基于用电信息采集系统的农村低电压采集和治理

华 隽

(国网河南省电力公司，郑州 450000)



基于用电信息采集系统的农村低电压采集和治理

华 隽

(国网河南省电力公司，郑州 450000)

讨论了基于用电信息采集系统的农村低电压采集策略以及治理措施。研究表明，基于用电信息采集系统开展农村低电压治理工作，对支撑和提高农村电网供电质量有重要意义。

用电信息采集系统；低电压治理；农村电网

随着经济的发展、科技的进步，农村生活水平有了很大的提高，各种各样的大功率电器陆续走进村民家中，农村用电量逐年增加，电网的用电压力也相应增大，低电压现象日渐显著，并开始制约农村经济的发展和生活水平的提高[1]。在农村地区，低电压运行具有很多危害，根据统计资料显示，用户电压每降低10%，则照度降低约35%；严重时会使如水泵等电动机械停止运转或无法启动：例如电压降低到额定值的80%时，变压器和线路输送的有功负荷只有额定容量的64%；更有甚者会造成电压崩溃和大面积停电事故。

近年来，智能电能表的大规模推广和普及，用电信息采集系统不仅实现了客户用电量的日监测功能，而且实现了客户电压、电流以及功率因数的在线监测。基于用电信息采集系统的配电网管理方面应用逐步深入，通过用电信息采集系统可以有效开展远程费控、线损分析、低电压治理、防窃电等工作。为充分发挥用电信息采集系统数据支撑作用，配合开展农村地区低电压治理工作，本文从用电信息采集系统低电压采集策略入手，深入探讨农村低电压治理工作的可行措施[2]。

1 用电信息采集系统建设及应用情况介绍

用电信息采集系统以智能电能表为依托，通过信息的智能传输和交换系统，已实现采集主站内所有专公变用户、低压用户用电量的日采集功能，不仅有效克服了传统人工抄表周期长、抄表误差率高的缺点，而且实现了配电网多项运行指标的实时在线监测，为配电网的精益管理提供了重要数据支撑。用电信息采集系统硬件基本架构如图1所示。

图1 用电信息采集系统硬件基本构架

其中，智能电能表是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，拥有电量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能。用电信息采集终端(简称终端)是可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备；用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端(包括集中器、采集器)、分布式能源监控终端等类型。采集主站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，能够实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能[3]。用电信息采集系统可以实现对所有电力用户和关口的全覆盖，实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压、电流、功率等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为有关系统提供基础数据，为电网运行管理各环节的分析、决策提供支撑，为实现智能双向互动服务提供信息基础。

2 基于用电信息采集系统的农村低电压采集策略

2.1 采集原理

电力用户整体分为专、公变和低压客户两类。专、公变的采集原则为：对全部专、公变总路(专用变压器结算计量点或公用变压器考核计量点)安装的采集终端或电能表开展电压、电流、功率3类数据采集，如图2所示。考虑到农村地区低压用户电能质量的要求相对单一，为减轻用电信息采集系统数据采集压力，提高用电信息采集系统各类数据采集成功率，对农村地区的低压客户结合实际选择部分“典型户”开展客户端电压数据采集。同时，为确保采集系统安全稳定运行，用电信息采集系统需要结合终端类型和通信条件，合理设置电压、电流、功率数据采集频度和时点。具体采集原理为：

(1)对于本地通信组网采用载波方式的，以台区为单位，选择10个以内的典型户(数量根据台区规模、拓扑结构和系统前置负载情况确定)，每周实现1天在负荷高峰时段，以1 h为间隔，实现低压典型户电压数据的采集。

(2)对于本地通信组网采用载波方式的，按照表箱选取典型户，在集中器中设置为重点用户，每日实现对典型户不超过12个点电压数据的采集。对于现场终端设备不满足重点用户设置技术条件的，每周实现1天在负荷高峰时段，通过采集系统主站对典型户的电能表进行电压瞬时值透抄，实现低压客户电压数据采集。

