摘要：用电信息采集系统是集现代数字通信技术、计算机软硬件技术、电能计量技术、电力负荷管理技术和电力营销技术为一体的综合性、实时性信息采集分析处理及数据应用平台。目前,用电信息采集系统在我国各大电网公司得到了一定的应用。随着智能电网的建设和通信技术的不断发展,用电信息采集系统也面临着一些新的需求,如能够支持需求响应的高级量测体系(advancedmeteringinfrastructure,AMI)、智能用电双向交互技术等,为了适应智能电网的发展需要,在建设新的用电信息采集通信网络时有必要充分考虑智能电网的发展趋势,适应新的发展需求。通过对用电信息采集通信系统的基本构架、现有基本通信手段以及面向智能电网的通信技术进行详细的对比分析,旨在为新建的用电信息采集通信系统实施方案提供应用依据。
关键词：智能电网；用电信息采集；通信技术
1用电信息采集系统概述
用电信息采集系统是智能电网建设的物理基础,它以公共的移动通信网络、电力专用通信网络、移动无线、光纤网等作为通信载体,具有数据采集、远程抄表、用电异常信息报警、电能质量监测、线损分析和负荷监控管理等功能。系统主站由数据库服务器、磁盘列阵、应用服务器、前置服务器、接口服务器、工作站、全球定位系统(GPS)时钟、防火墙以及相关的网络设备组成,主要完成数据采集、控制执行、业务应用等功能。通讯信道是采集终端和系统主站通信的桥梁,包括多种通讯方式,主要有GPRS/CDMA、有线电视网(CATV)、230MHZ无线专网、光纤专网、电力载波网络、微功率无线、RS485等。对于同一套主站,其系统同时具有多种通信方式。
2用电信息采集通信技术简介
通信技术是用电信息采集系统功能实现的重要基础,通信技术的性能、承载能力保证了用电信息采集系统功能的多样性和数据的安全性,在整个系统中起着至关重要的作用。
在现阶段智能电网建设中用电信息采集系统采用的通信信道主要有远程通信方式和本地通信方式两种。其中远程通信方式主要有230MHZ无线专网、GPRS/CDMA、光纤专网、CATV(有线电视网)等,本地通信方式有窄带电力载波、宽带电力载波、RS485、微功率无线通信等。
3电力信息采集系统业务需求及解决方案
3.1需求分析
电力信息采集系统主要通过智能终端，将用电量、功率分析、供配电质量等信息数据集中在数据表中。然后，通过有效的信息技术手段，与智能监控平台进行交互。电力信息采集系统的主要业务需求包括电力营销需求、社会和客户需求以及其他专业业务需求。目前，国内电力公司正在逐步推进抄表自动化业务。这种管理模式不仅可以逐步实施关税，而且可以达到加强关税回收的目的。社会和客户需求主要是节能、电力成本分析、电力优化和安全生产等方面的信息需求。其他专业业务需求包括电力交易、财务管理、电力公司生产、财务和财务管理等，专业化需求更加明显。
3.2解决方案
在智能电网中应用电力信息采集系统通信技术时，为了满足上述不同环节电力管理的需要，有必要从自身的角度逐步建立和完善智能监控平台和终端表，以实现最佳的开发。开发数据信息采集和软件平台。例如，信息数据采集链路，在电信信息采集系统通信技术的配合下，可以实现系统的电力数据自动采集工作，对负荷、电能质量、事件记录、工况数据等信息进行综合采集、整理，从而提高了系统的可靠性。为电力信息数据的后续管理和综合应用奠定了坚实的基础。
4面向智能电网的通信方式比较研究
用电信息采集系统最重要的支撑是低压用户侧的本地通信网络以及系统主站侧的远程通信网络,要安全、可靠、稳妥的实现面向智能电网的用电信息采集,迫切需要解决用电信息采集系统的通信问题。由于低压电力用户基数大、覆盖面广、建设难度大等原因,长期以来缺乏实用的通信技术解决方案与建设模式,目前出现的一些通信方式都无法较好解决这一问题。
