電力用戶用電信息采集系統

電力用戶用電信息采集系統2023/12/28電力用戶用電信息采集系統第7章電力用戶用電信息采集系統7.1系統方案

7.2通信信道

7.3公變監(jiān)測系統

7.4集中抄表系統電力用戶用電信息采集系統7.1系統方案7.1.1對象分類及采集要求

7.1.2預付費方式

7.1.3系統總體架構

7.1.4主站設備配置

7.1.5主站部署模式電力用戶用電信息采集系統7.1.1對象分類及采集要求1.電能表配置要求

2.采集數據類別要求電力用戶用電信息采集系統7.1.1對象分類及采集要求電力用戶用電信息采集系統7.1.1對象分類及采集要求表7-1采集對象分類電力用戶用電信息采集系統7.1.1對象分類及采集要求表7-1采集對象分類電力用戶用電信息采集系統7.1.1對象分類及采集要求表7-1采集對象分類電力用戶用電信息采集系統7.1.1對象分類及采集要求表7-1采集對象分類電力用戶用電信息采集系統1.電能表配置要求電力用戶用電信息采集系統1.電能表配置要求表7-2用戶電能表配置要求電力用戶用電信息采集系統1.電能表配置要求表7-2用戶電能表配置要求電力用戶用電信息采集系統2.采集數據類別要求電力用戶用電信息采集系統2.采集數據類別要求表7-3采集數據類別要求電力用戶用電信息采集系統2.采集數據類別要求表7-3采集數據類別要求電力用戶用電信息采集系統7.1.2預付費方式1.主站

2.終端

3.電能表電力用戶用電信息采集系統1.主站主站具備兩種形式的預付費功能。第一種是主站實時采集用戶當前用電量或每日采集用戶日凍結電量，交給營銷計費業(yè)務計算用戶剩余電費，將當前剩余電費下發(fā)給終端或者電能表做信息指示，在剩余電費不足時下發(fā)跳閘指令停止電力供應，在用戶續(xù)交電費后通過網絡通信恢復供電。該方式對通信信道的可靠性和帶寬要求較高，不太適合載波通信、230MHz等可靠性較低和帶寬較窄的通信方式下的預付費控制。第二種是將用戶交費信息發(fā)送到現場，通過網絡通信傳到終端或電能表，或者使用電卡傳給電能表，由現場設備直接執(zhí)行預付費用電控制。電力用戶用電信息采集系統2.終端專變采集終端具有預付費管理功能，相應也有兩種形式。第一種是執(zhí)行主站下發(fā)的指令，顯示用戶當前剩余電費信息、執(zhí)行停電跳閘命令。該方式對通信信道的可靠性要求較高但對帶寬要求不高，不太適合載波通信等可靠性較低通信方式下的預付費控制，比較適用于專變用戶的預付費控制。第二種是接收主站下發(fā)的用戶交費信息，連續(xù)采集用戶用電信息，計算當前剩余電費，電費不足時跳閘停電，接到主站的續(xù)交電費信息后復電。電力用戶用電信息采集系統3.電能表1)電能表帶讀卡和儲值功能。

2)電能表通過網絡獲取儲值。

3)電能表執(zhí)行網絡指令。電力用戶用電信息采集系統1)電能表帶讀卡和儲值功能。用戶必須通過售電窗口購電，電能表將電卡信息讀入并存儲，電能表連續(xù)計算用電并扣除電費，顯示剩余電量/費，余額不足跳閘，續(xù)購電后復電。電力用戶用電信息采集系統2)電能表通過網絡獲取儲值。通過通信網絡將用戶交費信息下發(fā)到電能表，電能表儲值，連續(xù)計算用電并扣除電費，顯示剩余電量/費，余額不足跳閘，續(xù)購電后復電，免除用戶到窗口購電，存在電費下發(fā)不及時的問題。電力用戶用電信息采集系統3)電能表執(zhí)行網絡指令。電力用戶用電信息采集系統3)電能表執(zhí)行網絡指令。表7-4預付費形式分類電力用戶用電信息采集系統7.1.3系統總體架構1.系統邏輯架構

