用电信息采集系统在配网运维管理中的应用

李兴春

摘要：近年来我国电力体制改革不断深入，市场竞争呈现出日益激烈的态势，以及客户需求也变得多样化、个性化。面对新形势和新挑战，国家电网基于智能电表的数据，通过用电信息采集系统实现公用配电变压器停电信息监控、配电线路停运信息研判及公用配变异常运行工况监测等需求，为供电服务指挥系统建设内容提供良好的基础。

关键词：用电信息采集系统;配网运维管理;采集模型

一、用电信息采集系统概况

用电信息采集系统主要功能为：实时监控、收集和处理电力用户的用电信息、实现电力信息的自动采集、测量异常检测、电能质量检测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能电力设备信息交换等。为实现阶梯电价电费自动结算、远程和本地费控等营销业务提供了技术支持。由于对用户的实时监控，不仅有利于分析电力线路的使用和损坏情况，使操作人员能够及时发现电路故障。此外，它还可以分析和研究功耗不稳定用户的用电情况，并确保用户用电的安全性和稳定性。因此，使用用电信息采集系统可以提高效率，并且还可以自动检测分析诸如不稳定电力使用的意外情况，以防止窃电、漏电的发生。在实践中，系统的应用效果也令人印象深刻。

用电信息采集系统由主站系统、通信信道和采集设备三部分组成。主站系统的主要功能是业务应用，数据采集，控制执行，预通信调度和数据库管理。通信信道用于系统主站和采集终端之间的远程数据通信。采集装置负责收集和提供整个系统的原始用电信息，通常是现场安装的终端和计量设备。

电力信息采集系统的对口用户主要包括大型专用用户，中小型专用用户，低压三相工商用户，低压单相工商业用户、低压居民用户、配变台区计量点等6种类型的用户。通常电力公司都会根据用户用电需求的不同来设定不同的采集任务，从而实现合理的供电、采集和维护，详见表1。

二、用电信息采集系统和台区管理中存在的问题

2.1用电信息采集系统主站存在的问题

（1）系统档案问题

主站系统基础档案不完善。电力用户用电信息采集系统在使用的初期，由于建档人员未经过统一的培训，从而导致专、公变表计参数错误或地址不匹配等问题，造成建档时档案信息和实际表计的信息不一致，最终导致后期进行数据整理与计算时出现错误。

（2）主站运行不稳定

随着智能化的蓬勃发展，信息采集已经进入无人化，但是采集终端接入数量的迅速增加，所采集的信息量也随之几何倍增，同时主站下发信息查询指令并计算数据时，因为服务器的运行速度往往不足以处理庞大的数据，导致系统卡机、瘫痪的情况时有发生。这些问题也影响了对现场情况的及时判断，从而耽误了抢修救援的最佳时机。

（3）数据合理性分析不完善

虽然用电信息采集系统可以正确地记录下用户出现计量表飞转和倒转问题，但是仍然无法对于出现这些问题的具体原因作出明确诊断。因此，目前无法消除效数据，也无法通过计算补全缺失数据。

2.2采集终端及电能表存在的问题

（1）协议不统一

目前，大多数采集终端使用Q/GDW1376.1协议，电能表使用DL/T645-07协议和衍生版本。由于协议的标准不完全统一，协议之间需要提前完成相互转换才能正常运行，从而无法完全保证数据采集过程中的高效性和成功率。

（2）采集终端采集的数据不同期

由于现场设备故障以及电能表时钟电池的原因，造成采集数据异常或者冻结数据不是每日零点的冻结值，影响了用户计算电费以及线损的计算。

（3）采集终端与电表模块不兼容

由于采集终端与电能模块间存在兼容性问题，而且采集模块也会出现不稳定的情况，这些问题造成了载波日冻结抄表失败，用户用电数据无法采集和传输。

三、用电信息采集系统改造与扩充

3.1台区多集中器采集模型改造

台区关系模型对营销同期线损的计算影响较大，通过集中器的升级改造利用载波通讯的特点实现台区档案抄收，采集系统增加相应的功能模块实现集中器抄收台区信息与营销档案基础信息分析比较的功能，以便运维人员进行查看和处理。改造用电信息采集系统现有台区-终端档案管理模型，实现对单台区下挂载多个集中器的数据采集模型。为了完成智能电表的曲线数据采集，通常需要台区中的多个集中器配合完成，具体方案为：令1台集中器为主、其余多台集中器为辅，同时采集台区内电压、电流、功率、功率因数等曲线数据。

3.2通讯规约扩展

通常，采集终端的通信规约不一致，因此在应对不同事件时，往往需要制定不同终端、智能电表事件采集方案。详见表2。

国网陕西省电力公司用电信息采集系统主站与采集终端主要通讯方式包括GPRS无线通信方式和230MHz无线通讯方式。

采集终端和电能表之间的通信模式一般可分为三种类型：RS-485总线通信模式，微功率无线通信模式和电力线载波通信模式。

用电信息采集系统主站与采集终端之间的数据交互协议主要包括负控制版本4.1协议，Q/GDW376.1-2009版规约、Q/GDW1376.1-2013版规约。

通信协议的扩展分为两部分。一是修订用电信息采集系Q/GDW1376.1-2013《电力用户信息采集系统通信协议：主站与终端通信协议》中电压曲线、电流曲线、功率曲线、功率因数曲线数据通讯规约，实现5分钟曲线数据采集。二是扩大用电信息采集系统数据Q/GDW1376.1-2013《电力用户用电信息采集系统通信协议第1部分：主站和采集终端通信协议》，扩展系统主站和终端事件数据采集协议，实现全表事件采集。

3.3推广面向对象通信协议

面向对象协议是基于采集主站、采集终端、现场智能电能表数据交互时所用到的数据转换协议，该协议区别于1376.1协议，是一种全新的数据交互方式。根据前期測试工作，已于2017年7月份完成了主站功能开发，实现了面向对象协议与645协议的电能表数据完整交互，确保现场数据采集的稳定性。面向对象协议采集应用模块能够实现灵活配置采集终端的数据采集方案、事件采集、上报方案，便于采集终端的多样化管理。在安全性方面实现多级加密策略，用户用电数据、采集终端及电能表事件上报、参数更改、控制命令下发利用不同的加密等级，提高数据传输的安全性。推广面向对象的通信协议，提高用电信息采集系统的性能，并根据电压信息，电流曲线，功率曲线，功率因数曲线等存储数据模型，实现5分钟曲线数据采集入库。

四、结论

本文介绍了用电信息采集系统的现状，分析了用采系统和台区管理存在的问题。针对这些问题，提出了用电信息采集系统的改造和扩展方案，同时，需要加强台区之间的交流，合理规划台区用电采集系统的建设，培训专业技术人员，提高配电网运行维护的效率和管理水平。

参考文献：

[1]钟清，孙闻，余南华，等.主动配电网规划中的负荷预测与发电预测[J].中国电机工程学报，2014，34（19）：3050-3055.

[2]叶盛.配网设备状态检修及运维管理措施[J].低碳世界，2016，18：36-37.

[3]张琳.关于配网运维管理过程中的关键问题分析[J].科技创新与应用，2017，07：199.

[4]杨君.电力配网运维管理问题探讨[J].黑龙江科技信息，2014，30：69.