摘要：窃电行为属于违法行为，其不仅仅会给我国电力企业带来不可估量的经济损失和利益损害，更严重的是窃电行为会直接影响到广大用户的用电安全。现阶段，我国电力企业正在不断加大反窃电方面的力度，但是窃电技术的智能化水平越来越高，这也就意味着电力企业在防窃电工作上的难度越来越大。本文在此基础上就用电信息采集系统的反窃电技术研究进行了简要的分析。
关键词：用电信息采集系统；反窃电技术；应用
1防窃电的基础技术和设备
1.1通信技术原理
电能采集终端设备通信一般分为远程通信网络和本地通信网络。远程通信主要是GPRS/CDMA无线公网通信和ADSL宽带通信与用电信息服务器连接，本地通信主要靠RS485与电能表通信，采集用户实时的用电数据等基础信息。
（1）GPRS/CDMA无线公网通信
GPRS/CDMA无线公网通信特点是传输速率较高、可以支持永久在线、通信信道资源相对丰富，覆盖地域广，用电信息系统中适合大规模推广应用，图2-2为该无线通信方式连接结构图。
（2）RS-485通信
RS485通信技术属于物理层的串口通信接口协议标准，采用差分信号,双绞线连接，通信相对可靠。具有连接方便、抗干扰性强、传输速率高的特点。RS485通信方式主要运用于本地通信信道，如采集器与电能表，专用变压器采集终端与电能表之间的通信连接，用于电能表与采集设备之间通信。
1.2现场采集设备：专变采集终端
专变采集终端是为工业大用户定制的高压电能计量采集设备。虽然专变采集终端外形有各种各样，但其技术原理均为在10kV高压侧，通过配套的电压和电流互感器接入电能计量表。专变采集终端功能上可实现参数设置、用电数据计量、采集处理和远程通信等。可以对用电信息进行查询、控制、事件记录和维护等功能，也可通过RS485数据接口远程通信连接到用电信息服务器。
1.3现场采集设备：电能采集器和集中器
电能采集器主要针对一般工业或居民电力用户，可以计量电力用户用电情况。电能采集器可无线采集多个电表的电能信息，是一种适用于农村、居民小区等低压集中抄表用户的系统。电能采集装置首先通过RS485连接多个单相电能计量表计，集中存储电力用户用电信息，再通过无线网络远传这些电能信息，电能采集器是用电信息采集系统采集用户数据的基础。电能集中器与采集器功能类似，主要针对三相多功能电能表，可以接收三相电压、电流、有功功率及无功功率、正向有功最大需量及正、反向电能计量等多功能电表信息。如图1所示是一种电能集中器，首先通过RS485连接多个电能计量表计，可以完成数据采集、数据管理和存储、参数设置和查询、事件记录等本地功能，也可以利用宽带和无线等多种通信方式与用电信息服务器连接。
2用电信息采集在反窃电技术方案中的应用
2.1系统总体设计
2.1.1系统逻辑架构
系统逻辑架构从主站、通信、采集三个层面对系统以逻辑角度进行了分类，从而能为下面每个层面的设计思路提供相应的理论基础。逻辑架构图说明：（1）该系统在逻辑层面上共分为三个层次包括主站层、通信信道层、采集设备层。（2）主站层又分为批量定位查窃仪、后台智能分析软件、数据库管理三大部分。批量定位查窃仪与集中器通讯，通过集中器读取集中器下所带电能表的数据并负责协议解析，仪器记录、存取电能表的数据；后台智能分析软件读取仪器中电能表的数据，综合分析电能表的各项数据，判断是否窃电。仪器读取电能表的数据项，包括电压、电流、功率因数、相角、有功功率、无功功率、电能、开盖记录、开盖时间、开盖表底等，能综合分析判断是否窃电，负荷异常，电流三相不平衡，电压三相不平衡等异常现象。（3）通信信道层这个层次是主站与采集设备之间的联系纽带，同时还提供了链路基础为主站与终端的信息交互。（4）系统的最后一层是采集设备层，主要负责采集整个电力系统原始用电数据。
2.1.2系统物理架构
