电力用户用电信息采集系统在智能电网中的应用

康丽雁，张 冶，蔡颖凯

(辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

自2010年以来，国家电网公司开始大力推广智能电能表应用与采集系统建设。采集系统建设是坚强智能电网建设的重要组成部分，是智能用电的重要支撑，是推广居民阶梯电价的基础。采集系统的建设目标为利用5年时间，实现覆盖全部用户、采集全部用电信息、支持全面电费控制的系统。

1 采集系统的构成

电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统。采集系统主要由主站、通信信道、采集终端和智能电能表组成。采集系统主站应用部署模式有集中和分布2种形式。目前，国网公司范围内大部分网省采用集中式部署模式。集中式部署是全省 (直辖市)仅部署一套主站系统，主站由数据库服务器、应用服务器、前置机、负载均衡设备、网络设备及备份设备等组成。地市公司通过信息内网登录到省公司采集系统主站。通信信道由远程通信和本地通信2部分通信网络有机构成。通过远程信道，系统主站与用户侧的采集终端设备间建立联系，下达指令和参数信息，收集用户用电信息。本地通信信道实现采集终端与智能电能表的信息传输。采集设备是指安装在现场的终端［1］，主要包括专变终端、集中器、采集器等。用户端安装智能电能表或具有远程传输功能的GPRS电表。主站、通信信道、采集终端和智能电能表4部分有机组合，构成了采集系统。

2 采集系统建设与应用情况现状

截止2013年1月末，国网公司范围内累计安装智能电能表1.26亿只，智能电能表覆盖率为41.2%，累计实现采集1.12亿只，27个省公司采集系统主站全面上线，系统处于全面推广应用阶段。系统主站具备基本应用、高级应用、运行管理、统计查询、系统管理五大菜单，各省结合本单位实际情况开展了采集系统应用，目前主要实现功能应用如下。

2.1 自动抄表

自动抄表发行的应用是对采集数据的基本应用，采集系统和营销业务应用系统之间以接口形式完成数据交换，采集系统同步复制营销客户档案以及抄表任务计划，在采集系统内执行采集任务，完成的数据上装到营销信息系统，供抄表发行应用，从而实现“无人抄表”;采集系统还可以通过与一体化缴费平台接口，将催费信息通过短信、E－mail、有线电视网络等平台开展催费工作，从而实现无人抄表、无人催费的“双无”抄表模式。

2.2 控制功能

负荷控制功能［2］是原有负控系统功能的完善和延续。当电力供需紧张时，采集系统可以通过给采集终端下发电量定值或功率定值，通过实时召测用户的用电数据进行监控，当用户用电超过定值时，对用户进行远程跳合闸操作［3］。目前，随着电力供需矛盾的缓解，负荷控制功能在采集系统中应用较少。目前应用较多的控制功能是费控功能。即现场安装具备费控功能的智能电表，采集系统主站通过接口接收实时算费系统、营销业务系统的催费命令，通过采集系统自动下发告警及跳、合闸命令，实现采集终端或电能表的远程跳闸，达到催缴电费的作用。

2.3 线损分析功能

通过实时、同步采集台区总表及台区用户智能电能表信息，可以准确计算台区线损，实现台区线损分析。利用采集系统实现台区线损分析可以保证数据的同时性，避免因抄表时间差引起的线损计算误差。通过与关口调度平台接口共享数据，实现10 kV线损分析，并为全网降损提供数据支撑。

3 采集系统功能的主要发展方向

采集系统的建设整合了原有各类分散的系统，实现了支持多种终端采集，支持多种通信方式，随着采集系统建设的不断推进，采集系统将发展成为数据采集量大、采集实时的全面的采集分析系统，并将与高级量测体系不断融合，为智能电网用电提供强大的技术支撑。

3.1 信息发布与双向互动［4］

采集系统采集了大量的用户侧信息，对数据进行深入分析、挖掘、应用，这是采集系统建设的主要方向。一是根据采集用户实时用电电量信息，系统自动计算用户剩余电费情况，分析出电费 (电量)余额不足用户。对于执行阶梯电价的居民用户，可以根据阶梯电价的梯度或用户人为设定提醒限值，分析出居民用户阶梯电量跨档预警信息，自动分析的结果应用手机短信、电话语音、电子邮件或有线电视等方式对用户进行电费催缴，满足用户人性化服务需求。二是提供大用户用电情况定制与增值服务。利用采集终端双向互动的特点，用户自行编制订阅模板，根据用户定制需求，向电力用户提供电网供需状况，电网的电量与负荷的准实时数据、电网有、无功数据以及用户自身用能分析等增值服务，提供统计到日的电量、电费、付费余额等用电信息，以及负荷、需量等准实时用电信息查询服务，满足用户差异化服务需求。三是提供高危及重要用户安全用电服务，利用采集系统监测用户用电负荷，延伸监测用户电气设备运行状态，管理用户周期巡检、设备预防性试验、隐患治理等信息，指导用户安全用电。

