采集與實(shí)時(shí)存儲(chǔ)瓶頸，使其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)；（2）建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息庫，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，并與營(yíng)銷檔案同步更新，運(yùn)用數(shù)據(jù)加速器、智能甄別處理模型、模型適配器等技術(shù)來提升數(shù)據(jù)綜合管理能力，采用數(shù)據(jù)歸檔管理，備份恢復(fù)管理等機(jī)制來保障數(shù)據(jù)的安全；（3）打造數(shù)據(jù)可視化展示，采用餅圖、曲線圖、雷達(dá)圖、柱形圖等多種圖表進(jìn)行可視化展示；對(duì)電網(wǎng)線路圖、關(guān)口、臺(tái)區(qū)、重要用戶等進(jìn)行仿真可視化監(jiān)控；對(duì)計(jì)量點(diǎn)、采集點(diǎn)等重要采集接點(diǎn)進(jìn)行可視化展示和操作。

2 采集系統(tǒng)的未來業(yè)務(wù)需求

2.1 分布式電源管理需求

分布式電能管理是智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)面臨的新型業(yè)務(wù)需求，而用電信息采集系統(tǒng)將是對(duì)分布式電源實(shí)施有效管理的重要技術(shù)手段。利用用電信息采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布電源的靈活接入、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和柔性控制，分布式電源并網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、分布式電源潮流分析與負(fù)荷預(yù)測(cè)、故障保護(hù)管理、系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行管理、發(fā)電信息綜合分析、發(fā)電能力預(yù)測(cè)、客戶檔案管理等功能。

2.2 用戶服務(wù)需求endprint

未來用戶服務(wù)將通過智能交互終端對(duì)用戶的用能信息進(jìn)行采集與監(jiān)控，并為用戶提供多樣化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能用電增值服務(wù)，同時(shí)接受95598門戶等交互渠道的信息，為用戶提供用電信息和策略查詢服務(wù)；對(duì)智能用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控信息按需求反饋用戶，為家庭生活提供舒適安全、高效節(jié)能、具備人性化的生活空間。

2.3 充放電與儲(chǔ)能管理需求

電動(dòng)汽車充放電、儲(chǔ)能等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)用電信息采集系統(tǒng)提出了新的業(yè)務(wù)需求，未來發(fā)展將以用電信息采集系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為依托，通過制定有效的充放電方案，協(xié)調(diào)平衡電動(dòng)汽車的有序充電，發(fā)揮儲(chǔ)能裝置改善電能質(zhì)量的功效，提高設(shè)備利用率。實(shí)現(xiàn)充放電與儲(chǔ)能需求預(yù)測(cè)、充放電與儲(chǔ)能接入管理、有序充放電優(yōu)化方案管理、柔性充放電管理、故障保護(hù)管理、充放電與儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行管理、充放電與儲(chǔ)能信息綜合分析、客戶檔案管理、客戶充放電記錄等功能。

2.4 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理需求

按照用電信息采集系統(tǒng)“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”的要求，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理將是智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)面臨的新的業(yè)務(wù)要求。通過遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)平臺(tái)，用戶可通過多種方式如營(yíng)業(yè)廳、銀行、網(wǎng)絡(luò)、微信、手機(jī)、終端等完成購電，用戶可通過網(wǎng)絡(luò)、電話、手機(jī)、微信、電子郵件等多種方式實(shí)時(shí)查詢自己的用電信息，既滿足現(xiàn)代社會(huì)客戶的快速需求，又推動(dòng)了電費(fèi)的收繳，加快了資金周轉(zhuǎn)。

2.5 抄表管理業(yè)務(wù)需求

用電信息采集系統(tǒng)除完整、準(zhǔn)確、自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表數(shù)據(jù)的采集外，未來要提高抄表的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)抄、核、收全過程的自動(dòng)化和全閉環(huán)管理，減少了在抄表環(huán)節(jié)與客戶發(fā)生糾紛的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步推進(jìn)計(jì)量、抄表、結(jié)算業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和業(yè)務(wù)規(guī)范化。

2.6 用電檢查業(yè)務(wù)需求

用電信息采集系統(tǒng)在自動(dòng)采集和統(tǒng)計(jì)電能信息后，可以自動(dòng)分析用戶的用電異常變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能表、計(jì)量回路、變壓器設(shè)備的運(yùn)行工況和供電質(zhì)量信息，監(jiān)控人員系統(tǒng)存儲(chǔ)的歷史信息對(duì)竊電嫌疑用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為電量的追捕提供科學(xué)的依據(jù)。

2.7 有序用電業(yè)務(wù)需求

有序用電業(yè)務(wù)是科學(xué)用電和節(jié)約用電的有效手段，通過用電信息采集系統(tǒng)對(duì)用戶負(fù)荷的自動(dòng)采集，可使監(jiān)控人員能夠及時(shí)了解每個(gè)客戶的電力供需情況，準(zhǔn)確掌握實(shí)時(shí)供需狀況，通過合理的預(yù)測(cè)、將被動(dòng)用電控變?yōu)橹鲃?dòng)有序控制。對(duì)用電信息采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)分析，科學(xué)合理地分解負(fù)荷、電量指標(biāo)，提高管控水平。

2.8 市場(chǎng)管理業(yè)務(wù)需求

市場(chǎng)管理業(yè)務(wù)現(xiàn)在主要承擔(dān)著對(duì)電力市場(chǎng)的供需平衡及用電負(fù)荷特性分析，進(jìn)行市場(chǎng)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)開拓、地方電廠并網(wǎng)管理工作，未來通過用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，可以獲取線路、配電變壓器、客戶等實(shí)時(shí)負(fù)荷性數(shù)據(jù)，及時(shí)、完整、準(zhǔn)確地掌握全社會(huì)各層面的用電數(shù)據(jù)，從而完成對(duì)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、用電的分類統(tǒng)計(jì)，細(xì)化市場(chǎng)分析的類型，為開拓增量市場(chǎng)、培育潛力市場(chǎng)制定更為切實(shí)可行的策略和措施。

作者簡(jiǎn)介：曲偉（1970-），男，供職于國(guó)網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司營(yíng)銷部，研究方向：用電信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控；李麗（1971-），女，供職于國(guó)網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司營(yíng)銷部，研究方向：電力自動(dòng)化與測(cè)控技術(shù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint