用电信息采集系统的设计与实现

王梓舟

引言：智能化电网管理是现阶段电网管理核心内容，在电网管理中，必须要各项管理要素实现数字化、智能化。用电信息采集系統是智能化电网管理中重要的组成部分，符合国家电网改造的基本要求。本文从用电信息采集的设计要求、运行管理、功能应用等几方面对用电信息采集系统设计做简单分析。

用电信息采集系统属于系统化集中管理过程，从我国各地方电力企业电力系统管理而言，整个采集系统建设仍然受到运行管理与资金等方面的影响；同时，光纤、卫星通信等技术的进步，为采集系统进一步发展提供可能。因此必须要根据电力企业电网管理的具体要求，对用电信息采集系统功能设计做分析。

一、用电信息采集系统关键技术

1、信息采集技术

在信息采集过程中，电能表是信息采集的主要媒介，通过电能表，完成对一个或多个数据采集，采集结束后对相关数据进行处理、储存，并将数据传输至主站系统中。因此，信息采集技术的采集起始点是用户端电能表，从用户端电能表工作原理与测量结构运行要求来看，电能表主要表现为机电脉冲式与全电子公式两种电表形式；而输出接口可划分为：RS-485型与低压配电线接口型两种。从功能来看，机电脉冲式电能表的工作方位（测量结构）与感应系电能表，都是依靠电子电路完成对数据测量；但由于机电脉冲式电能表主要依靠脉冲方式完成输出，信号在输出过程中易出现数据丢失或多脉冲现象。

2、信息传输技术

（1）有线通信技术

①有线电视电缆：通过已有电视电缆进行数据传输，这种传输方式更适用于中小型居民居住区。该传输方式具有传输质量高、信息总传输量大等优点；若在管理中能进一步增加有线电缆覆盖面积，传输效果将会进一步提高。

②RS485总线传输：该传输方式具有传输稳定、速度快等优点，是当前国内一种常见的通信传输方式；但该传输方式在布线过程中需要投入大量人力资源，总线受到破坏后，需要重新进行管理。

（2）无线通信技术

①红外线传输技术：该技术需要在一段距离内对某一位置进行定点，并完成两点之间的无连接数据，具有操作简单、经济效益好等优点；但该技术需要人工操作，对距离、接收等因素具有较高要求，更适合于用户集中区。

②无线电波传输技术：该技术分为现场手抄（无线抄表）与远程无线抄表两种形式。现场手抄所使用的无线装置功率略低，与红外抄表方式类似，但距离长于红外抄表；远程无线抄表通过大功率无线电台，对数据进行远程接收，是一种相对成熟的抄表技术。

二、系统建设

1、主站建设

由于不同客户在电力能源需求中具有明显差异，导致不同用户的用电环境、客户端类型、远程信息通道等方面存在不同。以国家相关要求来看，必须要以“统一”与“集约”两方面为基础，以实现电力企业营销战略为核心，建立完善的用电信息采集平台。

在主站建设过程中，必须要对对数据通信模式进行分析，本文从远程网络与GPRS移动数据通信业务两方面进行分析：

（1）远程网络

本文对光纤通信模式下的远程网络传输进行分析，具体结果见图1。

图1 光纤通信模式下的远程网络传输

注：在光纤介入之前，采集服务器、路由器与光电转换皆属于主站系统；经过光纤介入后，路由器与终端属于采集对象。

通过光纤介入，主站系统完成对采集对象的数据管理，能完成对信息的实时控制。现阶段，光纤主要分为无源光网络与有源光网络，其中有源光网络应用范围更加广泛。

（2）GPRS移动通信业务

从功能上讲，GPRS技术的优势主要体现在以下几方面：

①结束时间短

②传输效率高

③资源利用率高

本文根据电力企业对数据传输的速度要求、持续性要求入手，对GPRS技术的主要设计流程做分析，具体结果见图2。

图2 GPRS技术通信流程

注：通信设备与防火墙属于主站系统，无线模块、终端设备、无线模块与终端表示采集对象。

主站系统建设除上述两种技术之外，也包括PSTN与230M无线专网。本文对4种技术各项数据进行统计，并进行比较，具体结果见表3。

表3 不同远程通信技术比较

由表3可发现，光纤通信除建设成本不具备优势外，其他多项选项均符合用电信息采集的基本要求。因此本文认为，在具体功能选择中，必须遵循下列几点原则：

①在无成本压力的情况下，优先选择光纤通信技术；

②在系统建设初期，可先通过GPRS技术构建Vlan网络；

③若建设过程中发现230M无线专网覆盖，要优先考虑利用本地资源；

④PSNT可作为通信的一种辅助手段。

2、数据采集与计量装置检测

（1）数据采集

可设置自动采集权限，重点对电力用户计量点电能值、负荷瞬时用电总量、用户用电事件、当前电网电能质量等进行控制，保证数据的完整性与准确性，未接下来的电费结算提供依据。

（2）计量装置检测

通过主站，对各个监测远方电能计量装置进行运行信息监控，并分析当前装置的计量内容，根据内容判断故障信息与窃电形式等，可在第一时发现用户端的用电异常，并及时制定解决方案。

结束语

本文对用电采集系统中的与运行管理、模拟建设等方面做简单讨论，重点分析了主站建设中的通信方式建设，并通过比较不同通信方式，对系统的通信方式做确定。总体而言，必须要根据电力企业的实际需求，选择不同种类通信方式，以获得更好的通信结果。

参考文献

[1]崔鹏程，向铁元，等.基于3层C/S、B/S通信资源与业务管理系统的设计实现[J].电力系统通信，2013，27（16）： 68-72.

[2]张晶，王晓峰，李新家.电能信息采集系统运行及维护技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3]宇文肖娣.电力用户用电信息采集系统的研究与应用[D].北克：华北电力大学博士生论文，2011.

（作者单位：国网围场县供电公司）