2.系統物理架構電力用戶用電信息采集系統1.系統邏輯架構圖7-1系統邏輯架構電力用戶用電信息采集系統2.系統物理架構圖7-2系統物理架構電力用戶用電信息采集系統7.1.4主站設備配置1.數據影響量評估

2.主站規(guī)模的選擇電力用戶用電信息采集系統1.數據影響量評估接入主站系統的終端數量及其數據量是影響主站設計規(guī)模的一個重要因素，數據影響量的評估結果可作為主站規(guī)模選擇與設計的一個主要依據。用電信息采集系統的終端類型有多種，各種類型的終端采集不同的電力用戶用電信息，所采集的數據項、頻度不一致，導致綜合數據量不同，對主站的數據處理性能要求也不同，特別是居民用電信息采集，涉及的用戶數很大，結構更為復雜。為了能夠比較客觀、合理地評估數據影響量，假定以一個低壓居民用戶作為數據影響量評估的基準，用戶數據采集的標準為采集實時數據、日數據、月數據和曲線數據。每個低壓臺區(qū)集中器采集的數據量以一個低壓臺變帶200個居民用戶為準。電力用戶用電信息采集系統2.主站規(guī)模的選擇表7-5主站規(guī)模分類序號系統類別低壓居民用戶數/萬戶工作站并發(fā)數/個1小型系統＜2020以下2中小型系統20～4050以下3中型系統40～100100以下4大中型系統100～200200以下5大型系統200～500400以下6超大型系統500～1000700以下電力用戶用電信息采集系統7.1.5主站部署模式1.部署模式

2.主站全省集中部署模式

3.主站省市兩級分布部署模式電力用戶用電信息采集系統1.部署模式主站部署模式分為集中部署和分布部署兩種模式。電力用戶用電信息采集系統2.主站全省集中部署模式(1)系統邏輯架構

(2)系統物理架構電力用戶用電信息采集系統(1)系統邏輯架構圖7-3集中部署模式系統邏輯架構電力用戶用電信息采集系統(2)系統物理架構圖7-4集中部署模式系統物理架構電力用戶用電信息采集系統3.主站省市兩級分布部署模式(1)營銷業(yè)務應用系統地市分布部署

(2)營銷業(yè)務應用系統全省集中部署電力用戶用電信息采集系統(1)營銷業(yè)務應用系統地市分布部署1)系統邏輯架構。

2)系統物理架構。

電力用戶用電信息采集系統1)系統邏輯架構。圖7-5營銷業(yè)務應用系統地市

分布部署的兩級系統邏輯架構電力用戶用電信息采集系統2)系統物理架構。圖7-6營銷業(yè)務應用系統地市分布部署的兩級系統物理架構電力用戶用電信息采集系統①采集設備是指安裝在現場的終端及計量設備，主要包括廠站采集終端、專變采集終端、公變采集終端、低壓集抄終端以及電能表等。

②通信信道是指主站與現場終端的通信鏈路，主要包括光纖專網、GPRS/CDMA1X/3G無線公網、230MHz無線專網以及中壓載波等。

③下級主站系統主要由數據服務器、應用服務器、WEB服務器、前置采集服務器、工作站以及相關的網絡設備組成，通過各類通信信道，實現電能信息的自動采集、存儲、處理，同時提供各類電能信息的管理及應用功能。2)系統物理架構。電力用戶用電信息采集系統(2)營銷業(yè)務應用系統全省集中部署1)系統邏輯架構。

2)系統物理架構。

電力用戶用電信息采集系統1)系統邏輯架構。圖7-7營銷業(yè)務應用系統全省集中部署的兩級系統邏輯架構電力用戶用電信息采集系統2)系統物理架構。圖7-8營銷業(yè)務應用系統集中部署的兩級系統物理架構電力用戶用電信息采集系統①采集設備是指安裝在現場的終端及計量設備，主要包括廠站采集終端、專變采集終端、公變采集終端、低壓集抄終端以及電能表等。

