專業(yè)技術(shù)分析方案用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)問題探討

1、用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)問題探討摘要： 本文對用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的緊迫性、采集數(shù)據(jù)定位、建設(shè)期望值、用電環(huán)境、標準統(tǒng)一、應(yīng)急機制等問題結(jié)合義烏供電局 實際建設(shè)經(jīng)驗進行了探討，認為用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)已可規(guī)模 推廣。關(guān)鍵詞： 信息采集、載波、期望值、規(guī)模推廣概述隨著農(nóng)電體制改革的不斷深化和電力體制改革市場化進程的加 快，依靠科技進步，不斷提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電質(zhì)量和電力企業(yè)的服 務(wù)水平，是電力企業(yè)順應(yīng)市場經(jīng)濟要求，不斷提高市場競爭力的必 然趨勢，為此國網(wǎng)公司適時提出了用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)。同時 為積極應(yīng)對“金融危機”，拉動內(nèi)需也促使用電信息采集系統(tǒng)的建 設(shè)已刻不容緩。此次用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)的重

2、點是為量多面廣 的低壓工商業(yè)用戶、非工業(yè)用戶和城鄉(xiāng)居民用戶提供執(zhí)行電力營銷 管理的技術(shù)裝備，是電力營銷管理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。一）電力部門建設(shè)緊迫性與生產(chǎn)企業(yè)小規(guī)模1）為建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的和諧社會，國家電網(wǎng)公司積極執(zhí)行政 府政策，履行社會職責(zé)，實現(xiàn)安全可靠供電，出臺各種電力營銷政 策和提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)的質(zhì)量的措施，這些政策和措施順利執(zhí)行需營銷 現(xiàn)代化和 SG186 的支持，用電信息采集提上了議事日程。隨著席卷 全球的“金融危機”，國家出臺了一系列救市政策，要求“出手要 快，出拳要重、措施要準，工作要實”，這為用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)推波助瀾，迫在眉睫。2）由于受前幾年用電信息采集建設(shè)不成功的影響，電力企業(yè)建

3、設(shè)意愿不強，國內(nèi)用電信息采集生產(chǎn)企業(yè)生存環(huán)境差，造成企業(yè) 規(guī)模小，產(chǎn)品研發(fā)投入少，使企業(yè)發(fā)展停滯不前，步履維艱，面對 電力部門建設(shè)用電信息采集的緊迫性，各企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、 售后服務(wù)都未做好準備。而國外企業(yè)受我們的用電環(huán)境影響又存在 著水土不服的問題。3）存在這樣的矛盾作為電力企業(yè)應(yīng)用方，必須實事求是，采 取“積極穩(wěn)妥”的原則，科學(xué)合理規(guī)劃，投入精力與生產(chǎn)廠家聯(lián)合 開發(fā)，以促進用電信息采集的快速發(fā)展。同時作為生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)投 入大量資金進行產(chǎn)品的研發(fā)，實質(zhì)提高用電信息采集技術(shù)水平。 二）用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)定位用電信息采集系統(tǒng)要實現(xiàn)對各類型的電力用戶用電信息采集全 面覆蓋，及時、完整、準確地

4、為“ SG186信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 以滿足電力企業(yè)經(jīng)營管理的要求。載波集中抄表系統(tǒng)是用電信息采 集系統(tǒng)中的一部分，但也是占需采集總用戶數(shù)98%的一個子系統(tǒng)，是最難解決的一部分。（1）根據(jù)目前電力用戶的用電情況和 用電信息采集的需求將電力用戶分為二大類型：電力方：變電所、公用配變；用戶方：專 線、專變、低壓用戶。名 稱用戶類型電力方變電所在變電所內(nèi)用于內(nèi)部考核的計量點和各網(wǎng)之間的計量點。:公用配變即公用配變上的用于內(nèi)部考核的計量點。用戶方專線用戶在變電所內(nèi)的專用線路計量點。:專用變用戶所有的專變用戶 包括不是專線的小水火電）計量點。一般工商業(yè)用戶包括低壓商業(yè)、工業(yè)、非工業(yè)等用電性質(zhì)的非居民計

