電網(wǎng)管理中電能量采集系統(tǒng)的運(yùn)用分析

國網(wǎng)浙江杭州蕭山區(qū)供電有限公司 謝紅卉

伴隨著用電需求的不斷變化，傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)管理體系逐漸展現(xiàn)出弊端，如抄表效率低下、線路耗損計算不精確等問題，影響電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 能量采集系統(tǒng)優(yōu)勢

1.1 電能量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

電能量收集系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。從微觀層面來看，能量收集系統(tǒng)主要由三方面內(nèi)容所構(gòu)成：物理構(gòu)成主要包括主站（系統(tǒng)管理中心）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（電能信息采集與監(jiān)控）、實時監(jiān)控系統(tǒng)（電能信息采集源）。

系統(tǒng)功效。通過遙控方式進(jìn)行抄表工作是電能量收集系統(tǒng)的一個主要特點。借助對各種資源進(jìn)行整合來實現(xiàn)對于電力數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程讀取與記錄，同時借助該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，進(jìn)而構(gòu)建電能信息管理系統(tǒng)?？蓢L試將該系統(tǒng)以“開放”方式提供給用戶，提升該系統(tǒng)使用效率。該系統(tǒng)的具體功能為：電能數(shù)據(jù)的接受與查詢；電能數(shù)據(jù)處理與共享；監(jiān)督電能數(shù)據(jù)信息，提供各項數(shù)據(jù)服務(wù)；成本計算評估；電能數(shù)據(jù)日常維護(hù)[1]。

操作系統(tǒng)。目前國內(nèi)電力企業(yè)所使用的電能量收集系統(tǒng)中嵌入的操作系統(tǒng)以NZGSD200系統(tǒng)為主，電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督管控系統(tǒng)所使用的操作系統(tǒng)為MSG2000系統(tǒng)。伴隨著智能電表的逐步普及，NFS500網(wǎng)絡(luò)變電站的覆蓋范圍越來越大，負(fù)責(zé)電能信息收集、整理、分類、存儲等工作，同時依據(jù)工作順序?qū)﹄娔軘?shù)據(jù)采集模式進(jìn)行優(yōu)化，使得電能數(shù)據(jù)采集工作變得更具智能化特點。

1.2 提升電費(fèi)計算準(zhǔn)確率

運(yùn)用電能量收集系統(tǒng)開展抄表工作，能防止人工抄表過程中由于電能數(shù)據(jù)錄入錯誤而出現(xiàn)的電費(fèi)計算失真問題，將電費(fèi)應(yīng)收差率控制在允許范圍內(nèi)。電能量收集系統(tǒng)能直接讀取用戶電能表的數(shù)據(jù)信息，借助這種方式讓相關(guān)員能及時甄別計量過程中存在的問題，并對這些異常情況進(jìn)行妥善處理，有效提高故障排除率，縮短故障排除時間，為運(yùn)維人員針對電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的維護(hù)工作創(chuàng)造便利條件[2]。此外，推廣電能量收集系統(tǒng)還能為電費(fèi)核查及打擊竊電等工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，減少計量損失。

1.3 提升抄表、核算速度

電能量收集系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用能提升抄表速度，原因在于電力收集系統(tǒng)在幾秒鐘內(nèi)就可讀取智能電表的數(shù)據(jù)，每個收集裝置能夠同時記錄8個智能電表中的信息數(shù)據(jù)。因此對用電客戶及用電單位而言，一般只要布置一個采集裝置能在很短時間內(nèi)完成抄表工作[3]。同時運(yùn)用電能量收集系統(tǒng)能有效提升采集數(shù)據(jù)的精度。實際工作過程中，采用電能量收集系統(tǒng)后，只需1h左右就可完成針對1000個用戶抄表任務(wù)，如采用傳統(tǒng)抄表模式完成這些工作量至少需派遣10名電力工作者花費(fèi)兩天時間完成。

