摘要：电力用电信息采集系统融合了计算机技术、现代通信技术、电能计量技术，不仅是智能电网的重要组成部分，也是技术创新背景下新技术的产物。该系统的应用实现了电力企业营销抄表、核算、收费模式的重大变革，彻底改变了传统的负荷控制管理理念和方法，大幅度提高了计量装置在线监测和故障处理的技术水平，有力支撑了“集抄集收”和防窃电业务的开展。本文主要研究了用电信息采集系统的关键技术，并就其在线损分析、用电检查等方面的应用进行了分析。
关键词：用电信息采集系统；技术研究；深化应用
前言
电力系统在优化配置各类能源以及在全社会范围实现能源节约的作用日益突出，这是建设智能电网的目的之一。在用电环节实现智能化，最基础的工作就是建设用电信息采集系统。尤其是随着智能用电服务体系的建设，集中抄表、缴费和售电、能效测评等智能用电服务的大量涌现，迫切需要可靠、实时、安全的电力用户侧用电信息采集系统提供基础用电数据支撑。由此可知，加强电力用电信息采集系统的技术研究，推进采集系统的应用已刻不容缓。
1电力用电信息采集系统关键技术研究
1.1通信技术
应用的通信技术分别称为本地通信技术和远程通信技术。
本地通信网络用于现场终端到表计的通信连接，传输距离一般较短。高压用户终端与表计一同安装在计量柜内，一般采用RS485方式通信。而对于低压用户，一个公用配电变压器下有大量电力用户，用电容量小，计量点分散。为了将用电信息采集的成本控制在一个可接受的范围内，需要通过一个低成本的本地信道方式将信息集中，再进行远程传输到系统主站。在低成本解决方案中，低压电力线载波、微功率无线、RS485通信、M-BUS总线通信成为可选择的方案[1]。
1.2数据处理技术
在用电信息采集系统中，采集器从电能表采取数据，按照约定的规约进行变换，组装成数据包，通过通信信道传输到系统服务器，系统服务器接收到数据后，按照规约将数据包解析并加工成一定格式的数据，存储到系统数据库中。用户或者系统管理员使用时，系统应用程序从数据库调取数据，并根据用户的需求对数据进行加工，转化为信息展示给用户。常用的处理技术有：集群技术。它是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机系统，它们构成了一个组，并以单一系统的模式加以管理；网络负载均衡技术。它提供了一种廉价、有效、透明的方法，通过将大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间，以单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性；批量终端装接的并发处理技术。它解决了多线程的复杂调度问题，也从根本上化解了终端装接流程排队等待的矛盾，大幅度提高了终端装接的性能，使其处理能力仅依赖于网络带宽，彻底破解了超大规模系统大批量终端安装效率低下的难题。
1.3业务处理技术
（1）多通信信道处理
前置通信模块是主站与终端通信的中转站，负责终端数据采集和接受终端上报数据。接受服务器发送的采集请求，向终端发送采集请求，并等待、接收终端回复的数据信息，返回给服务器。为适应各种不同通信环境条件，前置通信模块必须支持多种信道接入，包括230MHz无线专网、各类型中继转发设备、电力线载波等在内的多种信道[2]。
（2）自动装接技术
用电信息采集系统的终端、电能表安装及更替后需重新调试，人工调试时调试人员配备多，受现场因素影响大，且在调试过程中出现差错的概率比较高。自动装接技术的开发应用，简化了人工调试过程，减少了主站调试人员，避免了多个调试请求同时发起时的排队等待，减少了差错，提高了工作效率。
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（3）主站智能分析专家系统
主站智能分析主要弥补终端对计量装置在线监测中的不足，这一系统对终端产生的告警结合主站历史数据，应用异常分析数据模型进行再分析，可以较为准确地定位用电异常、窃电嫌疑等事件，并且操作人员可以自己设置异常告警优先级和选择需要显示的异常告警，主站智能分析专家系统会根据操作人员设置将上报的异常告警进行分析筛选后，屏蔽掉一部分不重要的，只显示重要的异常告警，同时提供异常摘要并具备相关异常数据查询等的链接。