(3)对于本地通信组网采用RS-485方式的，按照表箱抽取典型户，在集中器中设置为重点用户，每日实现对台区典型户24个点电压数据的采集。对于采集失败的数据点,按照“就近替代”原则用同一表箱其它客户电压数据进行替代。

(4)根据低压客户的电压数据分析结果，区分出客户低电压出现可能性大、中、小的台区，分别选择100%、10%和1%的台区纳入采集。对纳入采集的台区选择典型户，每周实现1天在负荷高峰时段的典型户电压数据采集。

图2 用电信息采集系统电压采集流程

2.2 采集策略

对于专公变用户，一旦采集到台区总路出现低电压，即认为整个台区电压偏低，需要进行电压补偿。对于低压用户，根据现场智能电能表的采集覆盖情况，结合公变电压数据，按照“优先选择公变低压侧总路电压偏低台区、优先选择台区线路末端客户、优先选择用电高峰时段”的三优先原则实现用户电压数据的采集。同时，在公变台区总路电压数据采集基础上，通过数据分析，进一步优化低压客户采集策略：如果公变总路出现低电压，可以不再重复采集低压客户端电压数据；公变总路电压合格，需要在低压客户侧选择典型户作为电压数据采集对象。每个台区电压监测典型户原则上不超过20户，在午高峰(11:00～13:00)或晚高峰(18:00～21:00)时段，以小时为频度设定采集时点，实现电压数据采集(要求每日至少有一个有效采集数据)。如果现场设备和信道条件较好，可结合实际增加采集频度，提高低电压采集的实时性、准确度。

3 基于用电信息采集系统的低电压治理

用电信息采集系统由于自身的智能化、实用化，在不额外增加人力、物力的情况下，一方面解决了长期困扰农村地区低电压治理工作的电压监测难的问题，提供了大量农村用户的电压数据资料，根据这些基础数据，工作人员可以有效地分析出农村地区容易出现低电压的台区，通过对低压台区进行改造升级和无功补偿，进而实现对低电压台区内所有用户的低电压治理。另一方面，用电信息采集系统提高了农村地区电压监测的及时性，一旦监测到农村客户大规模出现低电压，可以及时采取措施，避免低电压现象的进一步恶化，有效提升了农村地区供电质量。具体措施有以下3个方面。

(1)依托新一轮农村电网改造升级工程，加强对农网薄弱地区的设备改造。结合新型城镇化、农业现代化和扶贫搬迁工程，通过新一轮农村电网改造升级工程，着力解决偏远山区、贫困地区普遍存在的电压不达标、不通动力电等问题，对10 kV、400 V供电半径、线径进行改造，消除低电压隐患。

(2)加强农村地区供电的维护管理。根据用电信息采集系统监测到的低电压数据，分析低电压问题产生原因，深入研究电网末端配电情况，对于频繁出现低电压现象的用户进行备案，加强供电设备的维修，对于落后的、陈旧的设备要及时淘汰更新，老化的线路要及时处理。

(3)对于那些暂时不能通过电网改造和设备升级进行低电压治理的线路和用户，建议在电网全局的角度进行电压补偿，在低电压现象频繁出现的地区建立无功优化系统。一旦监测到台区用户大规模出现低电压，即根据电压下降的幅度进行无功补偿电容投切操作，具体的投切容量、时间、频率需要根据电压下降幅度及台区负荷情况确定。

4 基于用电信息采集系统的低电压监测和治理典型案例

截至2015年底，河南公司已完成全省低压用户电压监测点的设置工作，其中终端重点用户参数设置52 533户，主站透抄任务设置246 138户，累计向设备(资产)运维精益管理系统(PMS2.0系统)推送专公变用户电压曲线等数据1.6亿条，低压用户电压数据3 274.6万条。目前，河南公司低压用户电压数据采集成功率已达到80%以上。

