用電信息采集系統(tǒng)在配網(wǎng)運(yùn)維管理中的應(yīng)用(1)

麻強(qiáng) 張寧 李凱

摘要：用電信息采集系統(tǒng)是提升配網(wǎng)運(yùn)維管理的重要內(nèi)容。本文介紹了當(dāng)前用電信息采集系統(tǒng)的概況，分析了用電信息采集系統(tǒng)和臺區(qū)管理目前存在的一些問題，研究了用電信息系統(tǒng)中臺區(qū)采集模型改造、通訊規(guī)約擴(kuò)展、面向?qū)ο髤f(xié)議、智能電表停電時(shí)間研判擴(kuò)充、臺區(qū)線損治理改造和統(tǒng)一接口平臺改造，論述了用電信息采集系統(tǒng)的未來會朝豐富、共享、大數(shù)據(jù)、移動、融合和交互發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng);配網(wǎng)運(yùn)維管理;采集模型;智能電表;臺區(qū)線

引言

近年來我國電力體制改革不斷深入，市場競爭呈現(xiàn)出日益激烈的態(tài)勢，以及客戶需求也變得多樣化、個(gè)性化。面對新形勢和新挑戰(zhàn)，國家電網(wǎng)基于智能電表的數(shù)據(jù)，通過用電信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公用配電變壓器停電信息監(jiān)控、配電線路停運(yùn)信息研判及公用配變異常運(yùn)行工況監(jiān)測等需求，為供電服務(wù)指揮系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容提供良好的基礎(chǔ)。

1用電信息采集系統(tǒng)概況

用電信息采集系統(tǒng)主要功能為：實(shí)時(shí)監(jiān)控、收集和處理電力用戶的用電信息、實(shí)現(xiàn)電力信息的自動采集、測量異常檢測、電能質(zhì)量檢測、用電分析和管理、相關(guān)信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能電力設(shè)備信息交換等。為實(shí)現(xiàn)階梯電價(jià)電費(fèi)自動結(jié)算、遠(yuǎn)程和本地費(fèi)控等營銷業(yè)務(wù)提供了技術(shù)支持。由于對用戶的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅有利于分析電力線路的使用和損壞情況，使操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路故障。此外，它還可以分析和研究功耗不穩(wěn)定用戶的用電情況，并確保用戶用電的安全性和穩(wěn)定性。因此，使用用電信息采集系統(tǒng)可以提高效率，并且還可以自動檢測分析諸如不穩(wěn)定電力使用的意外情況，以防止竊電、漏電的發(fā)生。在實(shí)踐中，系統(tǒng)的應(yīng)用效果也令人印象深刻。用電信息采集系統(tǒng)由主站系統(tǒng)、通信信道和采集設(shè)備三部分組成。主站系統(tǒng)的主要功能是業(yè)務(wù)應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集，控制執(zhí)行，預(yù)通信調(diào)度和數(shù)據(jù)庫管理。通信信道用于系統(tǒng)主站和采集終端之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。采集裝置負(fù)責(zé)收集和提供整個(gè)系統(tǒng)的原始用電信息，通常是現(xiàn)場安裝的終端和計(jì)量設(shè)備。

2用電信息采集系統(tǒng)和臺區(qū)管理中存在的問題

2.1用電信息采集系統(tǒng)主站存在的問題

1）系統(tǒng)檔案問題主站系統(tǒng)基礎(chǔ)檔案不完善。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)在使用的初期，由于建檔人員未經(jīng)過統(tǒng)一的培訓(xùn)，從而導(dǎo)致專、公變表計(jì)參數(shù)錯(cuò)誤或地址不匹配等問題，造成建檔時(shí)檔案信息和實(shí)際表計(jì)的信息不一致，最終導(dǎo)致后期進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與計(jì)算時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。2）主站運(yùn)行不穩(wěn)定隨著智能化的蓬勃發(fā)展，信息采集已經(jīng)進(jìn)入無人化，但是采集終端接入數(shù)量的迅速增加，所采集的信息量也隨之幾何倍增，同時(shí)主站下發(fā)信息查詢指令并計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)榉?wù)器的運(yùn)行速度往往不足以處理龐大的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致系統(tǒng)卡機(jī)、癱瘓的情況時(shí)有發(fā)生。這些問題也影響了對現(xiàn)場情況的及時(shí)判斷，從而耽誤了搶修救援的最佳時(shí)機(jī)。3）數(shù)據(jù)合理性分析不完善雖然用電信息采集系統(tǒng)可以正確地記錄下用戶出現(xiàn)計(jì)量表飛轉(zhuǎn)和倒轉(zhuǎn)問題，但是仍然無法對于出現(xiàn)這些問題的具體原因作出明確診斷。因此，目前無法消除無效數(shù)據(jù)，也無法通過計(jì)算補(bǔ)全缺失數(shù)據(jù)。

2.2采集終端及電能表存在的問題

1）協(xié)議不統(tǒng)一目前，大多數(shù)采集終端使用Q/GDW1376.1協(xié)議，電能表使用DL/T645-07協(xié)議和衍生版本。由于協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)一，協(xié)議之間需要提前完成相互轉(zhuǎn)換才能正常運(yùn)行，從而無法完全保證數(shù)據(jù)采集過程中的高效性和成功率。2）采集終端采集的數(shù)據(jù)不同期由于現(xiàn)場設(shè)備故障以及電能表時(shí)鐘電池的原因，造成采集數(shù)據(jù)異常或者凍結(jié)數(shù)據(jù)不是每日零點(diǎn)的凍結(jié)值，影響了用戶計(jì)算電費(fèi)以及線損的計(jì)算。3）采集終端與電表模塊不兼容由于采集終端與電能模塊間存在兼容性問題，而且采集模塊也會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，這些問題造成了載波日凍結(jié)抄表失敗，用戶用電數(shù)據(jù)無法采集和傳輸。