運(yùn)用電能量收集系統(tǒng)一方面能有效提升抄表效率，另一方面還可顯著提升電費(fèi)核算的效率。在電能量收集系統(tǒng)框架下，電能數(shù)據(jù)采集器所收集的電能數(shù)據(jù)自動傳輸至電能量收集系統(tǒng)中。當(dāng)用戶的電量數(shù)據(jù)傳輸至電能量收集系統(tǒng)中后，通過系統(tǒng)內(nèi)嵌的處理系統(tǒng)將該數(shù)據(jù)自動整理為電子表格或數(shù)據(jù)曲線圖，可將該數(shù)據(jù)打印出來幫助電力工作人員更直觀的方式了解每一個用戶的用電數(shù)據(jù)。實際結(jié)算電費(fèi)過程中可制作抄表單，準(zhǔn)確生成用戶當(dāng)月用電量。電能量收集系統(tǒng)可將用戶用電數(shù)據(jù)儲存在后臺數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，借助相應(yīng)程序接口對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以電能量收集系統(tǒng)為媒介將用戶用電數(shù)據(jù)傳輸至營銷系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)核算模式相比，這種全新核算模式能有效減低電費(fèi)核算工作量，大幅度提升核算工作效率，確保在抄表階段售電量與供電量相符。

從整體上看，電力收集系統(tǒng)由多個功能不同的系統(tǒng)共同構(gòu)成，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為底層基礎(chǔ)，其使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在技術(shù)層面十分成熟，具有很強(qiáng)實用性，保證電力收集系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運(yùn)行。

2 能量采集系統(tǒng)對于電網(wǎng)管理的重要作用

2.1 線損管理方面

實際開展線損管理工作過程中需不斷提升抄表工作效率，確保抄表數(shù)據(jù)精度。這種背景下，運(yùn)用電能量收集系統(tǒng)，一方面可實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和社區(qū)集中抄表功能，為公用事業(yè)線損評估提供了更多真實有效的數(shù)據(jù)，同時還可提升數(shù)據(jù)透明性，有效避免人為干預(yù)而對電能數(shù)據(jù)所造成的影響;另一方面還可有效降低抄表誤讀、漏讀、抄表時間不同步等問題[4]。

電力巡檢人員可對電能量收集系統(tǒng)收集的用戶用電數(shù)據(jù)、負(fù)荷曲線、歷史用電直方圖進(jìn)行分析，借助這種方式篩查用戶出現(xiàn)的異常用電情況?；趯崟r記錄數(shù)據(jù)，為處理偷電案件提供依據(jù)基礎(chǔ)，為電費(fèi)收繳工作提供保障。

此外，運(yùn)用能量采集系統(tǒng)能提升臺區(qū)三相負(fù)荷監(jiān)督檢測工作效率。電能數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的應(yīng)用可有效反映某一個站點的三相電流情況。還能自動完成三相負(fù)載不平衡率的統(tǒng)計工作，為站點的三相負(fù)載日常管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。采用該系統(tǒng)后，業(yè)務(wù)拓展管理人員在現(xiàn)場勘查時應(yīng)重點關(guān)注配變?nèi)嘭?fù)載情況。這樣既可降低線損又可保證配電變壓器能穩(wěn)定運(yùn)行。

電能量收集系統(tǒng)能依據(jù)采集到的電力數(shù)據(jù)自動生成按時間段、線路、電壓等級和分區(qū)的線損統(tǒng)計分析報告。此外該系統(tǒng)還可通過不同格式來顯示線損數(shù)據(jù)分析結(jié)果。可針對某條線路、某站區(qū)發(fā)布線損率指標(biāo)并提供超限預(yù)警，實現(xiàn)針對線損情況的實時監(jiān)測。借助對電網(wǎng)線路損耗的分析與計算，能幫助供電單位及時發(fā)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)中存在的缺陷，判斷電力網(wǎng)絡(luò)中是否存在漏電問題，為電力公司開展電網(wǎng)改造活動，節(jié)約生產(chǎn)成本提供真實可靠的數(shù)據(jù)。