系统的物理架构分为主站、通信信道、现场终端共三层次。物理架构图说明：（1）根据占位采集系统的物理架构分主站、通信信道、现场终端三部分。（2）在物理结构方面，主站的网络由数据库和应用服务器、磁盘阵列组合成的系统服务器和批量定位查窃仪组成。（3）通信信道是指系统主站与终端之间的通信信道，采用低压电力线载波的方式读取电能表的数据项，包括电压、电流、功率因数、相角、有功功率、无功功率、电能、开盖记录、开盖时间、开盖表底等信息。（4）现场终端是指安装在工作现场的设备终端，主要是集中器、采集器等组成的设备终端。
2.2系统功能及实现
2.2.1仪器接线
仪器共配有三个接线端口，一个通讯端口和两个电源端口。电源供电接入电压为单相220V（-30%~+20%）电压，接线前关闭设备开关按钮，从终端或表尾取电，将一火一零分别接入火线接线柱（红色）、零线接线柱（黑色）。232通信接口接入终端调试接口。
2.2.2参数设置
参数设置：根据现场的情况设置集中器的通信参数、与后台分析软件的串口通信方式以及数据采集的相关参数，以保证通信的正常连接和数据采集后的处理。
行政区划码：集中器的行政区划码。
终端地址码：集中器的终端地址码。
测试点范围：根据集中器有效测试点分布设置测试点范围，起始测试点和最大
测试点均可设置。
抄收数据次数：呼叫电能表单项数据的次数。
抄表模式：
（1）单次抄表：从最小测试点到最大测试点检索一次，并且数据无效的电能表重新抄表。
（2）循环抄表：从最小测试点到最大测试点循环检索。串口波特率：终端调试口通信速率，默认为9600。奇偶校验位：EVEN偶校验，ODD奇校验，NONE无校验。默认EVEN。等待数据返回时间：命令发出后载波数据返回的时间。
2.2.3数据采集
数据采集：仪器通过批量读取智能电表的实时数据以及冻结数据，主要包括用户电压、用户电流、用户的功率因数、用户的相角、以及用户开盖记录、开盖时间、开盖的表底等，用于数据分析从而筛选出窃电嫌疑户。完成设置数据采集项目，即可进入数据采集，这个过程可能会延后一点时间。
循环抄表：抄表模式显示。
No.：显示抄表的表号。
抄收台区表数：抄收到的有效数据的电能表数。
读取时间：显示当前正在抄收的项目。
手动抄表：填写特定一台电能表的表号，可实现单一表号的单独采集。
2.2.4数据分析
数据分析：根据采集到的台区下表计的数据，分析用户用电情况。
异常电能表数据：显示异常电能表表号及异常原因。
抄收电能表数据：除异常表以外所有检索表的详细信息。
进入“异常电能表数据”即可查看异常电能表相关信息。
高危数据：红色显示，确信度较高的异常。
疑似数据：蓝色显示，疑似异常。
异常类型分为七种：表前接线或该表电流采样、零线断开或虚接、改变电压采样回路、疑似非正常开盖、疑似非正常开钮盖（针对三相表）、电压或电流相序错误（针对三相表）。其他非异常电能表详细信息，可进入“抄收电能表数据”进行查看。
2.2.5数据管理
数据管理：对采集到的用户用电信息数据的管理，包括数据清空和数据上传。
数据清空：清空存储在设备内的电能表数据信息。
数据上传：将设备内采集到的数据上传到后台智能分析软件用以分析。
参考文献
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[2]苏琨.保定市区配电网反窃电技术研究与应用[D].华北电力大学,2012.
[3]周婷,金青.基于用电采集系统反窃电技术初探[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2017,02:180-181.
论文作者:雷雷
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/14
标签：通信论文; 数据论文; 电能论文; 终端论文; 集中器论文; 电能表论文; 窃电论文; 《电力设备》2019年第11期论文;