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摘要：随着大量智能电表及智能终端的安装部署，电力公司和用户之间的交互行为迅猛增长，电力公司可以每隔一段时间获取用户的用电信息，因而收集了比过去更详尽更海量的电能信息，构成了智能电网系统中的用户侧大数据。本文首先介绍了电能信息采集的构成，分析了电能信息大数据的形成过程，最后提出了针对海量电能信息数据传输的本地与远程通信技术。
关键词：智能电网；电能信息；大数据；通信技术
建设电能信息采集系统的目的是给国家电网公司营销业务系统提供电力用户的实时用电信息，电能信息采集系统可采集并处理用户的用电信息，同时可实时监控用户的用电情况，具备用电信息自动采集、计量异常报错、电能质量监测、智能设备的信息交互等功能，同时可实现用电信息的分析、管理和发布等。以此推进电能计量、抄表、收费标准化模式的建立，加快公司信息化建设的步伐，为公司提供实时、准确的第一手数据，使公司能够快速响应市场变化、及时满足客户需求，推动分时电价、阶梯电价、全面预付费等营销策略的实施。本文首先介绍了电能信息采集的构成，分析了电能信息大数据的形成过程，最后提出了针对海量电能信息数据传输的本地与远程通信技术。
1电能信息采集概述
2006年4月，国家电网公司提出了“SG186工程”，工程指出要建成适应公司管理需求的八大业务系统，电能信息采集系统的建设，即是为了给营销系统提供电力用户的实时用电信息，以此推动计量、抄表、收费标准化模式的建立及公司的信息化发展，为公司提供实时准确的用电信息以快速响应市场变化、满足客户需求，提高公司业务能力。电能信息采集系统总体结构如图1所示，系统分为主站、数据采集层及采集点监控设备等三层，三层之间分别通过远程通信网络与本地通信网络进行连接。
图1 电能信息采集系统总体结构
2电能信息大数据传输面临的难题
目前电力公司在配电系统规划、调度自动化、配电自动化、电能质量监测、电能信息采集、95598客户服务、电能服务管理等配用电专业信息系统中积累了大量数据资源。近年来，电力系统为了提高电能质量，不断提高电能质量监测数据采集系统的采样频率，同时扩大电能质量监测范围，由此涌现出海量的电能质量监测数据，主要包括总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等电能数据，还包括电压、功率因数、谐波等电能质量越限统计数据。
电能质量监测数据规模巨大、种类繁多、速度采集快、价值密度低，已具备大数据的特点，海量数据在传输至后台的过程中面临着信号通道堵塞的难题，无法满足对于大规模电能质量数据分析计算需求。因此，需要对电能信息的通信技术进行特别的设计。
3电能信息本地通信技术
在电能信息采集系统中，本地通信网络的主要功能是将智能电能表的电能信息传递至采集终端，其通信协议遵循DL/T 645规约，部分采用IEC规约，在进行电能表设置时，需要对电能表协议进行选择。本地通信网络主要采用电力载波、485及微功率无线三种方式进行数据传输。
电力载波方式包括全载波、半载波及混合载波方式，全载波方式是指智能电能表通过电力线载波的方式将电能信息传输至集中器，半载波方式指电能表通过485总线将电能信息传输至采集器，再采用电力线载波方式将电能信息传输至集中器。混合载波方式是指部分电能表通过全载波方式将电能信息传输至集中器，另有部分电能表通过半载波方式将电能信息传递至集中器。485通信方式是指电能表通过RS485总线将电能信息传输至集中器，该方式通讯稳定且速度快，具有独立的通讯网络，抗干扰能力强，但后期维护费用高。微功率无线方式主要由微功率电能表及微功率集中器构成，采用无线的方式进行信号传输，其抗干扰能力强，通讯速度快，但不能进行台区管理，易受到高楼或地下室阻碍，无法保证采集成功率。
4电能信息远程通信技术
远程通讯网络主要用于采集终端与主站的信息交互，其通讯协议需遵循376.1归约，不同版本的采集终端中软件有所不同，通常采用的主要远程通信方式有光纤通道、GPRS/CDMA等采集系统无线公网通道以及230 MHz无线通道。
光纤通信信道由主干光纤网和分支光纤网组成。光纤线路主站侧至采集系统的通信配线架，采集终端侧至终端通信模块的接入端口。光纤网路应根据建设计划进行现场勘察、测量，委托专业设计单位进行设计。设计方案应综合考虑配电网的结构、变压器的分布、原有光缆的容量，以及OLT（光线路终端）与ONU（光网络单元）之间的距离，还应保障网络的安全性、可靠性、经济性和易维护性；EPON系统的ODN（光分配网）设计时常用的结构是总线和环形结构。
230MHz无线通信信道由主站电台、中继站、主站与中继站之间间的通信线路、终端电台等设备构成。设计时应选用SRRC分配的频段及地方无线电管理委员会分配的频率点，应保证所有的通信模块和电台都被基站信号覆盖，必要时可通过中继站进行数据转发。
采集系统无线公网通信信道（GPRS/CDMA）以接入设备为界，通信侧设备及线路交由移动运营商维护，无线公网通信信道、运营商数据机房至采集系统的专用光纤均由供应商维护，并保证其安全可靠运行。
5结语
本文首先介绍了电能信息采集的构成，分析了电能信息大数据的形成过程，最后提出了针对海量电能信息数据传输的本地与远程通信技术，通过通信技术的开发，用电信息采集系统能够实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为营销管理信息系统提供基础数据，能够根据用户缴费情况进行远程控制，从而为企业经营管理各环节的分析、决策和管理提供支撑，提升企业集约化、精益化和标准化管理水平。
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论文作者:龚玲玲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：电能论文; 信息论文; 载波论文; 数据论文; 方式论文; 集中器论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第15期论文;