5、量 點。居民用戶用電性質(zhì)為居民的用戶計量點。（2）已建設(shè)覆蓋情況截至11月10日，巴州電力公司建設(shè)應(yīng)用了電能量采集系統(tǒng)、電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，為1200變電所線路、9128戶專變用戶、1241戶公用配變和20.7450萬戶低壓用戶安裝了終端，實現(xiàn)了 線路、專變、公用變用電信息采集。名 稱建設(shè)覆蓋情況電力方變電所電能量采集系統(tǒng)，1200條變電所公用線路已全部覆蓋公用配變低壓用電信息采集系統(tǒng)，1241戶公用配變已全部覆蓋用戶方專用變用戶用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng)，9128戶專變用戶已全部覆蓋一般工商業(yè)用戶低壓用電信息采集系統(tǒng) 遠程集中抄表系統(tǒng)）居民用戶低壓用電信息采集系統(tǒng) 遠程集中抄表系統(tǒng)）（3）

6、傳輸信道選擇1）遠程通信是指集中器 采集終端）和系統(tǒng)主站之間的數(shù)據(jù)通信， 目前比較成熟的有以下四種：a、電力營銷自有的230MHz無線專用 數(shù)傳網(wǎng)；b、公共運營商提供的GPRS/CDM虛擬專用無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng) 絡(luò)；c、電力部門自有的光纖專用通信網(wǎng)絡(luò)；d、掌上電腦。根據(jù)我公司的實際情況，選擇了 b、c兩種模式綜合利用，優(yōu)勢互補。在以上兩種模式都不適用的場所，我們先采用掌上電腦進行人工抄錄, 再根據(jù)實際情況建設(shè)以上兩種模式中的一種。傳輸方式建設(shè)成本通訊實時性運行維護費容量可靠性信息安全以太光纖網(wǎng)絡(luò)高滿足要求低滿足滿足滿足GPRS/CDMA低:受第三方因素限制-般基本滿足差基本滿足230M無線專網(wǎng)高低

7、高不滿足差基本滿足掌上電腦低無高滿足基本滿足基本滿足2）本地通信是指集中器 米集終端）和用戶電表之間的數(shù)據(jù)通信。主要有RS- 485總線、全載波、半載波RS- 485轉(zhuǎn)載波）、小無線四種。根據(jù)四種技術(shù)的成熟情況和我公司的實際及試用情況，我們選擇了全載波模式傳輸方式建設(shè)成本通訊實時性運行維護費容量可靠性信息安全RS- 485總線高滿足要求高滿足滿足滿足全載波中基本滿足高基本滿足基本滿足基本滿足RS- 485轉(zhuǎn)載波低基本滿足低不滿足基本滿足基本滿足小無線高基本滿足高滿足不滿足基本滿足(4)在面廣點多的低壓用戶中，采用載波集中抄表系統(tǒng)模式通過以上和下表分析，結(jié)合我公司的實際，我們選用了全載波數(shù)據(jù)通訊

8、方式來實現(xiàn)低壓用戶的用電信息采集。目前的低壓電力線載波在芯片和組網(wǎng)技術(shù)上采用各種方案來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠、快速傳輸，盡管還不能做到100%勺傳輸成功率和很高的傳輸速率，但在一定的應(yīng)用范圍24小時99.5 %抄收)是可以滿足需求的數(shù)據(jù) 通訊 方式實現(xiàn)方式優(yōu)點缺點費用RS485 總線集中器與采集 器用485通信 采集器與電表用485通信數(shù)據(jù)采集效果 好，實時性和 準確度高需要鋪設(shè)專用的485線 路，意味著要重建一個 與低壓電網(wǎng)同樣規(guī)模的 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，且485線路 易遭雷擊，線路也需要 維護，增加了維護工作 量。絕對是一個天文數(shù) 字；還要考慮這樣 一個系統(tǒng)的日常維 護費用。全載 波集中器直接與載波表進行載

