现代电网采集系统数字化建设研究

陈炜

摘 要：电力系统在不断的发展，各个领域的数字化建设都在加强，电网中用户采集系统的数字化建设成果的解决了电网中存在的一些问题，本文章从电网用户采集系统的主站建设这方面研究电网的数字化采集系统。同时在系统的应用方面进行了简要的说明，供读者参考。

关键词：职能电网；数字化采集系统；用电信息；建设

用电信息采集系统的数字化建设已经普及了很多地区，这种采集系统的数字化建设实现了电网用户的全面采集，全面覆盖，为供电企业的经营管理等方面提供了数字化的依据，电网的采集系统是对用户的用电量进行分析，对用户的用电情况进行检测，这种系统的应用降低了供电公司的服务成本，满足了不同用户的要求。

1 电网用电信息采集系统数字化建设

关于电网的用电信息数字化采集系统是依照国家电网公司要求进行编制的，采用这种采集系统能够提高用电计量工作，实现抄表自动化，节省了大量的人力资源，同时实施这项服务以后用户的覆盖面增大了很多，用户需要的信息量也很全面，达到了供电企业和用户之间的互相沟通，对这个系统进行逻辑分析，主要有主站层、通信层、设备层这三个部分组成。

2 采集系统的功能分析

关于主站层是电网用户采集系统数字化建设管理的重要控制中心，系统在运行的时候管理着整个系统的数据传输、数据处理以及数据应用等方面的性能，另外整个系统在运行的时候能够实现与其他系统信息集成交换。

关于采集系统的通信层，是连接主站层和设备层的中间部分，支持不容层之间的通信 ，目前采用的通信方式主要有GPRS和CDMA通信，光纤通信以及230兆赫兹的无线通信和PSTA通信，系统在运行的时候为了保证被连接的两个层的安全性，通讯方式都采用了防火墙以及保密认证的机制，避免其他人员的侵入。

关于设备层，主要功能是采集信息，涉及采集的设备有集中器、电表以及电能信息采集和监控设备现行状况的采集，所有设备都分布在很多供电公司供，设备层采集的信息通过无线或者RS485传输到集中器中，再有集中器传递到主站层。

用电信息采集系统建成以后，采用了数字化的传输方式，对用户的用电数据、用电量等很多方面进行监测分析，帮助用户合理规划用电量，实现了电力企业和用户的双向沟通。随着数字化的不断加强，通讯技术的不断发展，采集系统数字化建设将会成为电网发展的一个方向。

3 用电用户信息数字化采集的特点

首先，采用这种数字化采集系统，实现了系统自动抄表，降低了人力资源成本，为电力企业节省了大量支出。其次，这种系统的应用，对线路进行了线损分析，防止了窃电行为的发生。数字化采集系统具有用电量的监测功能，远程控制中心进行抄表的时候都是按照日进行统计的，对每天用户的用电量进行分析，如果发现用户用电量出现异常情况，就会产生报警，相关人员核查没有异常之后才能恢复正常，是防止窃电行为发生的强有力手段。最后，采用这种数字化的系统支持阶梯电价、远程停复电、系统自动抄核收等功能，智能电表本身具有支持预付费的功能，这样可以降低收费的压力，对节能减排也起到一种带动的作用。

4 数字化采集系统的实现

采集系统实现电力用户用电量采集主要分为低压电力用户的用电量采集和公用配变的电量采集两部分。通常以小无线、485电缆、载波等主要方式进行现场实施，其中载波方式运用率最为广泛。

目前载波通讯采用的物理层通信技术主要是扩频和OFDM两种，扩频通信技术和OFDM技术是近几年得到快速发展的数字通信技术，两者都具有抗干扰能力强，通信速率高的优点，对于以低压电力线为传输媒介的场合是较好的通信手段。然而由于它们的调制原理不同，在实际应用中又存在差异。传输任何信息都需要一定的带宽。为了充分利用频率资源，通常都是尽量压缩传输带宽，即使在普通的调频通信上，人们最大也只把信号带宽放宽到信息带宽的十几倍左右，这些都采用了窄带带宽。扩频通信属于宽带通信技术，通常的扩频信号带宽与信息带宽之比将高达几百甚至几千倍。