②通信信道是指主站與現場終端的通信鏈路，主要包括GPRS/CDMA1X/3G無線公網、230MHz無線專網、光纖專網以及中壓載波等。

③下級主站系統主要由數據服務器、前置服務器、工作站以及相關的網絡設備組成，通過各類通信信道，實現電能信息的自動采集、存儲。2)系統物理架構。電力用戶用電信息采集系統7.2通信信道遠程通信網絡完成主站系統和現場終端之間的數據通信功能，現場終端到主站的距離通常較遠，在一到數百公里的范圍。適用于用電信息采集系統的遠程通信網絡主要有光纖專網、GPRS/CDMA1X/3G無線公網、230MHz無線專網、中壓載波這4種網絡，主站可以同時支持各種通信信道。電力用戶用電信息采集系統7.3公變監(jiān)測系統7.3.1系統結構7.3.2系統功能

7.3.3通信組網電力用戶用電信息采集系統7.3公變監(jiān)測系統1)對公用配電變壓器的運行數據和設備狀態(tài)進行在線監(jiān)測，在過電壓、過電流、油溫超限、三相不平衡越限情況下及時報警，滿足設備安全監(jiān)測的要求。

2)為公用配電變壓器的負荷預測、電能質量管理(電壓合格率及諧波監(jiān)測)等業(yè)務提供必要的基礎數據和分析依據。

3)配合其他相關系統，如電網關口電能采集系統、負荷管理系統、中小用戶電能采集系統、集中抄表系統等，為分電壓、分區(qū)域、分線路、分臺區(qū)線路損耗實時統計和分析提供準確可靠的數據支持。

4)按照無功就地平衡的原則，計算投入或切除電容器組的數量，實現無功就地補償。

5)為供電企業(yè)進行中低壓配電網絡規(guī)劃設計，如業(yè)擴報裝、系統增容、變壓器布點選擇等提供依據。

電力用戶用電信息采集系統7.3.1系統結構1.系統主站

2.通信信道

3.采集設備電力用戶用電信息采集系統7.3.1系統結構圖7-9公用配電變壓器監(jiān)測系統的結構電力用戶用電信息采集系統1.系統主站系統主站的主要作用是采集公用配電變壓器監(jiān)測的各種運行數據，進行數據綜合處理，分析其運行狀態(tài)，生成各種曲線、報表，實現綜合監(jiān)視和控制。硬件設備主要包括數據服務器、WEB服務器、通信前置機、工作站、磁盤陣列、交換機及防火墻等。各個電力企業(yè)由于系統規(guī)模、應用需求不同，其系統硬件配置略有不同，但應用的基本架構是一致的。服務器是主站的設備之一，不僅管理系統的運行，而且還保存系統所有的用戶信息和運行數據。前置機用于規(guī)約轉換，進行通信管理及終端管理，執(zhí)行各種自動采集任務。工作站提供人機交互操作界面，用于數據的綜合分析、處理與查詢。系統通過交換機、防火墻等網絡設備實現與供電企業(yè)其他相關系統(如配電生產管理系統)的互連或數據共享。電力用戶用電信息采集系統2.通信信道通信信道是連接主站和終端的通信介質，實現主站與終端的數據傳輸。主站與終端的通信方式可以采用光纖專網、GPRS/CDMA1X/3G無線公網、230MHz無線專網、中壓載波等。電力用戶用電信息采集系統3.采集設備采集設備包含終端及電能表等。其中終端是系統的主要采集設備之一，終端負責采集和監(jiān)測公用配電變壓器的運行數據和狀態(tài)；具有數據存儲及處理功能，可完成各種異常事件記錄、報警及上送功能；通過通信接口配置實現集中抄表系統數據的轉發(fā)；根據公用配電變壓器無功就地平衡的需求監(jiān)測功率因數，控制無功補償裝置的投切，提高功率因數及電壓質量。電力用戶用電信息采集系統7.3.2系統功能1.數據采集

