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

李興春

摘要：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)。

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

一、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(dòng)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(dòng)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(dòng)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。

電力信息采集系統(tǒng)的對口用戶主要包括大型專用用戶，中小型專用用戶，低壓三相工商用戶，低壓單相工商業(yè)用戶、低壓居民用戶、配變臺區(qū)計(jì)量點(diǎn)等6種類型的用戶。通常電力公司都會根據(jù)用戶用電需求的不同來設(shè)定不同的采集任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)合理的供電、采集和維護(hù)，詳見表1。

二、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?；蛘邇鼋Y(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。

三、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。為了完成智能電表的曲線數(shù)據(jù)采集，通常需要臺區(qū)中的多個(gè)集中器配合完成，具體方案為：令1臺集中器為主、其余多臺集中器為輔，同時(shí)采集臺區(qū)內(nèi)電壓、電流、功率、功率因數(shù)等曲線數(shù)據(jù)。

3.2通訊規(guī)約擴(kuò)展

通常，采集終端的通信規(guī)約不一致，因此在應(yīng)對不同事件時(shí)，往往需要制定不同終端、智能電表事件采集方案。詳見表2。

國網(wǎng)陜西省電力公司用電信息采集系統(tǒng)主站與采集終端主要通訊方式包括GPRS無線通信方式和230MHz無線通訊方式。

采集終端和電能表之間的通信模式一般可分為三種類型：RS-485總線通信模式，微功率無線通信模式和電力線載波通信模式。

用電信息采集系統(tǒng)主站與采集終端之間的數(shù)據(jù)交互協(xié)議主要包括負(fù)控制版本4.1協(xié)議，Q/GDW376.1-2009版規(guī)約、Q/GDW1376.1-2013版規(guī)約。

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推廣面向?qū)ο笸ㄐ艆f(xié)議

面向?qū)ο髤f(xié)議是基于采集主站、采集終端、現(xiàn)場智能電能表數(shù)據(jù)交互時(shí)所用到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議，該協(xié)議區(qū)別于1376.1協(xié)議，是一種全新的數(shù)據(jù)交互方式。根據(jù)前期測試工作，已于2017年7月份完成了主站功能開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο髤f(xié)議與645協(xié)議的電能表數(shù)據(jù)完整交互，確?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性。面向?qū)ο髤f(xié)議采集應(yīng)用模塊能夠?qū)崿F(xiàn)靈活配置采集終端的數(shù)據(jù)采集方案、事件采集、上報(bào)方案，便于采集終端的多樣化管理。在安全性方面實(shí)現(xiàn)多級加密策略，用戶用電數(shù)據(jù)、采集終端及電能表事件上報(bào)、參數(shù)更改、控制命令下發(fā)利用不同的加密等級，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ｍ茝V面向?qū)ο蟮耐ㄐ艆f(xié)議，提高用電信息采集系統(tǒng)的性能，并根據(jù)電壓信息，電流曲線，功率曲線，功率因數(shù)曲線等存儲數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)5分鐘曲線數(shù)據(jù)采集入庫。

四、結(jié)論

本文介紹了用電信息采集系統(tǒng)的現(xiàn)狀，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。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘清，孫聞，余南華，等.主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測與發(fā)電預(yù)測[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，34（19）：3050-3055.

[2]葉盛.配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修及運(yùn)維管理措施[J].低碳世界，2016，18：36-37.

[3]張琳.關(guān)于配網(wǎng)運(yùn)維管理過程中的關(guān)鍵問題分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，07：199.

[4]楊君.電力配網(wǎng)運(yùn)維管理問題探討[J].黑龍江科技信息，2014，30：69.