淺析用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

屈貞　張遠(yuǎn)強(qiáng)　屈旋

（1.北京智芯微電子科技有限公司，北京　100192；

2.北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京　100023；3.航天科技集團(tuán)首都航天機(jī)械公司，北京　100076）

淺析用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

屈貞1張遠(yuǎn)強(qiáng)2屈旋3

（1.北京智芯微電子科技有限公司，北京100192；

2.北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京100023；3.航天科技集團(tuán)首都航天機(jī)械公司，北京100076）

在信息技術(shù)的影響下，社會(huì)生產(chǎn)生活用電負(fù)荷的不斷增加，傳統(tǒng)的人工超標(biāo)以及收費(fèi)模式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化用電管理的需求。為了適應(yīng)電力市場(chǎng)化的改革，并滿足運(yùn)行與營(yíng)銷實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的建設(shè)需求，我國(guó)開始全面推進(jìn)電力用戶的用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，用電信息自動(dòng)采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用作為智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，本文主要介紹了用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出了展望。

用電信息采集系統(tǒng)信息發(fā)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，智能電網(wǎng)受到了國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注，并不斷的在電網(wǎng)體系中加強(qiáng)智能電網(wǎng)的相關(guān)建設(shè)。用電信息自動(dòng)采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用作為智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，本文主要介紹了用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做了分析。

1　用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

21世紀(jì)爆發(fā)的信息革命，為全球電網(wǎng)智能化發(fā)展提供了一個(gè)新的發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行和控制的智能化成為了國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。

國(guó)外對(duì)于智能電網(wǎng)的研究起步較高，并且在本世紀(jì)初并已經(jīng)初步投入實(shí)踐建設(shè)之中，例如意大利2001年的一些電力企業(yè)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能電能表的安裝，數(shù)量高達(dá)三千多萬(wàn)只，并且初步建立了計(jì)量網(wǎng)絡(luò)，這種計(jì)量網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)電子表計(jì)。發(fā)展至今，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍內(nèi)的智能電能表安裝。對(duì)于智能電網(wǎng)的建設(shè)的技術(shù)研究發(fā)展最為迅速的美國(guó)，早在2008年博爾德市建立了第一座智能電網(wǎng)城，在2015年美國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍內(nèi)智能電能表50%安裝率。

1.2關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

在現(xiàn)階段的用電信息采集系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用層面，主要應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)主要為通信技術(shù)、主站技術(shù)、智能費(fèi)控技術(shù)以及信息安全技術(shù)。

通信技術(shù)是用電信息采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，也是最為關(guān)鍵核心的技術(shù)。通信技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)各個(gè)層級(jí)中信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，是該系統(tǒng)實(shí)施的必要條件?，F(xiàn)階段，應(yīng)用的通信技術(shù)包括有無(wú)線公網(wǎng)通信、電力線載波通信、光纖通信以及微功率無(wú)線通信等。其中電力線載波通信可靠性最強(qiáng)、光纖通信信息傳播穩(wěn)定性最強(qiáng)，但也存在諸如成本投入高、工程量大等問題有待解決。

在智能電網(wǎng)主站部署應(yīng)用可以分為分布式和集中式兩種，分布式主站部署通常應(yīng)用在用戶數(shù)量龐大、地域面較大的電網(wǎng)地區(qū)，其投資成本相對(duì)較高。但整體網(wǎng)絡(luò)資源的負(fù)擔(dān)較低，對(duì)于內(nèi)部信息網(wǎng)可靠性要求較低。對(duì)于用戶數(shù)量相對(duì)較低（低于500萬(wàn)）的智能電網(wǎng)，宜采用集中式主站部署，其投入成本較低，便于維護(hù)運(yùn)行，但故障影響范圍較大，且數(shù)據(jù)處理工作量龐大。