2电力用电信息采集系统技术的深化应用
2.1线损分析与管理
一方面随着用电信息采集系统的不断发展和广泛应用，结合营销系统、调度自动化系统，使得配电网的运行数据能够及时、准确和全面地获取，准确统计线损和科学制定降损措施有了技术支撑：①抄表周期已经从人工抄表的每月一次提高到每日一次以上，统计数据样本数大大增加，统计周期可任意变化，所得统计结果可进行时间维度的随意对比；②抄表质量得到了极大提升，估抄、漏抄、错抄问题大幅度减少，即使发生抄错也能通过辅助分析手段及时发现；③总、分表实现了同步抄表，即使抄表时间不同步，系统也可调出同一时间点的电量[3]。
另一方面信息采集系统为线损的准确统计提供了支撑，可以统计任意周期线损，线损分析的工作不再受到时间的限制，随时可以进行线损分析。并且还采集了三相电流、功率因数、电压合格率、剩余电流等电参数，可以对多项要素进行线损分析；可以分析线路电压变化、功率因数变化、导线型号和变压器型号更改对线损率的影响，以及线损与历史数据的比较、类似线路或设备之间和各部门之间的线损综合比较等。
2.2与其他系统间的关联和交互
用电信息采集系统不但构建了一个对各类电力用户用电信息数据采集和管理的平台，同时也设计了与其他系统间进行数据共享的接口，为开展跨平台业务应用助力，对内可使网络化、扁平化的管理成为现实，对外可为优质服务提供数据支持。
（1）与营销系统的关联和交互
一是从保证信息一致性出发，采集系统中的全部用户档案信息和终端设备信息均来自营销系统。这种信息的传递关系首先发生在设备投运前的装接环节，营销系统会在设备领出后通知采集系统有安装工单，再由采集系统从营销系统获取相关用户和设备档案信息后进行通信测试，投运后采集系统保存下这些档案信息。
二是远程抄表时，每月的抄表期间，抄表员可在营销系统中通过手动触发的方式获得抄表数据，以用于电费结算。这是采集系统服务于营销系统电能计量业务的一项功能应用。
三是在用电检查方面，采集系统也有着突出的优点。采集系统通过对海量数据的分析，善于发现计量异常、超容运行、窃电嫌疑等问题。
（2）与PI实时数据库系统的关联和交互
供电企业普遍建立了相应的调度自动化系统、电能量管理系统、GIS系统、配电网自动化系统和其他管理信息系统，这些系统在各自的业务领域都发挥着积极的作用。为使这些系统间进行数据共享，拓宽数据应用面，近年各地不少供电企业建成了各自的企业PI实时数据库系统。
另外，采集系统在一些跨电网等级的业务上也需要企业PI实时数据库系统的支持。采集系统可以精确提供每个专用变压器和公用变压器的负荷数据，企业PI实时数据库则可以精确提供线路一级的负荷数据。在采集系统中进行有序用电管理时，采集系统本身可以完成控制执行和对逐个被控对象的检查，而通过接口来自PI数据库的数据则可以显示宏观的执行效果，两系统间的优势互补可使有序用电决策、执行和检验一气呵成。
结语
总的来说，用电信息采集系统实现了电力用户的全覆盖和用电信息的全采集，全面支持费控管理，是智能电网用电环节的重要基础和用户用电信息的重要来源，也为智能用电服务技术支持平台提供基础用电信息数据。通过技术支持平台和双向互动平台，实现营销管理的现代化运行和营销业务的智能化应用，构建电网与用户之间的电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系，能够全面提升综合服务水平，大幅提高电能占终端能源消费比重，提高供电可靠性和用电效率，实现电力资源的最佳配置。
参考文献：
[1]张继承.用电信息采集系统实用化关键问题与对策[J].通讯世界.2013(23).
[2]张铁忠,李娜.用电信息采集系统的建设、运营和维护管理[J].江西电力.2013(05).
[3]史鹏斌.用电信息采集系统的演变与建设现状[J].山西科技.2013(05).
论文作者:孙健玮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：采集系统论文; 信息论文; 终端论文; 系统论文; 数据论文; 用户论文; 电力论文; 《电力设备》2017年第7期论文;