9、波通信借用現(xiàn)有的電 力線，不需另 外進行線路鋪 設(shè)，費用低，無需增加維 護。載波表還未普遍使用， 需更換表計；通訊規(guī)約 未統(tǒng)一，載波表不能互 聯(lián)互通。數(shù)據(jù)采集不穩(wěn) 定，實時性不咼。費用尚可，每戶270兀左右。半載 波RS485轉(zhuǎn)載 波)集中器與采集 器用電力載波通信， 采集器與電表用485通信借用現(xiàn)有的電 能表、電力 線，485線的 使用被大幅減 少。結(jié)合485和載波兩種通 信方式，數(shù)據(jù)采集實時 性上低于485布線，高 于載波；有通訊不成功 現(xiàn)象。費用低，每戶150 兀左右。無線集中器與采集 器用無線方式 通信， 采集器與電表用485通信485線的使用 被大幅減少。數(shù)據(jù)采集實時性和準確 度上低

10、于485布線，高 于載波。無線方式通信 成功率不咼。無線頻率 資源缺乏。費用咼，每戶500 兀左右。三）期望值定位中國移動是全球擁有用戶數(shù)最大的移動運行商，他的 gprs 通道 的通信成功率也沒達到 100，經(jīng)常有 gprs 掉線情況發(fā)生，但他也 在我們的用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng) 負控系統(tǒng)）中得到廣泛應(yīng)用，我 們只是輔以短信通道以彌補 gprs 掉線情況。我們建設(shè)系統(tǒng)不能太理想化，過高的期望值只會阻礙技術(shù)的應(yīng) 用，低壓載波通信成功率 100是不現(xiàn)實的，它和 gprs 一樣總會出 現(xiàn)某幾個點不能通信，對這幾個點我們就以它是“孤島”，將其剔 除通信成功率的統(tǒng)計，這樣最終會出現(xiàn)越來越多的“孤島”，那我

11、 們的運行成本就會越來越高，集抄技術(shù)也會停滯不前。1）抄到率 ：很多資料上的抄到率是指采集成功率 指在集中器 上抄到的戶數(shù)與應(yīng)抄戶數(shù)的比率），而我們認為應(yīng)該是綜合抄到率 指在主站上統(tǒng)計抄到的戶數(shù)與應(yīng)抄戶數(shù)的比率），因為我們的目的 是遠程采集，是要將數(shù)據(jù)傳到主站才完成采集任務(wù)。由于載波通信 的特殊性，我們可將抄到率分為一次抄到率和 24 小時抄到率，那一 次抄到率 95和 24 小時抄到率 99.5 合理嗎？根據(jù)我公司建設(shè)應(yīng) 用情況將一次抄到率 95和 24 小時抄到率 99.5 還是比較適合 的。2）準確率 ：準確率是沒有疑問的，應(yīng)該達到 100。這主要 是受到前期載波集抄的影響，前期載波集抄

12、是采表計脈沖的，由此 受環(huán)境的干擾容易引起脈沖計數(shù)錯誤，造成表計度數(shù)錯誤，而現(xiàn)載 波抄表抄的是表計內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，只要能采出來就不會錯誤。主要出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤的是主站將數(shù)據(jù)放錯位置，或是主站的用戶基礎(chǔ)資料 不正確，這些都可以通過加強管理來解決。3）實時性 ：遠程集中抄表系統(tǒng)系統(tǒng)主要的采集對象是量多面 廣的的工商業(yè)用戶和居民用戶主要目的是替代人工抄表和應(yīng)對市場 經(jīng)濟環(huán)境下電力營銷體制改革、增值服務(wù)和電力營銷精細化、標準 化、規(guī)范化管理的需要；對這些用戶我們需要象變電所和專變用戶 一樣實時采集嗎？我們認為在目前的技術(shù)條件下和采集用戶的類別，這些功能應(yīng) 該是電能表來實現(xiàn)，而采集設(shè)備只是純碎的采集傳輸數(shù)據(jù)，

13、這樣實 時性要求就可以退一步了。其實電能表已具備了這些功能，我們要 解決的是將電能表存儲的數(shù)據(jù)采集回來，而不是實時采集傳輸數(shù) 據(jù)，主站的功能是對數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、告警。四）統(tǒng)一標準問題我國存在多個廠家的不同的集抄系統(tǒng)，各廠家技術(shù)自成體系， 實現(xiàn)方案千差萬別，設(shè)備互不兼容，數(shù)據(jù)無法共享，系統(tǒng)維護需要 配備多套班組，維護面臨的環(huán)境千差萬別，維護復(fù)雜，費用高。一 個區(qū)塊的集抄系統(tǒng)由一個廠家壟斷，從主站到設(shè)備完全來自一個廠 家，整個系統(tǒng)環(huán)境封閉，沒有競爭，無法引入新的技術(shù)，供電局對 廠家的依賴程度很大，發(fā)展和規(guī)劃都受廠家的制約。要推動集抄技術(shù)的發(fā)展應(yīng)盡早統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范、通訊規(guī)約，以打 破廠家壟斷。同時我覺