按照智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)，現(xiàn)階段智能費(fèi)控技術(shù)的實(shí)施模式分為三種：采集終端費(fèi)控技術(shù)、主站費(fèi)控技術(shù)以及智能電能表費(fèi)控技術(shù)。三種收費(fèi)模式的邏輯執(zhí)行部分存在較大差異，分別為采集終端、主站以及智能電能表。主站費(fèi)控模式的適用對(duì)象范圍、終端要求與智能電能表要求包含了其他兩種模式，其余兩種模式則相互獨(dú)立，適用范圍、對(duì)象、終端要求各不相同。

用電信息采集系統(tǒng)作為一種以信息、數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，對(duì)于信息安全的防護(hù)工作也十分重要。根據(jù)采集系統(tǒng)的各個(gè)層級(jí)的功能不同，對(duì)于信息安全保護(hù)的需求也不相同，實(shí)施的安全保護(hù)技術(shù)也不相同。其中主站應(yīng)用的信息安全防護(hù)技術(shù)包括有身份認(rèn)證、蜜月協(xié)商、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、解密技術(shù)等。

2　用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1信息共享技術(shù)

當(dāng)前狀態(tài)下，用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)尚處于一種粗放型的規(guī)?；A段，僅僅實(shí)現(xiàn)了電力信息采集、電費(fèi)控制的單向業(yè)務(wù)智能化、信息化，尚不能夠與電網(wǎng)管理中的其他業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，與電網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合性較低。而主要原因就在于信息資源的不對(duì)等，相關(guān)數(shù)據(jù)與信息之間存在相互獨(dú)立的情況。信息共享技術(shù)將會(huì)促進(jìn)用電采集系統(tǒng)的建設(shè)趨向于集中性的建設(shè)，通過信息資源共享技術(shù)，電力企業(yè)的各個(gè)部門能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)、信息的實(shí)時(shí)共享，從而能夠通過信息整合和分析，從而為不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享以及互通應(yīng)用操作提供保障，促進(jìn)營(yíng)銷系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)多渠道、多層次、全方位的綜合性信息服務(wù)。

2.2用電雙向交互

智能用電的交互，是指電力企業(yè)能夠通過通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)與用戶之間的信息交互，即電力企業(yè)能夠?qū)τ脩舻挠秒娗闆r、電能質(zhì)量、用電設(shè)備信息進(jìn)行采集管理，而用戶也能夠網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取電力企業(yè)的相關(guān)信息，包括停電計(jì)劃、繳費(fèi)信息、電價(jià)制度等信息。智能化的用電交互技術(shù)能夠構(gòu)建出一個(gè)更加方便的用電信息平臺(tái)，進(jìn)一步的滿足用戶對(duì)于電力系統(tǒng)的增值信息需求。

2.3海量數(shù)據(jù)

伴隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度不斷加快，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大范圍內(nèi)的智能電網(wǎng)，在運(yùn)行的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)已經(jīng)累計(jì)了海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)還會(huì)隨著智能電網(wǎng)的繼續(xù)使用而不斷增加，并且存入到用電信息采集系統(tǒng)之中。同時(shí)，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)范圍的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)所需要采集的信息也日益增多，這就是的用電信息采集系統(tǒng)必然會(huì)呈現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。基于此，電力企業(yè)則需要深入研究多線程處理、并行數(shù)據(jù)處理、批量數(shù)據(jù)處理、集群、負(fù)載均衡、分區(qū)存儲(chǔ)、容災(zāi)備份等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)和多任務(wù)的并發(fā)處理，提高主站運(yùn)行的可靠性。

［1］楊德昌，李勇，C.Rehtanz，劉澤洪，羅隆福.中國(guó)式智能電網(wǎng)的構(gòu)成和發(fā)展規(guī)劃研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2012，33（20）：13-20.

［2］?？?，薛峰，楊衛(wèi)東.中國(guó)智能電網(wǎng)基本特征及其技術(shù)進(jìn)展評(píng)述［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33（17）：10-15.

［3］張景超，陳卓婭.AMI對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)的影響［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，201 0，34（2）：20-23.