姚坎

摘要：用電信息采集系統(tǒng)是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容，它是建設(shè)智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)，其應(yīng)用高級(jí)傳感、通信、自動(dòng)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、線損統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)采集、掌握用戶用電信息，發(fā)現(xiàn)用電異常情況，對(duì)電力用戶的用電負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，為實(shí)現(xiàn)階梯電價(jià)、智能費(fèi)控等營(yíng)銷業(yè)務(wù)策略提供了技術(shù)支持。用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)是智能電網(wǎng)戰(zhàn)略在用電環(huán)節(jié)電測(cè)量領(lǐng)域引入通信技術(shù)、信息技術(shù)的一次重大變革，國(guó)家電網(wǎng)規(guī)劃，在“十二五”期間建成覆蓋公司系統(tǒng)全部用戶、采集全部用電信息、支持全面電費(fèi)控制，實(shí)現(xiàn)“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”。隨著智能電能表、采集終端、采集系統(tǒng)主站等一系列推廣及建設(shè)任務(wù)逐步完成，采集系統(tǒng)建設(shè)的巨大價(jià)值逐步體現(xiàn)，應(yīng)用范圍不斷深入。

關(guān)鍵詞：采集系統(tǒng)；智能電網(wǎng)；自動(dòng)控制技術(shù)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和能源發(fā)展格局的變化，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電能的依賴程度日益增強(qiáng)，依靠現(xiàn)代信息、通信和控制技術(shù)積極發(fā)展智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，己成為國(guó)際電力行業(yè)積極應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇。未來(lái)的智能電網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行和控制的信息化、智能化，以改善能源結(jié)構(gòu)和利用效率，滿足電力應(yīng)用的各種需求，提高電力傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性。為實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)響應(yīng)迅速、計(jì)量公正準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)采集及時(shí)、收費(fèi)方式多樣、服務(wù)便捷高效，構(gòu)建智能電網(wǎng)與電力用戶電力流、信息流、業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)互動(dòng)的新型供用電關(guān)系，滿足電力企業(yè)各層面、各專業(yè)對(duì)用電信息的迫切需求，中國(guó)開始按照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方案，全力推進(jìn)用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)。

一、用電信息采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

用電信息采集系統(tǒng)息采集系統(tǒng)由主站、通信信道、采集設(shè)備三部分組成。主站層面：主站的作用是用來(lái)管理全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用以及系統(tǒng)運(yùn)行和系統(tǒng)安全，并管理與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。通信信道層面：通信信道是主站、終端與電能表三者信息交互的網(wǎng)絡(luò)通道，分為主站與終端之間的遠(yuǎn)程通信、終端與電表之間的本地通信二類。采集終端層面：采集終端是對(duì)電能信息進(jìn)行采集、處理并傳輸、執(zhí)行或轉(zhuǎn)發(fā)命令的設(shè)備，分為專變采集終端、集中抄表終端（集中器、采集器）等類型。采集對(duì)象層面：采集對(duì)象是信息采集來(lái)源及監(jiān)控對(duì)象，包括電能表和相關(guān)計(jì)量設(shè)備、客戶配電開關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償裝置以及其他現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備等類型，目前最主要的采集對(duì)象就是智能電能表。

二、采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀

采集系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電力用戶用電信息的實(shí)時(shí)采集、分析、監(jiān)控及交互，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化抄表、用電監(jiān)測(cè)、電費(fèi)催繳、線損分析、有序用電及配用電分析等多種應(yīng)用。

1）自動(dòng)化抄表

自動(dòng)化抄表是利用采集系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集功能，將電能表實(shí)時(shí)、凍結(jié)示值自動(dòng)采集并傳遞給營(yíng)銷系統(tǒng)進(jìn)行電量計(jì)算及電費(fèi)發(fā)行，減少了人工現(xiàn)場(chǎng)抄表和數(shù)據(jù)處理工作量，避免了漏抄、錯(cuò)抄、估抄、代抄等各類人為因素引起的抄表差錯(cuò)，滿足了階梯電價(jià)執(zhí)行的技術(shù)需要，提升了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2）用電監(jiān)測(cè)

用電監(jiān)測(cè)是利用采集系統(tǒng)海量歷史數(shù)據(jù)、事件告警記錄及實(shí)時(shí)監(jiān)控分析功能，將電力用戶電壓、電流、功率因素等用電信息及異常告警信息進(jìn)行自動(dòng)篩選比對(duì)，形成用戶用電行為全過(guò)程記錄，實(shí)現(xiàn)用戶計(jì)量故障、違約用電、竊電行為的精確查處，大大縮小了用電檢查工作強(qiáng)度，有效保護(hù)了可疑行為證據(jù)，提高了工作效率及震懾力。

3）電費(fèi)催繳

電費(fèi)催繳是利用采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制執(zhí)行功能，結(jié)合營(yíng)銷系統(tǒng)、費(fèi)控系統(tǒng)測(cè)算及策略數(shù)據(jù)，由采集系統(tǒng)對(duì)用戶負(fù)荷控制開關(guān)、智能電能表下發(fā)催費(fèi)告警或跳閘、合閘指令，提高了電費(fèi)催繳效率，降低了電費(fèi)回收壓力，防范電費(fèi)回收風(fēng)險(xiǎn)。費(fèi)控功能的應(yīng)用成功實(shí)現(xiàn)湖北公司營(yíng)銷基層員工職責(zé)“抄、收”分離，促進(jìn)了“抄、采”一體。