2.狀態(tài)監(jiān)測及報警

3.無功補償

4.綜合查詢

5.統計分析電力用戶用電信息采集系統1.數據采集數據采集包括采集公用配電變壓器三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電量、無功電量、諧波、變壓器油或進線接頭溫度及考核電能表的數據等。電力用戶用電信息采集系統2.狀態(tài)監(jiān)測及報警系統具備電壓越限、電流越限、功率因數越限、諧波超標、變壓器油溫越限、變壓器過負荷、三相不平衡等異常狀態(tài)監(jiān)測功能。當終端監(jiān)測到以上事件發(fā)生時，系統會及時記錄并啟動報警，便于及時發(fā)現隱患。電力用戶用電信息采集系統3.無功補償終端配合無功投切裝置實現公用配電變壓器的無功就地補償功能。終端以無功、電壓和功率因數的綜合變化作為電容器組投切的主要判據，經算法運算向無功投切裝置發(fā)出投切命令，控制電容器組的投切，實現無功功率就地平衡，改善用戶功率因數和電能質量，降低配電網線路的損耗。電力用戶用電信息采集系統4.綜合查詢系統具有運行數據綜合查詢功能，可查詢每天三相電壓、電流、功率等的最大值、最小值及出現時間，還可查詢負荷率、電壓偏差率、三相不平衡率、停電時間、供電可靠性、電容器的投切次數等。系統可按時間段等進行查詢，查詢結果可生成報表或曲線。電力用戶用電信息采集系統5.統計分析1)線路損耗統計分析。

2)供電可靠性分析。

3)負荷、電量分析與預測。

4)電能質量統計分析。

5)其他參數統計分析。電力用戶用電信息采集系統1)線路損耗統計分析。利用系統采集的電能數據，結合其他相關系統采集的關口、專用變壓器用戶、中小用戶、低壓用戶電能數據，可以實現分電壓、分區(qū)域、分線路、分臺區(qū)線路損耗統計，并對配電網結構及其運行方式的經濟性進行分析，進而采取有針對性的措施降低損耗。電力用戶用電信息采集系統2)供電可靠性分析。發(fā)生停電或斷相時，系統能自動記錄停電或斷相的起止時間，能統計累計時間及次數并報警，實現停電管理與可靠性分析。在此基礎上，還可與配電網GIS等系統結合，實現配電網運行方式的管理與調度。電力用戶用電信息采集系統3)負荷、電量分析與預測。系統采集公用配電變壓器負荷、電量數據，結合其他相關系統采集的關口、專用變壓器用戶、中小用戶、低壓用戶電能數據，可以進行負荷分析、電量分析、負荷率分析、負荷預測等。電力用戶用電信息采集系統4)電能質量統計分析?？砂凑赵O定的允許電壓上、下限值，統計電壓合格時間、電壓超上限時間、電壓超下限時間，系統根據終端采集的數據實現電壓合格率統計分析。電力用戶用電信息采集系統5)其他參數統計分析。按設置的功率因數分段限值對監(jiān)測點的功率因數進行統計分析，記錄統計周期內功率因數越限值發(fā)生在各區(qū)段的累計時間，實現功率因數合格率統計分析。按設置的電壓、電流諧波限值對監(jiān)測點的電壓諧波、電流諧波進行分析，記錄分相2～19次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時間，實現諧波數據統計分析。電力用戶用電信息采集系統7.3.3通信組網1.遠程通信