14、得統(tǒng)一應(yīng)該先在上段信道，統(tǒng)一了上段信 道，有了統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺，各廠家的載波集抄就有了可比性；而下 段信道的終極目標是統(tǒng)一，但在目前的技術(shù)條件下不宜統(tǒng)一，應(yīng)該 給各企業(yè)技術(shù)進步留下發(fā)展空間。據(jù)資料反映擁有全球最大的載波 集抄用戶的意大利 Enel 公司抄收成功率也只有 92，這也說明了 載波通信技術(shù)的難度和可發(fā)展性?；谶@樣考慮我公司統(tǒng)一了設(shè)備技術(shù)規(guī)范、上行通訊規(guī)約，集 成了統(tǒng)一主站，對載波層未作統(tǒng)一，從而使各廠家集抄設(shè)備有了一 個統(tǒng)一的展示平臺，形成了有序公平競爭，促進了集抄技術(shù)的發(fā) 展。五）用電環(huán)境 我國低壓電網(wǎng)的污染問題，已經(jīng)到了十分危急的時刻，這絕不 是危言聳聽。我國出現(xiàn)過由于電氣機車的

15、諧波干擾導(dǎo)致大電網(wǎng)解列 事故，我公司由于諧波造成開關(guān)跳閘的事例也很多。有關(guān)資料顯示 的測試電器的發(fā)射頻譜，很是觸目驚心。比如 四管日光燈最大干擾 可以達到120db v,干擾頻率在90khz左右游動，沒有針對這種污 染的治理，低壓載波信道資源的利用將會越來越困難。這就好比一 輛高級跑車在坑坑洼洼的道路上還不如走路快一樣。我們要加強低壓電器的入網(wǎng)許可管理,減少各種劣質(zhì)電器進入 電網(wǎng),以減少電網(wǎng)的污染,但這是很難的,需要立法機構(gòu)和政府的 大力支持。我們可以在現(xiàn)有條件下,針對影響到載波通信的電器進 行梳理,形成黑名單,特別是工商業(yè)用戶在用電業(yè)擴過程中禁入和 要求用戶予以整改。同時在低壓電網(wǎng)改造中盡量

16、將配變放在負荷中 心,縮短饋電距離。也就是說我們要修好路、管好路,讓高級跑車跑起來。六）應(yīng)用、維護體系常言說得好，“三分建設(shè)，七分管理”。一個系統(tǒng)的建設(shè)、應(yīng) 用能否成功，主要在管理上，而管理的重點在應(yīng)用、維護體系的建 立。由于前期集抄系統(tǒng)只是試點性質(zhì)，又存在著許多問題，經(jīng)常出 故障，維護工作基本由廠家進行，應(yīng)用工作也是停停用用，我公司 前幾年的建設(shè)就是這樣的。隨著集抄建設(shè)規(guī)模日趨擴大，集抄系統(tǒng) 走向?qū)嵱没?，系統(tǒng)運行維護的問題也越來越突出，廠家在經(jīng)濟、人 員上已不堪重負，這也阻礙了廠家在技術(shù)研發(fā)上投入人力和物力， 最終必將使集抄系統(tǒng)走向癱瘓。作為我們電力應(yīng)用方除在實用化上 下功夫外，還要在維護上有所突破。七）應(yīng)急機制用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)規(guī)?；ㄔO(shè)即將推開，電力企業(yè)對用電 信息采集系統(tǒng)的依賴程度會隨著實用化的的進一步深入而越來越 深，用電信息采集系統(tǒng)運行的可靠性要求也越來越高，建立用電信 息采集系統(tǒng)運行故障時應(yīng)急機制也是不可回避的話題。我公司在建設(shè)初期就建立了應(yīng)急機制，將用電信息采集系統(tǒng)故 障分類建