福州供电公司 福建 福州 350001
电力用户用电信息采集系统（以下简称采集系统）是智能电网建设的重要组成部分，供电公司通过近年来的建设，采集系统建设已经基本完成。用电采集系统终端通道单一依托于GPRS/CDMA无线公共网进行传输。GPRS无线公共网络受气候、周边环境影响较大，容易受到干扰，数据采集的稳定性较差。GPRS无线公共网络带宽较小，数据传输速度较为缓慢。“配电变压器又大多位于地下室内，由于终端通道受限，用电采集系统数据采集功能，无法充分发挥作用 。电力线载波及微功率无线通信存在的问题：对现场应用通信方式进行分析的结果表明，在本地通信环节还存在着一定的局限性，即从集中器—载波表或集中器—采集器，目前采用的通信方式为载波或无线通信，这 2个方案都存在着明显的弊端：① 低压电力线路的通信环境恶劣，载波通信容易受电网阻抗变化、噪声、谐波等影响，造成通信不可靠；② 微功率无线通信受传输距离、建筑物阻挡、无线干扰等原因影响；该文章旨在对应用光纤通迅提高采集成功率进行应用探索。
一、原因分析
1、影响采集率的原因分析：
采集系统的数据采集通道较为复杂，由电力线载波、小无线、无线公网、无线专网、光纤等多种通信方式组合而成，故影响系统采集成功率的因素较多；经对多个采集台区进行分析，得出以下原因：
（1）SG186（注：电力营销业务应用系统，下同）中用电客户信息不对，用户与台区不对应，集中器无法与采集器通信。
（2）隶属关系中电能表与采集器、采集器与集中器不对应，集中器与采集器、采集器与电能表无法通信。
（3）电能表到采集器、电能表到用户专用变器（以下简称专变）终端的485信息线连接不良，表现在漏接、错接、接线反、松动、接触不良等现象。
（4）低压电网对电力线载波的干扰和衰减较大。
（5）相邻台区的载波信号产生串扰。
（6）低压无功补偿电容器对电线载波信号的干扰。
（7）使用无线公网和无线专网的集中器安装地点信号不好。
（8）使用EPON通信的集中器，因光纤受外力破坏造成通信中断。
（9）设备质量问题造成采集终端故障。
（10）雷击造成的采集设备和通信设备损坏。
二、要因确认
通过对以上10个影响采集成功率的要因验证结果进行逐一确认，最终确定影响采集成功率低下为主要原因是：
★ 1、隶属关系中电能表与采集器、采集器与集中器不对应，集中器与采集器、采集器与电能表无法通信。
★ 2、电能表到采集器、电能表到用户专用变器（以下简称专变）终端的485信息线连接不良，表现在漏接、错接、接线反、松动、接触不良等现象
★ 3、通迅传输通道不稳定。
验证过程如下：
隶属关系中电能表与采集器、采集器与集中器不对应，集中器与采集器、采集器与电能表无法通信。
确认过程：异动信息未及时更新导致现场缺陷判断出错，使采集成功率指标降低，异动信息包括运行转冷备用、缆化拆除终端、增（减）容、公变CT故障等。同时
低压小区的变－箱－户隶属关系不正确，导致流程无法正确传送，调试不成功，是成功率低的重要原因。
结论：该要因是近年来困扰采集成功率的主要原因，由于营销系统与配电系统变－箱－户隶属关系长期无法得到正确的梳理，导致信息不正确，采集成功率低下，因此“隶属关系中电能表与采集器、采集器与集中器不对应，集中器与采集器、采集器与电能表无法通信。”为要因
电能表到采集器、电能表到用户专用变器（以下简称专变）终端的485信息线连接不良，表现在漏接、错接、接线反、松动、接触不良等现象。
确认过程：由于各施工队伍的素质良莠不齐，现场检查时发现漏接、错接、接线反、松动、接触不良等现象较为严重，长期组织安排人员对该过程进行消缺处理，结论：“电能表到采集器、电能表到用户专用变器（以下简称专变）终端的485信息线连接不良，表现在漏接、错接、接线反、松动、接触不良等现象”为要因
通迅传输通道不稳定
确认过程：当前电力用户用电采集系统现场没有合适的稳定传输通道，导致目前主要采用GPRS/CDMA方式进行主站上行数据传输，因配变关口地形及移动运行基站设置影响，导致部分现场终端装置信号效果不佳，致使终端无法成功与主站连接；加之GPRS/CDMA分组业务无法保障业务服务质量（QoS），致使终端信息通道连接质量较差，断线超时等情况时有发生。如何能够建设稳定高效的通信传输通道，保证各终端实时快速地回传数据，是一个十分重要的问题。
结论：因此确认“通迅传输通道不稳定”为要因
三、对策探索
（一）对策实施一：正确梳理户变隶属关系
1、措施一：通过对小区各台变停电正确梳理户变隶属关系。
2、措施二：利用本地下发参数的方式，由集中器抄表的来梳理户变隶属关系
由于SG186营销业务系统与配电GPMS系统中户变隶属关系混乱错误，影响用电信息采集系统中低压采集工作的安装调试，两个系统中的户变关系档案混乱，影响低压采集成功率。
所以可以采用通过集中器抄回的数据来分析采集对象的隶属。通过集中器的数据分析来明确采集对象的隶属关系，加快智能表与低压采集系统的安装调试进度，提升采集成功率，促进低压采集系统的实用化。提高小区的低压采集成功率，提高单轨制抄表和智能表的远程监控。通过建设用电信息采集系统，能实时监控电能表工作状态，及时发现、处理电能表故障，减少因表计故障给客户用电带来的影响；远程自动抄表，有效提高抄表准确性和抄表工作效率，避免人工抄表可能带来的差错。
（二）对策实施二：通过技术措施，提高采集成功率
1、措施一：采用多渠道通信手段建设配用电用户的用电采集通信网络。
利用配网自动化改造过程中原先预埋的光纤，以避免重复建设。我们从24芯光纤中抽取出1条，通过无源光设备接入采集终端。随着采集成功率的提高，表示采用基于EPON技术以光纤通信方式采集数据比无线通信更稳定可靠，采集速度更快，支持远距离传输。同时由于采用配网光纤，具有更高的安全性和保密性。经过实地检测，配网自动化系统和公变采集系统通过同一光纤上进行数据传播，互不干扰，运行良好。
采用多渠道通信手段建设配用电用户的用电采集通信网络。使用光纤覆盖至所有配电线路、客户端、配电终端站点、台区站、变电站出线关口、分布式能源计量关口等。利用光纤网络的优势解决，通道建设和采集数据实时性的问题。用以承载配电自动化、用电信息采集、营销一体化服务等各类配电营销业务。
2、措施二：采用复合通信技术对提高用电采集成功率
复合通信系统组网如图 1所示，以台变为中心，在每个台变安装 1台集中器，每个居民计量表箱内安装 1台采集器。采集器通过 RS-485信号线采集电能表的电能量数据，通过载波通信方式将数据传送给集中器，然后集中器通过光纤通信方式将居民表、台区考核表的电能量数据传送给主站。本地信道为RS-485+载波通信方式，通信成功率高；远程通信信道可采用光纤通信方式，传输稳定可靠。
同样的环境条件下，对比复合通信、载波、无线通信，在复合通信测试时，集中器和所有采集器均通信成功；结果表明复合通信成功率远大于单纯载波或无线通信的成功率。
论文作者:伊玉云
论文发表刊物:《科技中国》2016年7期
论文发表时间:2016/10/19
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