2.本地通信電力用戶用電信息采集系統7.3.3通信組網圖7-10通信接口配置電力用戶用電信息采集系統1.遠程通信1)移動公網。

2)230MHz電臺。

3)光纖以太網。電力用戶用電信息采集系統1)移動公網。利用GPRS／CDMA1X/3G構建數據通信網絡，使用技術成熟、價格便宜的通信模塊嵌入到公用配電變壓器監(jiān)測終端，實現數據傳輸，無需自己建網和維護，是一種較理想的通信方式。目前，用電信息采集系統常采用虛擬專網進行數據傳輸。電力用戶用電信息采集系統2)230MHz電臺。它是負荷管理系統中采用的一種專網通信方式，優(yōu)點是實時性和安全性較好，維護費用低；缺點是通信傳輸受地形影響較大，在丘陵或山區(qū)組網較復雜，在城市中易受建筑物阻擋，一次投資較高。電力用戶用電信息采集系統3)光纖以太網。按照未來智能配電網的發(fā)展方向，所有終端及智能設備都要求配置以太網接口，以滿足終端就地接入網絡、數據隨時交互的需求。光纖具有傳輸頻帶寬、通信容量大、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。通過建設光纖環(huán)網的方式接入更多的終端是實現靈活組網、提高通信可靠性的重要措施。目前正試點采用EPON。電力用戶用電信息采集系統2.本地通信本地通信是終端與電能表、交采模塊、手持式設備或其他本地智能設備之間的數據傳輸。本地通信有RS-485接口、紅外、微功率無線、RS-232接口、USB等通信方式，其中微功率無線是指使用433MHz/470MHz或2.4GHz頻率且發(fā)射功率較小的無線射頻通信，也稱為小無線。電力用戶用電信息采集系統7.4集中抄表系統7.4.1技術展望

7.4.2系統結構

7.4.3采集設備通信組網電力用戶用電信息采集系統7.4.1技術展望1.國內抄表系統的應用現狀

2.抄表系統的發(fā)展方向電力用戶用電信息采集系統1.國內抄表系統的應用現狀最初的抄表方法是抄表員走家串戶，讀取現場表計的數據，并記錄在抄表記錄本上，由此生成用戶繳費所需的賬單。在采用集中抄表技術后，抄表自動化程度大大提高。集中抄表技術的應用不僅能節(jié)約電力公司人力資源，更重要的是可提高抄表的準確性和同時性。電力用戶用電信息采集系統2.抄表系統的發(fā)展方向1)通信的冗余化。

2)GIS技術的應用。

3)網上繳費。

4)網上查詢及購電。電力用戶用電信息采集系統1)通信的冗余化。未來的抄表系統遠程及本地通信應具備獨立的雙信道，如EPON與GPRS互為備用、本地無線微功率和低壓電力線載波互為備用，當某一條信道出現故障狀況時，不會對通信系統造成影響。電力用戶用電信息采集系統2)GIS技術的應用。通過配電網GIS的應用，可在配電網地圖上快速定位用戶，并查詢低壓用戶的用電及繳費信息，便于及時掌握用戶的用電狀況，提高電力公司的用戶服務水平。電力用戶用電信息采集系統3)網上繳費。電力公司抄表系統采集的用戶電能數據送到營銷繳費系統生成用戶繳費信息，該信息經專用加密網絡傳送給銀行用戶電費支付系統，可實現用戶電費自動繳付功能。電力用戶用電信息采集系統4)網上查詢及購電。戶既可以利用因特網查詢自己的電費明細及繳費情況，也可以利用網上支付工具完成網上購電。電力用戶用電信息采集系統7.4.2系統結構1.系統主站

2.集中器

3.采集器

4.手持抄表器

5.電能表

6.通信信道

7.本地信道電力用戶用電信息采集系統7.4.2系統結構圖7-11集中抄表系統的基本結構電力用戶用電信息采集系統1.系統主站系統主站的主要作用是接收集中器傳送的電能表電能信息，并對各個用戶的電能表數據進行存儲、分類、統計及計費。通過主站操作，工作人員可以獲取所需要的各種數據和信息。電力用戶用電信息采集系統2.集中器集中器負責收集采集器或載波電能表的數據，并進行存儲和處理，同時可將收集和處理的數據傳送給主站。電力用戶用電信息采集系統3.采集器采集器用于采集多個用戶電能表的電能量信息，并將數據傳送給集中器或主站。采集器配上GPRS模塊或以太網接口，可直接與主站通信。電力用戶用電信息采集系統4.手持抄表器手持抄表器用于對現場的采集器或集中器進行參數設置及現場數據的抄收。由于通信距離較近，通信可采用微功率無線或紅外線方式。返回主站后可通過數據線將現場設置的參數和抄讀的客戶電能表數據導入抄表主站的數據庫。電力用戶