2.2 營銷管理方面

電量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程收集與監(jiān)控。運(yùn)用電能量收集系統(tǒng)后，抄表效率得到了顯著提升，同時有效解決了傳統(tǒng)抄表模式中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題：借助數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)有效避免人工抄表過程中人員高空墜落及觸電等風(fēng)險，有效保證工作人員人身安全；能顯著提升抄表工作效率，節(jié)省大量人力資源，實現(xiàn)人力資源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，讓電力公司將更多人員安排在線路巡查、線路強(qiáng)化等崗位，提升工作效率；能實現(xiàn)與營銷收費(fèi)系統(tǒng)的線上對接，無需通過數(shù)據(jù)二次轉(zhuǎn)換便可將電能量收集系統(tǒng)中采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸至營銷收費(fèi)系統(tǒng)中，通過這種方式縮減數(shù)據(jù)錄入工作量，同時提升數(shù)據(jù)的可靠性與真實性；能實現(xiàn)對輸電線路電量及負(fù)荷的實時監(jiān)督，確保能夠全面分析用戶的用電情況及電網(wǎng)規(guī)劃情況[5]；借助該系統(tǒng)中內(nèi)嵌的大數(shù)據(jù)庫對實際用電量及歷史用電量進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，為之后開展的電力檢查工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使電力線路檢查工作變得更具針對性。

強(qiáng)化需求側(cè)監(jiān)管力度。運(yùn)用電能量收集系統(tǒng)能幫助相關(guān)人員及時追蹤電力市場發(fā)展趨勢，對用電市場實際需求進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)估，依據(jù)用電市場變化情況制定具有針對性的工作策略，引導(dǎo)用戶養(yǎng)成正確的用電習(xí)慣；計量監(jiān)測。該系統(tǒng)可提供不同類型報警方式，依據(jù)實際需求靈活調(diào)整報警模式，如電路運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的失壓、欠壓等情況，當(dāng)系統(tǒng)檢測到上述異常情況后能迅速發(fā)出警報，提醒相關(guān)工作人員對異常情況進(jìn)行有效處理。

提升基礎(chǔ)管理效率。系統(tǒng)可存儲電力線路及站點運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)。包括負(fù)載數(shù)據(jù)、功率數(shù)據(jù)、功率因數(shù)數(shù)據(jù)等，為運(yùn)維工作的順利開展提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，能全面提升電力公司基層工作效率；提升供電可控性。系統(tǒng)可讀取保存在終端中的停電數(shù)據(jù)，同時可捕捉每個月份電力線路及站點運(yùn)行情況。一方面能提升電力管理工作效率，另一方面可更好地分析用戶用電情況，為工作人員提供供電可靠的測量方案，提升供電單位服務(wù)質(zhì)量及服務(wù)效率。

遠(yuǎn)程控制通斷電。系統(tǒng)中涵蓋了社區(qū)集體抄表工作，可通過主站發(fā)出的控制指令實現(xiàn)對于終端載波表的遠(yuǎn)程控制，自動完成送電、停電等工作。這種遠(yuǎn)程控制技術(shù)不僅能有效提升人力資源使用效率，還可讓用戶按時繳納電費(fèi)，顯著提升電費(fèi)催收工作效率。

3 能量采集系統(tǒng)實際運(yùn)用

3.1 明確技術(shù)指標(biāo)

電力網(wǎng)絡(luò)中分散在各地區(qū)的分支結(jié)構(gòu)所收集到的用電數(shù)據(jù)信息，要依照相關(guān)要求統(tǒng)一回傳至數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)復(fù)雜計算對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類與計算，將傳統(tǒng)人工抄表模式轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)督控制工作模式。具體而言，該系統(tǒng)實際工作過程中，主要是利用其內(nèi)嵌的精密電子計量完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實時傳出工作，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)零散數(shù)據(jù)的快速傳輸，以此來確保用電數(shù)據(jù)的真實性與完整性。

