陳富燕 羅承軍

（國網(wǎng)四川省電力公司德陽供電公司，德陽 618000）

智能用電信息采集系統(tǒng)研究

陳富燕 羅承軍

（國網(wǎng)四川省電力公司德陽供電公司，德陽 618000）

本文詳細(xì)介紹了智能用電信息采集系統(tǒng)子站、通信信道、采集終端、智能電表的基本概況，以及用電信息采集系統(tǒng)對采集用戶和數(shù)據(jù)的分類情況，并分析了系統(tǒng)各個功能單元的主要功能，希望智能用電信息采集系統(tǒng)能有更廣泛的應(yīng)用。

用電采集系統(tǒng) 智能 功能

1 智能用電信息釆集系統(tǒng)的概念

智能用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)是一種新技術(shù)，在我國還沒有全部實現(xiàn)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)電能計量數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸與處理，并能將其應(yīng)用到電能供用與管理系統(tǒng)中，為自動抄表、短信平臺、自動查詢、智能互動、個性服務(wù)等提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，是實現(xiàn)智能用電的基礎(chǔ)。智能用電信息釆集系統(tǒng)的優(yōu)勢非常明顯，可以解決人工采集數(shù)據(jù)過程遇到的許多困難，采集數(shù)據(jù)的效率與質(zhì)量都很高，不容易出錯，可解放大批人工采集的勞動力，并推進(jìn)電能計量管理技術(shù)向現(xiàn)代化進(jìn)程邁向一大步。

2 智能用電信息采集系統(tǒng)的組成

2.1 采集用戶及數(shù)據(jù)分類

隨著通訊、微處理器和制造工藝等的迅猛發(fā)展，系統(tǒng)的功能配置、結(jié)構(gòu)形式和性能指標(biāo)等在不斷發(fā)展和完善。用電信息采集系統(tǒng)構(gòu)架主要由集中器、采集器、主站前置機(jī)、智能電表等組成。用電信息采集系統(tǒng)的采集對象包括：第一，大型/中型專用變壓器電力用戶，用電容量在100kVA及以上/100kVA以下的專用變壓器電力用戶；第二，三相/單相一般工商業(yè)電力用戶，包括低電壓等級的商業(yè)、小容量、工作等用電性質(zhì)的非居民三相/單相用電；第三，居民電力用戶；第四，公用配變考核計量點，考核公共設(shè)施供電變壓器上的內(nèi)部量測點。

由于用電信息采集系統(tǒng)的采集對象不同，則出現(xiàn)了不同電力用戶類型，會產(chǎn)生不同的電力需求，可能是用來生產(chǎn)，也可能用來家用，不同需求的用電量截然不同。而智能用電信息采集系統(tǒng)要實現(xiàn)不同需求電力用戶與公用配變考核計量點用電信息的全面采集。通過需求分析，按照電力用戶電力需求的業(yè)務(wù)，可以將用電信息系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)劃分為六種類型，包括電能數(shù)據(jù)、交流數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量越限統(tǒng)計數(shù)據(jù)、事件發(fā)生記錄數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)，等等。

2.2 主站

主站是整個系統(tǒng)的管理中心，管理全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)創(chuàng)術(shù)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用及系統(tǒng)運行和系統(tǒng)安全，并管理與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。主站需要全面整合原有關(guān)口電能量采集、大用戶負(fù)荷管理、低壓集中抄表、配變監(jiān)測等系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，為各省公司及地級公司采集電力數(shù)據(jù)提供強(qiáng)有力支撐。主站的接口能實現(xiàn)與外部系統(tǒng)用電數(shù)據(jù)的相互交換，主站的總體架構(gòu)分為四層，現(xiàn)對其進(jìn)行簡要介紹。（1）表現(xiàn)層：直觀面向使用用戶且提供標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)應(yīng)用相關(guān)操作和信息界面顯示功能，并具有用于復(fù)雜邏輯操作的C/S模式和用于數(shù)據(jù)信息上傳的B/S模式兩種客戶端。（2）業(yè)務(wù)層：包括數(shù)據(jù)采集子層、業(yè)務(wù)應(yīng)用子層及對外接口三部分。通過多種類型通訊設(shè)備連接的采集子層，將采集數(shù)據(jù)上傳至處理數(shù)據(jù)及其他增值功能的業(yè)務(wù)應(yīng)用子層，該層是用電信息采集系統(tǒng)的核心部分。（3）支撐層：為業(yè)務(wù)層提供專業(yè)性技術(shù)支持，通過信息、安全防范、通訊等模塊實現(xiàn)該層自身的邏輯業(yè)務(wù)功能，所以要求本層的通訊模塊、安全模塊以及信息模塊應(yīng)性能高效穩(wěn)定，以滿足不同情況的需求。（4）數(shù)據(jù)層：通過建立大型數(shù)據(jù)庫，為采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、讀取、計算等。

2.3 通信信道

智能用電信息采集系統(tǒng)通信信道連接主站、采集終端及電能表，是信息交互的承載體。通過遠(yuǎn)程通信信道和本地通信信道兩種通信信道完成電力數(shù)據(jù)的采集和傳輸。

遠(yuǎn)程通信是指采集終端和主站之間的數(shù)據(jù)通信。當(dāng)前，可供用電信息采集系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程通信資源主要有GPRS/CDMA無線公網(wǎng)、光纖專網(wǎng)、230MHz無線專網(wǎng)和中壓電力線載波等。