3用電信息采集系統(tǒng)改造與擴(kuò)充

3.1臺區(qū)多集中器采集模型改造

臺區(qū)關(guān)系模型對營銷同期線損的計(jì)算影響較大，通過集中器的升級改造利用載波通訊的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)臺區(qū)檔案抄收，采集系統(tǒng)增加相應(yīng)的功能模塊實(shí)現(xiàn)集中器抄收臺區(qū)信息與營銷檔案基礎(chǔ)信息分析比較的功能，以便運(yùn)維人員進(jìn)行查看和處理。改造用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)有臺區(qū)-終端檔案管理模型，實(shí)現(xiàn)對單臺區(qū)下掛載多個(gè)集中器的數(shù)據(jù)采集模型。

3.2通訊規(guī)約擴(kuò)展

通信協(xié)議的擴(kuò)展分為兩部分。一是修訂用電信息采集系統(tǒng)Q/GDW1376.1-2013《電力用戶信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議：主站與終端通信協(xié)議》中電壓曲線、電流曲線、功率曲線、功率因數(shù)曲線數(shù)據(jù)通訊規(guī)約，實(shí)現(xiàn)5分鐘曲線數(shù)據(jù)采集。二是擴(kuò)大用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)Q/GDW1376.1-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第1部分：主站和采集終端通信協(xié)議》，擴(kuò)展系統(tǒng)主站和終端事件數(shù)據(jù)采集協(xié)議，實(shí)現(xiàn)全表事件采集。

3.3智能電表停電事件研判擴(kuò)充

當(dāng)智能電能表檢測到停電事件時(shí)，智能電能表和通信模塊之間無正常供電維持，導(dǎo)致兩端電壓歸零，此時(shí)，通信模塊內(nèi)部的超級電容被激活，用來暫時(shí)維持電能表的正常工作，同時(shí)在發(fā)生停電情況的一分鐘內(nèi)，通信模塊會通過微功率通信協(xié)議發(fā)出警報(bào)，上報(bào)該次停電事件。根據(jù)臺區(qū)的實(shí)際停電上報(bào)情況結(jié)合雙模通信單元中載波過零相位識別技術(shù)對的智能電能表發(fā)生停電的相位進(jìn)行判定，然后利用集中器的停電事件、斷相事件給出合理的研判方法，準(zhǔn)確的定位出臺區(qū)中哪相電、哪棟樓、哪個(gè)單元甚至哪一戶居民發(fā)生停電，從而實(shí)現(xiàn)快速高效的搶修。

4用電信息采集系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢

1）豐富的通信網(wǎng)接入技術(shù)用電信息采集系統(tǒng)的通信具有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性，可以通過分析目前用采系統(tǒng)的體系架構(gòu)，研究智能電網(wǎng)與用采系統(tǒng)結(jié)合接入技術(shù)，將數(shù)據(jù)、語音和圖像等方面的業(yè)務(wù)融合，實(shí)現(xiàn)接入技術(shù)的一體化，為采集、監(jiān)測和控制提供多種安全可靠的通信通道。2）信息共享與數(shù)據(jù)融合目前，用電信息采集系統(tǒng)正處于規(guī)模投建階段，和其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)還未實(shí)現(xiàn)融合，因此利用信息共享技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)分享給不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)，然后融合不同的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)營銷系統(tǒng)業(yè)務(wù)多方位、多層次、多渠道的綜合應(yīng)用。3）大數(shù)據(jù)處理國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域遍布全國，有超過3億戶的用戶。為了綜合利用現(xiàn)有的龐大數(shù)據(jù)，需要深入研究數(shù)據(jù)處理相關(guān)的技術(shù)，如多線程并行處理、海量數(shù)據(jù)分批處理、存儲以及數(shù)據(jù)備份。4）移動作業(yè)技術(shù)傳統(tǒng)的計(jì)量作業(yè)的工作效率和準(zhǔn)確度低下?；谝苿幼鳂I(yè)平臺技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場計(jì)量、抄表、檢查、加載數(shù)據(jù)庫和培訓(xùn)等功能，進(jìn)而提高工作效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，減輕工作人員的壓力與負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步提升了計(jì)量現(xiàn)場作業(yè)的精細(xì)化管理水平。

結(jié)語

分析了用采系統(tǒng)和臺區(qū)管理存在的問題。針對這些問題，提出了用電信息采集系統(tǒng)的改造和擴(kuò)展方案，同時(shí)，需要加強(qiáng)臺區(qū)之間的交流，合理規(guī)劃臺區(qū)用電采集系統(tǒng)的建設(shè)，培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)人員，提高配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的效率和管理水平。通過某省用電信息采集系統(tǒng)推廣實(shí)施效果，總結(jié)出用電信息采集系統(tǒng)的未來會朝向豐富、共享、大數(shù)據(jù)、移動、融合和交互的趨勢發(fā)展，它仍然是配電網(wǎng)運(yùn)營和維護(hù)的重要組成部分。

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