如何有效解决智能电网中用电信息采集过程中的通信问题,满足目前正在迅速发展的智能电网用电信息采集的需求,提高系统在智能电网中发挥的作用,成为目前迫切需要解决的关键问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但它对通信技术的应用有着一定的技术要求,具体如下:一是系统需要传输的信息应该具备高可靠性,确保100%的数据采集成功率,即高可靠性;二是随着智能电网的不断推进,系统要求采集的信息种类以及表计数量都会大幅增加,即信息采集时间短;三是由于通信技术所应用到的采集终端、表计数量庞大,因此需要系统所使用的通信技术具备低功耗特点,即功耗低;四是由于系统采集的用电信息涉及到用户个人的资金等敏感信息,因此需要通信传输具备较高的安全性能,即通信安全性高。
在远程通信方式中,相对于其他几种通信方式,光纤专网传输频带宽、传输速率快、抗干扰能力强、传输距离远、传输质量高且可扩展性较强,适合应用在用电信息采集系统远程通信信道中,而且光纤通信技术也逐渐成为电力通信领域的主流传输技术。
在本地通信方式中,相对于其他几种通信方式,RS485通信方式可靠性高、实时性强、通信速率较快、受环境因素影响小,并且在数据传输中可以进行双向交互,适合在用电信息采集系统本地通信方式中选用。
5通信技术在智能电网电力信息采集系统中的应用
5.1光纤通信技术
光纤通信技术由用户端的本地光路终端、光分配网络和光网络单元组成。采用点对多点双向单光纤接入系统。光纤通信技术中的EPON无源光网络技术是一种能够实现多点组网的新型光纤通信技术。此外，PON技术应用于系统的物理层，通过以太网协议可以顺利实现网络连接。目前，光纤通信技术在我国电力系统中的应用已经逐步发展成熟，可以满足大部分的使用需求。与其他技术相比，光纤通信技术的应用可以提高配电管理公司电力信息采集系统的自动化水平，为现代电力系统的规划和建设提供更强有力的电力支持。
5.2中压电力线载波技术
中压电力线载波技术，主要通过电力线作为基本通信介质。在实际应用中，该技术不需要铺设专用通信电缆，具有部署方便、管理方便等优点。电力信息采集系统通信技术中的中压电力线载波技术可以根据工作频段的不同，将3kHz～500kHz的工作频段载波通信和1MHz～30MHz的宽带载波通信进行分类。电力线载波通信技术主要通过这种特殊的通信方式在网络系统中传输信息和数据。但在实际应用中，网络环境和电力系统中的复杂时变特性、噪声干扰和传输衰减都会对该技术产生影响，在区域配电网中的应用效果不理想。
5.3无线通信技术
除上述两种技术外，电力信息采集系统通信技术中的无线通信技术在现代网络系统和供配电管理领域得到了更广泛的应用。无线通信技术包括无线公网通信技术和无线专用网通信技术。在具体应用中，无线公网通信系统主要包括CDMA、3G和GPRS等形式。中国对TD-SCDMA拥有自主知识产权。该技术目前正处于试用推广阶段，在实际应用过程中，应用范围和开发规模较小。在电力通信系统中，无线公网技术不需要应用于专用频段，维护方便，建设成本低，具有良好的发展前景。
此外，无线专用网络通信技术主要包括TD-LET、WiMAX、MCWILL等形式。其中，WIMAX和MCWILL产业联盟在中国工业信息产业的指导下，建立了相应的电力系统管理技术体系。这类制度相对封闭，产业链还存在缺陷。相比之下，中国的TD-LET是从传统的3G标准发展而来的，是一种具有自主知识产权的4G通信技术。该技术在电力系统中也具有良好的应用效果。TD-LET主要基于230MHz频段的结构。国内大多数电力系统都采用了这一技术，并在实际开发中取得了良好的应用效果。
结论
本文详细介绍了用电信息采集系统的发展现状、应用前景以及主要架构,提出了现阶段智能电网建设中用电信息采集系统通信技术应用所面临的突出问题,针对问题将用电信息采集系统中需要用到的各种通信方式进行比较,可知在其远程通信方式中,选择光纤专网通信方式较为合适,而在其本地通信方式中,选择RS485通信方式较为合适。
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论文作者:王国栋
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/7/15
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