本地通信是指采集終端和用戶電能計量裝置之間的數(shù)據(jù)通信，在用電信息采集系統(tǒng)中主要是集中器和采集器、集中器和電能表、采集器和電能表之間的通信。當(dāng)前，用電信息采集系統(tǒng)使用本地通信方式，主要有低壓窄帶電力線載波、低壓寬帶電力線載波、微功率無線和RS-485等。

2.4 采集終端

釆集終端是對各信息釆集點的電能信息進(jìn)行采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)傳輸以及執(zhí)行或轉(zhuǎn)發(fā)主站下發(fā)的控制命令的設(shè)備，按使用場合分為廠站采集、專用變壓器采集、公用變壓器采集、低壓集中抄表（集中器和采集器）、分布式電源測控等終端類型。

2.5 智能電表

智能電能表是新一代智能型高科技電能計量產(chǎn)品，是智能電網(wǎng)高級計量體系中的重要設(shè)備，它將有助于在消費者和電力公司之間實現(xiàn)實時通信，使人們能給予環(huán)境和價格的考慮，最大限度地優(yōu)化能源用量。根據(jù)建設(shè)智能電網(wǎng)的要求，所有關(guān)口、計費用戶都需要安裝智能電能表。

智能電能表有電流釆樣電路、電壓分壓電路和集成計量電路組成的電能計量單元；有微控制器、數(shù)據(jù)內(nèi)存卡、掉電檢測和時鐘組成數(shù)據(jù)處理單元。由電源、高能電池組成供電系統(tǒng)；由LCD顯示器、通信口、按鈕、外卡接口、時鐘輸出輔助端子組成輸入輸出系統(tǒng)。

3 智能用電信息采集系統(tǒng)主要功能

一般智能用電信息采集系統(tǒng)需要具備一些基礎(chǔ)性的功能，主要體現(xiàn)在采集處理、抄表付費、電力管理與維護(hù)及數(shù)據(jù)的共享等方面。筆者現(xiàn)對其進(jìn)行分析總結(jié)。

3.1 數(shù)據(jù)處理功能

一般來說，用電智能化以信息的實時、定時與主動采集為基礎(chǔ)，可以通過時間的設(shè)定進(jìn)行定期采集與上報，采集的內(nèi)容包括與電力運行相關(guān)的電力質(zhì)量、負(fù)荷、工況和事件等，另外需要對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行原始分析、分類儲存與管理，從而保證數(shù)據(jù)的完整性與正確性，同時根據(jù)數(shù)據(jù)的常規(guī)情況實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，同時發(fā)出警示，在一定程度上提供完備的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)方案。

3.2 抄表與付費功能

用電智能化信息采集系統(tǒng)需要實現(xiàn)電表的自動抄表上報與預(yù)付費扣費與充值功能，其可以實時監(jiān)控用戶的用電量，獲得準(zhǔn)確的用電數(shù)據(jù)，然后對用戶進(jìn)行必要的預(yù)付費管理，當(dāng)用戶用電量不足時，主動提醒客戶續(xù)費，而當(dāng)預(yù)存電量為零時，主動執(zhí)行跳閘控制。

3.3 有電管理功能

在一些特殊的電力管理與安全生產(chǎn)中，可事先編制用電的限電控制方案，并輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)會自動識別用戶的用電情況與負(fù)荷情況，根據(jù)用電方案的要求進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)一些非法或非程序用電現(xiàn)象，則可以實現(xiàn)對用戶開關(guān)的控制。

3.4 常規(guī)的運行維護(hù)功能

這些功能較多，且主要是為了維護(hù)系統(tǒng)基本功能的實現(xiàn)：其一，保證系統(tǒng)設(shè)備時鐘的準(zhǔn)確性；其二，對系統(tǒng)操作員進(jìn)行密碼與權(quán)限管理；其三，建立必要的系統(tǒng)與終端檔案；其四，對系統(tǒng)的正常運行進(jìn)行實時監(jiān)測，生成運行報告；其五，根據(jù)不同需求進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的組合輸出。

4 結(jié)語

總之，智能用電信息采集系統(tǒng)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，具有先進(jìn)的電能計量數(shù)據(jù)自動采集、傳輸和處理能力，不僅可以建立電力用戶與電力管理的實時互動，建立新型的供用電關(guān)系，從而達(dá)到降低用戶用電成本、提升可靠性、提高用電效率的目的，同時將用戶的智能家居設(shè)備統(tǒng)籌到用電管理中來，實現(xiàn)用戶的多角度用電需求，同時推出一些增值服務(wù)。我國已在大力加強(qiáng)此類系統(tǒng)的建設(shè)，而在不久的將來，將進(jìn)一步推進(jìn)智能用電系統(tǒng)的發(fā)展與實現(xiàn)。

[1]周金飛.用電信息釆集系統(tǒng)[J].農(nóng)村電氣化，2012，（9）：26.

[2]陳盛，呂敏.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].供用電，2011，（4）：45-49.

Research on Intelligent Information Acquisition System

CHEN Fuyan,LUO Chengjun
(Deyang power supply company of Sichuan Province, Deyang 618000)

This paper introduces the basic situation of the information collection s ystem, communication channel, collection terminal, intelligent meter, and the classification of the users and data. The main function of the system is analyzed.

power acquisition system, intelligent, function