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

1、用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)問(wèn)題探討摘要： 本文對(duì)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(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、應(yīng)急機(jī)制等問(wèn)題結(jié)合義烏供電局 實(shí)際建設(shè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了探討，認(rèn)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(chǎng)化進(jìn)程的加 快，依靠科技進(jìn)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求，不斷提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的必 然趨勢(shì)，為此國(guó)網(wǎng)公司適時(shí)提出了用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)。同時(shí) 為積極應(yīng)對(duì)“金融危機(jī)”，拉動(dòng)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(diǎn)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(yíng)銷 管理的技術(shù)裝備，是電力營(yíng)銷管理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。一）電力部門(mén)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(huì)，國(guó)家電網(wǎng)公司積極執(zhí)行政 府政策，履行社會(huì)職責(zé)，實(shí)現(xiàn)安全可靠供電，出臺(tái)各種電力營(yíng)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(yíng)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(jī)”，國(guó)家出臺(tái)了一系列救市政策，要求“出手要 快，出拳要重、措施要準(zhǔn)，工作要實(shí)”，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(qiáng)，國(guó)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(duì) 電力部門(mén)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(zhǔn)備。而國(guó)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(wèn)題。3）存在這樣的矛盾作為電力企業(yè)應(yīng)用方，必須實(shí)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(kāi)發(fā)，以促進(jìn)用電信息采集的快速發(fā)展。同時(shí)作為生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)投 入大量資金進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)，實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)各類型的電力用戶用電信息采集全 面覆蓋，及時(shí)、完整、準(zhǔn)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(yíng)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(gè)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(jì)量點(diǎn)和各網(wǎng)之間的計(jì)量點(diǎn)。:公用配變即公用配變上的用于內(nèi)部考核的計(jì)量點(diǎn)。用戶方專線用戶在變電所內(nèi)的專用線路計(jì)量點(diǎn)。:專用變用戶所有的專變用戶 包括不是專線的小水火電）計(jì)量點(diǎn)。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(jì)

5、量 點(diǎn)。居民用戶用電性質(zhì)為居民的用戶計(jì)量點(diǎn)。（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(wàn)戶低壓用戶安裝了終端，實(shí)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(chǎng)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(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)）居民用戶低壓用電信息采集系統(tǒng) 遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)）（3）

6、傳輸信道選擇1）遠(yuǎn)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(yíng)銷自有的230MHz無(wú)線專用 數(shù)傳網(wǎng)；b、公共運(yùn)營(yíng)商提供的GPRS/CDM虛擬專用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng) 絡(luò)；c、電力部門(mén)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(shí)際情況，選擇了 b、c兩種模式綜合利用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在以上兩種模式都不適用的場(chǎng)所，我們先采用掌上電腦進(jìn)行人工抄錄, 再根據(jù)實(shí)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(shí)時(shí)性運(yùn)行維護(hù)費(fèi)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(wú)線專網(wǎng)高低

7、高不滿足差基本滿足掌上電腦低無(wú)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(wú)線四種。根據(jù)四種技術(shù)的成熟情況和我公司的實(shí)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(shí)時(shí)性運(yùn)行維護(hù)費(fèi)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(wú)線高基本滿足高滿足不滿足基本滿足(4)在面廣點(diǎn)多的低壓用戶中，采用載波集中抄表系統(tǒng)模式通過(guò)以上和下表分析，結(jié)合我公司的實(shí)際，我們選用了全載波數(shù)據(jù)通訊

8、方式來(lái)實(shí)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(lái)實(shí)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(shí)99.5 %抄收)是可以滿足需求的數(shù)據(jù) 通訊 方式實(shí)現(xiàn)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)費(fèi)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(shí)時(shí)性和 準(zhǔn)確度高需要鋪設(shè)專用的485線 路，意味著要重建一個(gè) 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(hù)，增加了維護(hù)工作 量。絕對(duì)是一個(gè)天文數(shù) 字；還要考慮這樣 一個(gè)系統(tǒng)的日常維 護(hù)費(fèi)用。全載 波集中器直接與載波表進(jìn)行載

9、波通信借用現(xiàn)有的電 力線，不需另 外進(jìn)行線路鋪 設(shè)，費(fèi)用低，無(wú)需增加維 護(hù)。載波表還未普遍使用， 需更換表計(jì)；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(shí)時(shí)性不咼。費(fèi)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(shí)時(shí) 性上低于485布線，高 于載波；有通訊不成功 現(xiàn)象。費(fèi)用低，每戶150 兀左右。無(wú)線集中器與采集 器用無(wú)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(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確 度上低

10、于485布線，高 于載波。無(wú)線方式通信 成功率不咼。無(wú)線頻率 資源缺乏。費(fèi)用咼，每戶500 兀左右。三）期望值定位中國(guó)移動(dòng)是全球擁有用戶數(shù)最大的移動(dòng)運(yùn)行商，他的 gprs 通道 的通信成功率也沒(méi)達(dá)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(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng) 負(fù)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(bǔ) gprs 掉線情況。我們建設(shè)系統(tǒng)不能太理想化，過(guò)高的期望值只會(huì)阻礙技術(shù)的應(yīng) 用，低壓載波通信成功率 100是不現(xiàn)實(shí)的，它和 gprs 一樣總會(huì)出 現(xiàn)某幾個(gè)點(diǎn)不能通信，對(duì)這幾個(gè)點(diǎn)我們就以它是“孤島”，將其剔 除通信成功率的統(tǒng)計(jì)，這樣最終會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的“孤島”，那我

