浅谈用电信息采集系统的智能化发展

姚坎

摘要：用电信息采集系统是建设智能电网的重要内容，它是建设智能电网的物理基础，其应用高级传感、通信、自动控制等技术，实现数据采集、数据管理、电能质量数据统计、线损统计分析，及时采集、掌握用户用电信息，发现用电异常情况，对电力用户的用电负荷进行监测和控制，为实现阶梯电价、智能费控等营销业务策略提供了技术支持。用电信息采集系统建设是智能电网战略在用电环节电测量领域引入通信技术、信息技术的一次重大变革，国家电网规划，在“十二五”期间建成覆盖公司系统全部用户、采集全部用电信息、支持全面电费控制，实现“全覆盖、全采集、全费控”。随着智能电能表、采集终端、采集系统主站等一系列推广及建设任务逐步完成，采集系统建设的巨大价值逐步体现，应用范围不断深入。

关键词：采集系统；智能电网；自动控制技术

引言

随着科学技术的进步和能源发展格局的变化，经济社会发展对电能的依赖程度日益增强，依靠现代信息、通信和控制技术积极发展智能电网，实现电网发展方式转变，己成为国际电力行业积极应对未来挑战的共同选择。未来的智能电网将实现电网运行和控制的信息化、智能化，以改善能源结构和利用效率，满足电力应用的各种需求，提高电力传输的经济性、安全性和可靠性。为实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集及时、收费方式多样、服务便捷高效，构建智能电网与电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系，满足电力企业各层面、各专业对用电信息的迫切需求，中国开始按照统一的技术标准和方案，全力推进用电信息采集系统建设。

一、用电信息采集系统的组成结构

用电信息采集系统息采集系统由主站、通信信道、采集设备三部分组成。主站层面：主站的作用是用来管理全系统的数据传输、数据处理和数据应用以及系统运行和系统安全，并管理与其它系统的数据交换。通信信道层面：通信信道是主站、终端与电能表三者信息交互的网络通道，分为主站与终端之间的远程通信、终端与电表之间的本地通信二类。采集终端层面：采集终端是对电能信息进行采集、处理并传输、执行或转发命令的设备，分为专变采集终端、集中抄表终端（集中器、采集器）等类型。采集对象层面：采集对象是信息采集来源及监控对象，包括电能表和相关计量设备、客户配电开关、无功补偿装置以及其他现场智能设备等类型，目前最主要的采集对象就是智能电能表。

二、采集系统业务应用现状

采集系统通过对电力用户用电信息的实时采集、分析、监控及交互，实现了自动化抄表、用电监测、电费催缴、线损分析、有序用电及配用电分析等多种应用。

1）自动化抄表

自动化抄表是利用采集系统远程数据采集功能，将电能表实时、冻结示值自动采集并传递给营销系统进行电量计算及电费发行，减少了人工现场抄表和数据处理工作量，避免了漏抄、错抄、估抄、代抄等各类人为因素引起的抄表差错，满足了阶梯电价执行的技术需要，提升了工作效率和经济效益。

2）用电监测

用电监测是利用采集系统海量历史数据、事件告警记录及实时监控分析功能，将电力用户电压、电流、功率因素等用电信息及异常告警信息进行自动筛选比对，形成用户用电行为全过程记录，实现用户计量故障、违约用电、窃电行为的精确查处，大大缩小了用电检查工作强度，有效保护了可疑行为证据，提高了工作效率及震慑力。

3）电费催缴

电费催缴是利用采集系统实时数据采集、远程控制执行功能，结合营销系统、费控系统测算及策略数据，由采集系统对用户负荷控制开关、智能电能表下发催费告警或跳闸、合闸指令，提高了电费催缴效率，降低了电费回收压力，防范电费回收风险。费控功能的应用成功实现湖北公司营销基层员工职责“抄、收”分离，促进了“抄、采”一体。

4）线损分析

线损分析是利用采集系统全面覆盖、采集的用电数据，实时监测关口、用户用电情况，按照电压等级、分区域、分线、分台区、分时间段开展统计分析，使得中、低压线损实时计算成为可能，便于快速准确定位高损、负损线路和台区，排查计量故障及窃电行为，科学理清技术线损与管理线损，实现了线损管理精细化。

5）有序用电

有序用电是利用采集系统负荷实施监测及远程控制功能，向采集终端下达有序用电策略，加强用户用电管理，提供错峰、避峰、让电、限电等技术控制手段，避免无计划拉闸限电，将季节性、时段性电力供需矛盾给企业和社会带来的不良影响降到最低。实际执行中，通过开展专线、高供高计等大用户沟通协调及电力调度工作的优化控制，采集系统有序用电功能在湖北乃至全国暂时未得到实用推广。

6）配用电分析

配用电分析是利用采集系统关口电能量采集及实时监测能力，实时监测和记录关口、线路、用户等负载、负荷、电压、功率因素、频率等情况，准确了解配网运行现状及故障节点，支撑科学开展负荷实测与预测、电能质量监测与改善、配网抢修及规划等工作。

三、用电信息采集系统未来发展趋势

近年来随着电网公司用电信息采集系统建设规模的不断扩大和业务应用的不断深化，采集系统建设历经了智能表、采集终端及主站基础建设阶段、标准化规范阶段、质量提升阶段、体系完善阶段，现已转向营销服务创新、电网运行监测等深化应用阶段，电网公司上下对采集系统的要求越来越高，系统的重要性也愈发凸显。

1.“三級监控、四级运维”。提高运行监控效率，探索软件统一开发部署，完善系统运行监控、分析手段，延伸采集对象及监控范围，覆盖采集系统建设、运行、维护、报废等所有环节，持续提升数据采集能力和优化主站性能，打造统一接口平台，提升采集数据价值深度挖掘和辅助决策分析预测能力。

2.“走出国网，服务社会。”从采集系统发展历程来看，采集系统的业务应用主要着眼于电网公司自身服务，随着“四表合一”项目的推广、以客户为导向的智能营销体系的持续推进，采集新业务应用将逐步向外企业和客户服务，最终将发展为向社会提供服务。

3.“高速传输，稳定通信”。新一代通信技术应用将着力提升远程通信、本地通信性能及可靠性，重点应用4G移动通信技术、中压电力线载波通信技术、低压宽带载波互联互通技术，实施面向对象的数据交换协议改造，实现用电信息采集网络数据高速传输和通信稳定。

5.“双向互动、计量通信分离”。新一代智能电能表将着力适配IR46国际建议及后续即将出台的相应国家标准，实现计量芯片与功能芯片“双芯”独立，改进动态测量、谐波等计量性能，完善参数保护等软件性能实施测量数字化，提升电池、负荷开关等关键元器件质量，应用模组化提升设备元器件互换性，优化提升设备软件、硬件长期运行可靠性等，确保电能计量准确可靠、设备质量运行稳定。

四、结语

建设好用电信息采集系统，是建设智能电网、转变公司发展方式和电网发展方式的必然要求，目前用电信息系统已经接近完成“全覆盖、全采集、全费控”的建设目标。它有效提高电能计量、自动抄表、智能费控等营销业务处理的自动化程度，满足“SG186”系统深化业务应用的需求，有效支撑新能源开发、阶梯电价执行和双向互动服务的开展，对于优化资源配置、促进节能减排、引领技术革新、带动产业升级、保障中国经济社会可持续发展具有重要意义。