4）線損分析

線損分析是利用采集系統(tǒng)全面覆蓋、采集的用電數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)口、用戶用電情況，按照電壓等級(jí)、分區(qū)域、分線、分臺(tái)區(qū)、分時(shí)間段開展統(tǒng)計(jì)分析，使得中、低壓線損實(shí)時(shí)計(jì)算成為可能，便于快速準(zhǔn)確定位高損、負(fù)損線路和臺(tái)區(qū)，排查計(jì)量故障及竊電行為，科學(xué)理清技術(shù)線損與管理線損，實(shí)現(xiàn)了線損管理精細(xì)化。

5）有序用電

有序用電是利用采集系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)施監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程控制功能，向采集終端下達(dá)有序用電策略，加強(qiáng)用戶用電管理，提供錯(cuò)峰、避峰、讓電、限電等技術(shù)控制手段，避免無(wú)計(jì)劃拉閘限電，將季節(jié)性、時(shí)段性電力供需矛盾給企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)的不良影響降到最低。實(shí)際執(zhí)行中，通過(guò)開展專線、高供高計(jì)等大用戶溝通協(xié)調(diào)及電力調(diào)度工作的優(yōu)化控制，采集系統(tǒng)有序用電功能在湖北乃至全國(guó)暫時(shí)未得到實(shí)用推廣。

6）配用電分析

配用電分析是利用采集系統(tǒng)關(guān)口電能量采集及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄關(guān)口、線路、用戶等負(fù)載、負(fù)荷、電壓、功率因素、頻率等情況，準(zhǔn)確了解配網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀及故障節(jié)點(diǎn)，支撐科學(xué)開展負(fù)荷實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與改善、配網(wǎng)搶修及規(guī)劃等工作。

三、用電信息采集系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)隨著電網(wǎng)公司用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和業(yè)務(wù)應(yīng)用的不斷深化，采集系統(tǒng)建設(shè)歷經(jīng)了智能表、采集終端及主站基礎(chǔ)建設(shè)階段、標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范階段、質(zhì)量提升階段、體系完善階段，現(xiàn)已轉(zhuǎn)向營(yíng)銷服務(wù)創(chuàng)新、電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)等深化應(yīng)用階段，電網(wǎng)公司上下對(duì)采集系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，系統(tǒng)的重要性也愈發(fā)凸顯。

1.“三級(jí)監(jiān)控、四級(jí)運(yùn)維”。提高運(yùn)行監(jiān)控效率，探索軟件統(tǒng)一開發(fā)部署，完善系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、分析手段，延伸采集對(duì)象及監(jiān)控范圍，覆蓋采集系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)、報(bào)廢等所有環(huán)節(jié)，持續(xù)提升數(shù)據(jù)采集能力和優(yōu)化主站性能，打造統(tǒng)一接口平臺(tái)，提升采集數(shù)據(jù)價(jià)值深度挖掘和輔助決策分析預(yù)測(cè)能力。

2.“走出國(guó)網(wǎng)，服務(wù)社會(huì)?！睆牟杉到y(tǒng)發(fā)展歷程來(lái)看，采集系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用主要著眼于電網(wǎng)公司自身服務(wù)，隨著“四表合一”項(xiàng)目的推廣、以客戶為導(dǎo)向的智能營(yíng)銷體系的持續(xù)推進(jìn)，采集新業(yè)務(wù)應(yīng)用將逐步向外企業(yè)和客戶服務(wù)，最終將發(fā)展為向社會(huì)提供服務(wù)。

3.“高速傳輸，穩(wěn)定通信”。新一代通信技術(shù)應(yīng)用將著力提升遠(yuǎn)程通信、本地通信性能及可靠性，重點(diǎn)應(yīng)用4G移動(dòng)通信技術(shù)、中壓電力線載波通信技術(shù)、低壓寬帶載波互聯(lián)互通技術(shù)，實(shí)施面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)交換協(xié)議改造，實(shí)現(xiàn)用電信息采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速傳輸和通信穩(wěn)定。

5.“雙向互動(dòng)、計(jì)量通信分離”。新一代智能電能表將著力適配IR46國(guó)際建議及后續(xù)即將出臺(tái)的相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量芯片與功能芯片“雙芯”獨(dú)立，改進(jìn)動(dòng)態(tài)測(cè)量、諧波等計(jì)量性能，完善參數(shù)保護(hù)等軟件性能實(shí)施測(cè)量數(shù)字化，提升電池、負(fù)荷開關(guān)等關(guān)鍵元器件質(zhì)量，應(yīng)用模組化提升設(shè)備元器件互換性，優(yōu)化提升設(shè)備軟件、硬件長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性等，確保電能計(jì)量準(zhǔn)確可靠、設(shè)備質(zhì)量運(yùn)行穩(wěn)定。

四、結(jié)語(yǔ)

建設(shè)好用電信息采集系統(tǒng)，是建設(shè)智能電網(wǎng)、轉(zhuǎn)變公司發(fā)展方式和電網(wǎng)發(fā)展方式的必然要求，目前用電信息系統(tǒng)已經(jīng)接近完成“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”的建設(shè)目標(biāo)。它有效提高電能計(jì)量、自動(dòng)抄表、智能費(fèi)控等營(yíng)銷業(yè)務(wù)處理的自動(dòng)化程度，滿足“SG186”系統(tǒng)深化業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求，有效支撐新能源開發(fā)、階梯電價(jià)執(zhí)行和雙向互動(dòng)服務(wù)的開展，對(duì)于優(yōu)化資源配置、促進(jìn)節(jié)能減排、引領(lǐng)技術(shù)革新、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、保障中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。