11、 們的運(yùn)行成本就會(huì)越來(lái)越高，集抄技術(shù)也會(huì)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(rèn)為應(yīng)該是綜合抄到率 指在主站上統(tǒng)計(jì)抄到的戶數(shù)與應(yīng)抄戶數(shù)的比率），因?yàn)槲覀兊哪康?是遠(yuǎn)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(shí)抄到率，那一 次抄到率 95和 24 小時(shí)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(shí)抄到率 99.5 還是比較適合 的。2）準(zhǔn)確率 ：準(zhǔn)確率是沒(méi)有疑問(wèn)的，應(yīng)該達(dá)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(jì)脈沖的，由此 受環(huán)境的干擾容易引起脈沖計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，造成表計(jì)度數(shù)錯(cuò)誤，而現(xiàn)載 波抄表抄的是表計(jì)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，只要能采出來(lái)就不會(huì)錯(cuò)誤。主要出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的是主站將數(shù)據(jù)放錯(cuò)位置，或是主站的用戶基礎(chǔ)資料 不正確，這些都可以通過(guò)加強(qiáng)管理來(lái)解決。3）實(shí)時(shí)性 ：遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)系統(tǒng)主要的采集對(duì)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(duì)市場(chǎng) 經(jīng)濟(jì)環(huán)境下電力營(yíng)銷體制改革、增值服務(wù)和電力營(yíng)銷精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn) 化、規(guī)范化管理的需要；對(duì)這些用戶我們需要象變電所和專變用戶 一樣實(shí)時(shí)采集嗎？我們認(rèn)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(lái)實(shí)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(shí) 時(shí)性要求就可以退一步了。其實(shí)電能表已具備了這些功能，我們要 解決的是將電能表存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)采集回來(lái)，而不是實(shí)時(shí)采集傳輸數(shù) 據(jù)，主站的功能是對(duì)數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)、告警。四）統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題我國(guó)存在多個(gè)廠家的不同的集抄系統(tǒng)，各廠家技術(shù)自成體系， 實(shí)現(xiàn)方案千差萬(wàn)別，設(shè)備互不兼容，數(shù)據(jù)無(wú)法共享，系統(tǒng)維護(hù)需要 配備多套班組，維護(hù)面臨的環(huán)境千差萬(wàn)別，維護(hù)復(fù)雜，費(fèi)用高。一 個(gè)區(qū)塊的集抄系統(tǒng)由一個(gè)廠家壟斷，從主站到設(shè)備完全來(lái)自一個(gè)廠 家，整個(gè)系統(tǒng)環(huán)境封閉，沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)，無(wú)法引入新的技術(shù)，供電局對(duì) 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(dòng)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(shí)我覺(jué)

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(tái)，各廠家的載波集抄就有了可比性；而下 段信道的終極目標(biāo)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(jìn)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(shuō)明了 載波通信技術(shù)的難度和可發(fā)展性。基于這樣考慮我公司統(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(duì)載波層未作統(tǒng)一，從而使各廠家集抄設(shè)備有了一 個(gè)統(tǒng)一的展示平臺(tái)，形成了有序公平競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)了集抄技術(shù)的發(fā) 展。五）用電環(huán)境 我國(guó)低壓電網(wǎng)的污染問(wèn)題，已經(jīng)到了十分危急的時(shí)刻，這絕不 是危言聳聽(tīng)。我國(guó)出現(xiàn)過(guò)由于電氣機(jī)車(chē)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(kāi)關(guān)跳閘的事例也很多。有關(guān)資料顯示 的測(cè)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(dá)到120db v,干擾頻率在90khz左右游動(dòng)，沒(méi)有針對(duì)這種污 染的治理，低壓載波信道資源的利用將會(huì)越來(lái)越困難。這就好比一 輛高級(jí)跑車(chē)在坑坑洼洼的道路上還不如走路快一樣。我們要加強(qiáng)低壓電器的入網(wǎng)許可管理,減少各種劣質(zhì)電器進(jìn)入 電網(wǎng),以減少電網(wǎng)的污染,但這是很難的,需要立法機(jī)構(gòu)和政府的 大力支持。我們可以在現(xiàn)有條件下,針對(duì)影響到載波通信的電器進(jìn) 行梳理,形成黑名單,特別是工商業(yè)用戶在用電業(yè)擴(kuò)過(guò)程中禁入和 要求用戶予以整改。同時(shí)在低壓電網(wǎng)改造中盡量

16、將配變放在負(fù)荷中 心,縮短饋電距離。也就是說(shuō)我們要修好路、管好路,讓高級(jí)跑車(chē)跑起來(lái)。六）應(yīng)用、維護(hù)體系常言說(shuō)得好，“三分建設(shè)，七分管理”。一個(gè)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(diǎn)在應(yīng)用、維護(hù)體系的建 立。由于前期集抄系統(tǒng)只是試點(diǎn)性質(zhì)，又存在著許多問(wèn)題，經(jīng)常出 故障，維護(hù)工作基本由廠家進(jìn)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(kuò)大，集抄系統(tǒng) 走向?qū)嵱没?，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的問(wèn)題也越來(lái)越突出，廠家在經(jīng)濟(jì)、人 員上已不堪重負(fù)，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(shí)用化上 下功夫外，還要在維護(hù)上有所突破。七）應(yīng)急機(jī)制用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)規(guī)?；ㄔO(shè)即將推開(kāi)，電力企業(yè)對(duì)用電 信息采集系統(tǒng)的依賴程度會(huì)隨著實(shí)用化的的進(jìn)一步深入而越來(lái)越 深，用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性要求也越來(lái)越高，建立用電信 息采集系統(tǒng)運(yùn)行故障時(shí)應(yīng)急機(jī)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(jī)制，將用電信息采集系統(tǒng)故 障分類建