3.2 市场分析与需求侧管理应用

电力市场分析与需求侧管理应用需要大量的用户侧数据支撑，采集系统的建设正是在智能电网的用电侧提供了高效、海量的数据基础。采集系统支撑市场分析与需求侧管理应用。一是支撑电力销售市场分析预测，利用采集系统实现分地区、分供电单位、分线路、分行业大用户及特性负荷定期用电量数据监测和分析功能，充分利用采集系统历史及实时数据，提高市场分析预测的及时性、准确性及信息化水平。二是支撑有序用电管理，充分挖掘采集系统数据，实时掌握执行区域供需平衡状态、用户负荷信息，为编制有序用电方案提供科学依据;利用采集系统与营销业务应用系统的紧密耦合，实现有序用电方案及执行效果在采集系统与营销系统及时流转，提高有序用电方案执行的规范性、高效性、公平性和及时性。三是支撑大用户能效服务，根据大用户需求，依托采集系统功能，扩充采集系统数据传输规约，构建向大用户内部用电设备延伸的采集平台，提供大用户内部的分项负荷监测、能效数据统计，并结合能效数据管理平台，提供能效数据分析，开展能效服务。

3.3 辅助电能质量监测与可靠性统计应用

一是开展台区电压监测，通过采集系统采集台区总表的电压、电流、功率等数据，同时通过在采集任务配置中增加台区总表电压、电流、功率等数据巡测任务的方式，定时监测配变台区变压器出口及部分用户电压状况，辅助电压质量监测。二是开展台区三相不平衡监测，通过采集终端三相电压电流幅值数据，定时监测配变台区三相负荷不平衡度，为低压负荷平衡提供数据支撑。三是辅助开展供电可靠性统计，挖掘电能表掉电、全失压等事件记录及统计功能，支撑基于用户电能表的供电可靠性指标统计机制。

3.4 辅助业扩报装、故障抢修业务应用

业扩报装是营销业务的重要内容，故障抢修是体现电力营销优质服务的重要窗口。此两项业务均可以利用采集系统的功能实现优质服务的提升。一是辅助业扩报装方案制定［4］，依托营销、配电系统数据共享与业务融合，增加采集系统与营销系统WebService接口，由采集系统提供指定台区变压器、线路的日最大负荷，根据变压器线路或变压器额定容量计算可用容量。结合营销GIS应用，为供电方案制订提供依据。二是辅助故障抢修业务应用，梳理分析故障抢修业务采集数据需求，充分运用采集系统实时数据，并通过采集设备及计量装置断电信息推送服务，构建配网故障智能定位数据模型，提高故障判断和定位能力，提升故障抢修协同服务水平。

4 结束语

采集系统在降损增收、节约管理与人工成本方面发挥了显著的经济效益;在支撑“大营销”体系建设、居民阶梯电价执行、防范电费风险、提高用工效率等方面取得明显管理成效;在智能电网、优质服务、有序用电、节能减排、分布式电源接入等方面提供了坚强技术支撑，取得突出社会效益。采集系统是用电营销管理中不可缺少的技术支持，为供电企业做好电力需求侧管理以及加强与客户之间的信息交流，提供了一个有效的技术平台［5］。作为智能电网的重要组成部分，承担着用户用电信息采集、实现资源共享、实施监控电网运行，保证电网安全有序运行以及全面电费控制的重要职能。成为沟通供电企业与电力客户之间最便捷的桥梁和一种立足于双重服务的信息中心。通过深入挖掘采集数据价值与应用，促进采集系统应用范围和效益最大化，全面提升营销管理与服务的信息化、自动化、智能化、互动化水平。

［1］杨 烨.用电信息采集系统及低压集中抄表终端建设浅析［J］.青海科技，2010，20(3):50－51.

［2］孙 莉，董化新.客户用电信息采集系统发展方向初探［J］.山东电力高等专科学校学报，2010，13(4):4－7.

［3］刁培忠.用电信息采集系统在电力企业的应用分析 ［J］.中国电力教育，2010，29(9):254－256.

［4］国家电网营销〔2013〕101号.国家电网公司关于加快用电信息采集系统深入应用的意见［S］.

［5］王晓峰，李庚清.用电信息采集系统发展新趋势［J］.电力需求侧管理，2010，12(5):59－61.