基于用電信息采集系統(tǒng)的四表合一技術(shù)方案構(gòu)建探討

李思同，金 琳，盧興旺，張 亮，李仕龍

（國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司，山東 日照 276826）

基于用電信息采集系統(tǒng)的四表合一技術(shù)方案構(gòu)建探討

李思同，金 琳，盧興旺，張 亮，李仕龍

（國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司，山東 日照 276826）

電網(wǎng)建設(shè)的信息化水平的提升，為用電信息采集系統(tǒng)的“四表合一”技術(shù)方案的實現(xiàn)提供了幫助?！八谋砗弦弧奔夹g(shù)的應(yīng)用，可以讓居民的生活質(zhì)量得到一定程度的提升，也可以為智慧城市的發(fā)展提供支持。主要從“四表合一”技術(shù)方案的設(shè)計思想入手，對這一方案的系統(tǒng)架構(gòu)、通信系統(tǒng)和實現(xiàn)路徑等問題進(jìn)行了分析。

用電信息采集系統(tǒng)；系統(tǒng)架構(gòu)；通訊協(xié)議；通信組網(wǎng)技術(shù)

“四表合一”主要指的是電力部門、供熱部門、燃?xì)獠块T和供水部門等機(jī)構(gòu)利用電力用戶信息采集系統(tǒng)，對用戶的用電信息、用水信息、用氣信息和用熱信息進(jìn)行自動采集、存儲的信息統(tǒng)計方式。它可以在提升國民生活質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對電力企業(yè)的信息化管制體系進(jìn)行強(qiáng)化。這一技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、系統(tǒng)架構(gòu)的建設(shè)問題和通信系統(tǒng)的建設(shè)問題是“四表合一”建設(shè)質(zhì)量的主要影響因素。

1 “四表合一”技術(shù)方案的設(shè)計思想

“四表合一”技術(shù)方案建立在國家電網(wǎng)現(xiàn)有的集抄系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，可對國家電網(wǎng)建成投入的用電信息系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可以有效降低“四表合一”方案的二次投入成本。在M-BHUS總線技術(shù)和RS-485技術(shù)等前沿通信技術(shù)應(yīng)用于“四表合一”方案以后，相關(guān)人員需要從用戶表計的實際情況入手，完成具體方案的設(shè)計工作。在系統(tǒng)上行PLC改造工作中，系統(tǒng)設(shè)計人員主要借助靈活化的組網(wǎng)模式對通訊方式進(jìn)行隨機(jī)組合，并在對下行PLC進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上，對電力計量表與水、氣、熱三表之間的通訊體系進(jìn)行優(yōu)化。多種通訊技術(shù)的綜合運(yùn)用，可為接入這一系統(tǒng)的不同智能終端提供支持，進(jìn)而讓“四表合一”系統(tǒng)的實效性得到有效提升。

2 整體架構(gòu)設(shè)計與通信系統(tǒng)分析

2.1 用電信息采集系統(tǒng)的架構(gòu)分析

“四表合一”技術(shù)方案的構(gòu)建要求相關(guān)人員對現(xiàn)有的電力設(shè)備及與之相關(guān)的通訊渠道進(jìn)行最大限度的利用。國家電網(wǎng)現(xiàn)行的電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由以下內(nèi)容組成：①系統(tǒng)的主站設(shè)備；②長距離通訊設(shè)備；③數(shù)據(jù)采集設(shè)備和終端通信設(shè)備；④電力計量表計。

為了保障用電信息采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行，設(shè)計人員需要從以下兩個方面入手，對信息采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化：①四表合一建設(shè)方案不能與電力系統(tǒng)所使用的電信息采集系統(tǒng)的正常功能相沖突；②相關(guān)人員需要對采集系統(tǒng)設(shè)備資源的共享機(jī)制進(jìn)行完善。針對電力采集系統(tǒng)終端設(shè)備所表現(xiàn)出的復(fù)雜性特點，相關(guān)人員在系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計過程中，可以將四表合一裝置安置于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前端。為了讓“四表合一”技術(shù)方案的節(jié)約目標(biāo)實現(xiàn)，相關(guān)人員也可以讓四表合一在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的后端進(jìn)行整體融合。

2.2 采集系統(tǒng)通信系統(tǒng)分析

M-BUS通信系統(tǒng)、RS-485通信系統(tǒng)是“四表合一”技術(shù)方案所應(yīng)用的主要系統(tǒng)。除此以外，微功率無線通信系統(tǒng)、無線公網(wǎng)通信系統(tǒng)和電力線載波通信系統(tǒng)也是“四表合一”技術(shù)方案建構(gòu)過程中不可忽視的問題。在這些系統(tǒng)之中，M-BUS系統(tǒng)可以在加強(qiáng)通信電纜與從機(jī)之間的聯(lián)系的基礎(chǔ)上，為用電信息采集系統(tǒng)的原始功能提供保障。RS-485通信系統(tǒng)可以讓數(shù)據(jù)的傳輸效率得到有效提升。微功率無線通信系統(tǒng)雖然可以讓“四表合一”方案表現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)簡單、通信速率快的特點，但是這一系統(tǒng)也存在著通信范圍小和易受電磁干擾影響的問題?！八谋砗弦弧狈桨钢袘?yīng)用的無線公網(wǎng)通信系統(tǒng)具有著覆蓋范圍大、通信速率高和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點，但是從這一系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況來看，它也具有著設(shè)備建設(shè)成本高和運(yùn)營成本高的問題。如果通信運(yùn)營商未覆蓋“四表合一”方案的實施區(qū)域，這一系統(tǒng)也會表現(xiàn)出難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。