载波技术的核心是路由，其算法主要实现电力线载波之上的数据包的转发，即寻找最优路径实现集中器与各个电表之间的通信。其又分为初始化子系统和路由优化子系统。在初始化子系统中，通过遍历每个节点初步建立起集中器与各电表通信的网络拓扑结构，即基于中继通信的路由结构。路由优化子系统是在初始化完成之后运行。首先从各节点中召测邻居节点信息，根据邻居节点信息为每个节点整理出多个父节点信息和若干条中继路径。对已有的路由设置权值，并不断更新该权值，在运行一段时间后，可以得到基于路由结构的一个相对稳定的加权图。在此基础上，设计最优路径的查找算法，由集中器发送数据请求，同时根据抄读的结果优化中继路由。

5 数字化采集系统的应用

这种系统的应用提供客户负荷使用信息，对客户的用电情况有指导作用，用户在的网站上了解自己的用电情况，以便调节自己的用电计划。同时，也能够为供电企业提供用电信息资料，实现供电方案的合理优化。采集系统连接了用户和供电企业，使他们能够进行信息交换。随着电力系统改革的不断加强，电网输出工作的每个环节都进行了细致化分析，与市场连接在一起，实现了电价的市场化过度，方便了供电企业的同时，也方便了用户。

6 数字化用电信息采集系统发展趋势

关于采集终端的发展，数字化用电信息采集系统的采集终端进行数据采集和传输，主要过程是，采集电表的数据并且将数据传输到集中器，采集终端在执行命令的时候主要有两种形式：一种是集中器直接对电表数据进行采集，发到总站；另一种是先对电表数据进行采集，然后把数据发送给集中器。目前，电能表、采集器、集中器之间相互通信的方式主要采用功率的无线通信的方式，随着双向交互的实现，数字化的信息采集系统的严谨性又进一步加强，能够达到可预测性的水平。

在双向通信架构这方面，主要有四种通信方式，由于各个方面的要求和相关因素的限制，数字化的信息采集系统都采用GPRS/CDMA和230兆赫兹的无线通信模式，两种方式在造价方面以及控制方式等都比较好，但是在实际的工作中系统的安全性很差，科技不断发展，这种技术将逐步被光纤技术代替，会达到更高层次的要求。

数字化系统中的智能电表，就目前智能电表具有的功能而言，还具有很大的发展空间，能够在实现所有功能的基础上成为一台计量的中心设备，实现用户和供电企业信息的逐步交换。

7 结束语

电力系统中的用户信息采集系统的数字化建设，降低了供电器也的人力资源的支出，满足和客户的不同需要，提高了供电的可靠性，电力企业本身也需要向资源节约型的企业发展，采用这种数字化的采集系统能够实现供电方案的优化配置，以及帮助用户合理规划用电量等很多方面，实现了电能的节约，所以采用这种系统，对供电企业的发展具有很重要的意义。

参考文献

[1] 郑彩英，鲍雅萍，李成铁等.基于无线SCADA的电网参数采集系统设计应用[J].仪器仪表学报，2006，27（z1）：156-158

[2] 张卫华.用电信息采集系统在智能电网中的应用探讨[J].城市建设 ，2013，（23）.

[3] 禹志辉.智能电网下的用电信息采集系统[J].黑龙江科技信息 ，2013，（21）：51-51.

[4] 康丽雁，张冶，蔡颖凯等.电力用户用电信息采集系统在智能电网中的应用[J].东北电力技术，2013，34（7）：50-52.

[5] 朱强，李丽君.智能电网风电场信息采集系统的设计及工程应用[C].//2011年中国电机工程学会年会论文集.2011：1-