通常電能量收集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)信息方式主要分為兩類：一是數(shù)據(jù)直接傳輸，以“點對點”方式將用電數(shù)據(jù)傳送至中央數(shù)據(jù)庫；二為輔助交互傳輸，這種傳輸模式下一旦用電數(shù)據(jù)傳輸由于一些特殊情況影響而出現(xiàn)故障，則該系統(tǒng)能實現(xiàn)對于用電數(shù)據(jù)信息的自動備份，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失問題[6]。在總數(shù)據(jù)庫中全部用電數(shù)據(jù)都會接受系統(tǒng)性的分類與處理，完成數(shù)據(jù)篩選與處理工作后會將用電數(shù)據(jù)重新傳回數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的主要功能是分析數(shù)據(jù)的真實性與有效性，通過這種方式驗證相應(yīng)數(shù)據(jù)真實性，按照真實效率原則過濾掉無效數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上信息管理人員對信息數(shù)據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行匯總，為系統(tǒng)以后的運(yùn)行提供相應(yīng)參考。

3.2 確定宏觀管理目的

設(shè)計電能量收集系統(tǒng)過程中需以用戶需求為基礎(chǔ)。首先，需堅持將“安全原則”擺在首位，實際設(shè)計該系統(tǒng)過程中需嚴(yán)格依照國家制定的相關(guān)法律法規(guī)逐步設(shè)計電能量收集系統(tǒng)，設(shè)計過程中所使用的各種軟件須保證是正版軟件，若出現(xiàn)問題要聘請專業(yè)人員對問題進(jìn)行妥善處理。針對系統(tǒng)設(shè)計過程中涉及的保密技術(shù)要進(jìn)行妥善的保護(hù)，確保該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行；其次，設(shè)計系統(tǒng)時需確保該系統(tǒng)具有很高的容錯率，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，若信息收集與處理過程中出現(xiàn)了語法錯誤或存在非標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可跳過這些錯誤數(shù)據(jù)而保持穩(wěn)定運(yùn)行；再次，為提升電能量收集系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與系統(tǒng)完整性，盡可能使用數(shù)據(jù)精度高、穩(wěn)定性好的數(shù)字電表，在數(shù)據(jù)精度方面需確保數(shù)據(jù)精度盡可能達(dá)到0.55級，若該系統(tǒng)實際運(yùn)行過程中檢測到數(shù)據(jù)異常問題，需及時發(fā)出數(shù)據(jù)異常警報。

3.3 構(gòu)建遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)作為電能量收集系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何設(shè)計遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已經(jīng)成為電能量收集系統(tǒng)設(shè)計人員需著重注意的問題。實際設(shè)計過程中，想要提升費(fèi)用計算精準(zhǔn)性及線損檢測的精準(zhǔn)性，在設(shè)計遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)過程中需從容量、用途、可拓展等方面入手，提升遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)的使用效率，盡可能拓展該系統(tǒng)的容量及功能覆蓋范圍，為遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)預(yù)留足夠的可拓展終端，方便日后對該系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與升級[7]。

此外還要重點關(guān)注數(shù)據(jù)信息傳遞工作，確保數(shù)據(jù)能夠安全、穩(wěn)定、高效地傳輸至數(shù)據(jù)庫。由于部分?jǐn)?shù)據(jù)收集裝置被安裝在氣候條件惡劣的戶外，為確保這些數(shù)據(jù)收集裝置能正常運(yùn)行，要提升此類裝置的抗雷擊能力及抗震能力，確保數(shù)據(jù)采集裝置能在惡劣天氣條件下穩(wěn)定工作。目前電力行業(yè)正處于高速發(fā)展階段，智能電表類型十分豐富，而智能電表由于其內(nèi)部構(gòu)造不同、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也存在很大差別，這種背景下智能電表系統(tǒng)無法實現(xiàn)有效的兼容。針對這一問題一方面需盡可能統(tǒng)一智能電表的型號，確保用電數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，另一方面要提升遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的兼容性，確保各類智能電表所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都能被有效讀取，借助上述方式確保智能電表收集到的用戶用電數(shù)據(jù)信息能在相同標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行計量。

綜上，想促進(jìn)電力行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，需對如何應(yīng)用電能量收集系統(tǒng)的問題給予足夠關(guān)注。實際工作過程中要意識到電能量收集系統(tǒng)的重要作用，通過明確技術(shù)指標(biāo)、確定宏觀管理目的及構(gòu)建遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等方式，充分發(fā)揮電能量收集系統(tǒng)的效用，為電網(wǎng)管理工作的進(jìn)步提供技術(shù)支撐。