3 “四表合一”技術(shù)方案的實現(xiàn)路徑

3.1 政府部門的政策扶持

“四表合一”技術(shù)方案涉及到了城市供電部門、供熱部門、燃?xì)夤?yīng)企業(yè)、供熱企業(yè)等多家單位。不同行業(yè)之間的差異性會給“四表合一”方案的實施工作帶來一定的影響。因此，在這一方案的實施過程中，政府部門也需要對自身的扶持作用進(jìn)行發(fā)揮。根據(jù)一些城市的經(jīng)驗，水電燃?xì)鉄嵋豢ㄍüこ痰拈_展，可以讓供電部門、供熱部門和燃?xì)夤?yīng)企業(yè)等單位在日常工作中達(dá)成一定的默契，進(jìn)而讓“四表合一”技術(shù)方案的實施阻力降低。在推廣“一卡通”工程的同時，政府部門也需要通過制訂行政法規(guī)和實施激勵手段的方式，推動“四表合一”工程的開展。

3.2 表計通訊協(xié)議的統(tǒng)一

現(xiàn)階段，燃?xì)夤?yīng)企業(yè)、水務(wù)部門和供熱部門的通信協(xié)議尚未形成統(tǒng)一化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與之相關(guān)的通信協(xié)議主要建立在住建部門所出臺的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之上。從“四表合一”方案的實施過程看，標(biāo)記制作流程規(guī)定影響因素會讓生產(chǎn)商對相關(guān)協(xié)議產(chǎn)生相異認(rèn)知。如果生產(chǎn)商利用廠商自身的協(xié)議開展生產(chǎn)，也會讓成品表計在方案實施過程中出現(xiàn)難以正常工作的問題。因此，統(tǒng)一化的通訊協(xié)議體系的構(gòu)建已經(jīng)成為了事關(guān)“四表合一”方案體系建設(shè)工作的重要因素。

3.3 通信組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化

通訊網(wǎng)路系統(tǒng)構(gòu)建方案單一化問題是“四表合一”技術(shù)方案建構(gòu)過程中存在的一大重要問題。單一化的通訊網(wǎng)絡(luò)體系并不能對不同地點的不同需求進(jìn)行有效解決。對通信網(wǎng)絡(luò)體系的適應(yīng)性進(jìn)行提升，可以讓“四表合一”方案的實效性得到強(qiáng)化。從理論上看，表計放置位置的差別也會成為統(tǒng)一方案下的通訊效率的主要影響因素。

相關(guān)人員在對通訊組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對通訊方案的適應(yīng)性進(jìn)行強(qiáng)化，可以對“四表合一”系統(tǒng)對不同地點的不同操作需求進(jìn)行充分滿足。無線模塊和雙模模塊的優(yōu)化是對通信組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化的有效措施，在具體方案的實施過程中，人們需要對系統(tǒng)應(yīng)用過程中的實際需求予以關(guān)注。

3.4 水氣熱表計的規(guī)范設(shè)計

標(biāo)記規(guī)范方面的差異性是“四表合一”方案設(shè)計過程中不可忽視的問題。以水表為例，在國家對水表規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格控制的情況下，水表的設(shè)計尺寸仍然具有多樣化的特點。在對水表生產(chǎn)過程的便利性和生產(chǎn)成本優(yōu)化問題過于關(guān)注的情況下，不同廠家所生產(chǎn)的水表成品在尺寸、規(guī)格等方面會表現(xiàn)出一定的差異性，這種差異性可能會讓水表在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)難以更換的問題。電氣參數(shù)不達(dá)標(biāo)的問題也是表計生產(chǎn)工作中存在的突出問題，可能會給抄表工作的精確度帶來不利的影響。水氣熱表計的制造參數(shù)的統(tǒng)一化可以為“四表合一”的普及提供幫助。

4 結(jié)論

水電燃?xì)鉄峁?yīng)體系是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓卜?wù)體系?！八谋砗弦弧睌?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)建，可以在對用電信息采集系統(tǒng)的使用范圍進(jìn)行拓展的基礎(chǔ)上，為人們提供便利化的服務(wù)體驗。在“四表合一”技術(shù)方案的建構(gòu)階段，對硬件設(shè)備重復(fù)制造的資源浪費問題進(jìn)行控制，可以讓社會公共資金得到有效節(jié)約。表計通信協(xié)議、通信組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化和水氣熱表計的規(guī)范設(shè)計可以讓采集系統(tǒng)的工作效率提升。

［1］江汛.基于用電信息采集系統(tǒng)的四表合一技術(shù)研究與建設(shè)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（34）.

［2］孫凱，呂曉強(qiáng).用電信息采集系統(tǒng)的四表合一技術(shù)研究［J］.中國設(shè)備工程，2017（05）.

〔編輯：張思楠〕

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.151

2095－6835（2017）23－0151－03