2015年，国网河南省电力公司在漯河供电公司试点开展了基于用电信息采集系统的低电压用户监测和治理工作。漯河公司根据用电信息采集系统建设情况，于2015年初，在所辖农村区域内选择部分容易出现低电压的典型台区，开展低电压监测和治理工作。通过在采集系统中对典型台区用户进行参数设置，完成了采集终端运行状态和数据完整性测试，实现了典型台区内所有用户电压曲线的实时召测和查询功能。同时，为进一步提升典型台区内采集数据的完整性和准确性，优化农村地区低电压采集策略，改变以往对每个台区只采集5～10个重点用户作为低电压监测和治理的数据采集原则，实现了典型台区内所有用户的电压采集和监测。对于专公变用户，除部分老旧终端每日采集24点或48点电压曲线、电流曲线、功率曲线外，其余终端均要求每日实现96点电压曲线、电流曲线、功率曲线的采集。对部分老旧终端，除每日采集24点或48点电压曲线、电流曲线、功率曲线外，要求每周实现一天在晚高峰(18:00～21:00)时段，通过采集主站以小时为频度设定采集时间对电能表进行电压瞬时值透抄。为确保硬件设施满足低电压采集软件升级需要，漯河公司又对现场运行采集设备进行改造，共计更换、升级低压集中器559台、排查治理台区500个、现场更换和调试居民用户1万余户。

为验证采集系统低电压数据的准确性，避免由于采集数据不准确造成无功补偿电容误投切，漯河公司工作人员随机赴部分供电所进行实地核查，根据采集系统后台实时提取的低电压用户清单，现场找到低电压用户，通过手机在主站实时召测该用户电压，并与用户表计内显示电压和用万用表实时测量的电压数据进行比对，确认无误后，再将低电压清单发配电管理部门进行无功补偿电容投切等一系列低电压治理。通过比对验证表明，漯河公司采集系统低电压数据的准确性已达到90%以上，有效地支撑了农村地区低电压治理工作[4]。截至2015年9月份，漯河公司已经实现所辖区域内35万用户的低电压实时采集和监测，累计发现低电压台区600余个，低电压用户4.5万户,并及时将相关低电压用户数据向运维检修部和客户服务中心推送。配网运行管理部门接收后，能够通过无功补偿电容投切实现线路升压的，按照就地进行补偿的原则开展低电压治理；不能及时有效进行升压处理的，转入农网次年改造计划，实现了用电信息采集系统电压监控与电网实用化的联动，为低电压治理工作的自动化监测和推广应用打下了良好的基础。

5 结语

用电信息采集系统是目前电网运行状态的辅助监测系统，根据新型城镇化的建设要求以及十三五农网改造规划，农村低电压治理工作势在必行。结合用电信息采集系统和农网升级改造、无功补偿等，对治理农村地区的低电压现象具有重要意义。

[1] 阮鸿飞, 连 宇. 浅析提高农村电网电压质量的措施[J]. 现代制造, 2012(21):23-24.

[2] 王 晴. 农村电网“低电压”综合治理措施[J]. 农村电气化, 2012(37):93-94.

[3] 陈 琦，李小兵，曹 敏，等. 电力用户用电信息采集系统建设的研究与探讨[J]. 陕西电力, 2011, 39(6):60-62.

CHEN Qi, LI Xiao-bing, CAO Min, et al. Study on Construction of Customer Power Information Gathering System[J].Shanxi Electric Power,2011,39(6)：60-62.

[4] 陈 盛，吕 敏. 电力用户用电信息采集系统及其应用[J]. 供用电, 2011, 28(4):45-49.

CHEN Sheng, LU Min. Power usage information acquisition system and its application[J].Distribution & Utilization,2011,28(4):45-49.

(本文编辑：严 加)

Acquisition Strategy and Control Measures for Low Voltage in Rural Areas Based on Power Consumption Information Acquisition System

HUA Jun

(Department of Marketing, State Grid Henan Electric Power Company, Zhengzhou 450000, China)

This paper discusses the acquisition strategy and control measures for low voltage in rural areas based on the power consumption data acquire system. The results show that the low voltage control in rural areas based on the power consumption data acquire system can provide significant support for improving the rural power supply quality.

power consumption information acquisition system; low voltage control

10.11973/dlyny201605008

华 隽(1983)，男，助理工程师，主要研究方向为用电信息采集系统建设、运维及应用。

TP274

A

2095-1256(2016)05-0567-04

2016-07-15