摘 要：隨著電力生產(chǎn)傳輸向智能用電管理發(fā)展的趨勢，要設(shè)計(jì)合理高效的用電信息采集系統(tǒng)，進(jìn)行用電信息的實(shí)時(shí)高效采集、管理、監(jiān)督和分析，確保用電信息的采集和監(jiān)控、智能化管理，提高用電管理的效率。

關(guān)鍵詞：用電;信息采集;系統(tǒng);智能化;設(shè)計(jì)

隨著我國電力技術(shù)的自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，要加快設(shè)計(jì)和應(yīng)用用電信息采集系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)采集為核心，面向系統(tǒng)范圍內(nèi)電力用戶實(shí)現(xiàn)“全覆蓋、全費(fèi)控、全采集”的管理，構(gòu)建智能化、現(xiàn)代化的用電信息采集系統(tǒng)，進(jìn)行電力計(jì)量采集、負(fù)荷管理控制和信息管理。

一、 當(dāng)前用電信息采集存在的問題剖析

（一）缺乏用電信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性隨著電力規(guī)模的不斷擴(kuò)大，服務(wù)用戶分布日益寬泛，然而原有的傳統(tǒng)用電信息采集系統(tǒng)日漸暴露出滯后性，仍舊采用落后的人工抄表方式，存在難以避免的差錯(cuò)和損失。同時(shí)，在抄核電力數(shù)據(jù)的逐層傳遞過程中，也存在較大的時(shí)延，難以保證用電信息數(shù)據(jù)的安全性和完整性，不利于提高決策工作效率。

（二）無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享原有的用電信息采集體系存在獨(dú)立建設(shè)的現(xiàn)象，難以滿足不同專業(yè)、不同層面的數(shù)據(jù)共享需求，更無法實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)鏈互通的數(shù)據(jù)共享。

（三）生產(chǎn)經(jīng)營成本較高原有的用電信息采集系統(tǒng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，人工抄表和核算環(huán)節(jié)相對落后，生產(chǎn)經(jīng)營成本較高。加之缺乏高效、先進(jìn)的用電信息管理體系，導(dǎo)致電力企業(yè)的成本增高不下。

二、 用電信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用分析

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和應(yīng)用

用電信息采集系統(tǒng)涵蓋前端采集器管理子系統(tǒng)、任務(wù)調(diào)節(jié)及節(jié)點(diǎn)分配子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口平臺子系統(tǒng)、主站分析終端等邏輯結(jié)構(gòu)，以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的一體化平臺為基礎(chǔ)，進(jìn)行各模塊之間的協(xié)同與合作，并在統(tǒng)一規(guī)模的接口下實(shí)現(xiàn)主站層與營銷應(yīng)用、其他應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和傳輸。具體包括以下部分：（1）主站層。該部分主要負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的各種應(yīng)用業(yè)務(wù)執(zhí)行，對系統(tǒng)終端信息進(jìn)行采集、分析、歸納和解析，并接受控制中樞下達(dá)的指令，進(jìn)行控制功能終端的操作，并與采集終端進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)。（2）通信信道層。該部分主要連接主站層和采集終端，經(jīng)由通信信道進(jìn)行前端數(shù)據(jù)傳送、信息交互和指令傳送，如：光纖專線、電力線載波通信、GPRS/CDMA無線公網(wǎng)等通信信道。（3）采集設(shè)備層。該部分主要進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)最基層原始數(shù)據(jù)的采集和管理，獲取用電狀態(tài)量、脈沖量、交流模擬量等數(shù)據(jù)，監(jiān)測電能表、時(shí)間超差、故障信息和示度等參數(shù)。

用電信息采集系統(tǒng)采用分布采集、集中處理的物理架構(gòu)，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、采集前置服務(wù)器、調(diào)度任務(wù)服務(wù)器、前置網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、跨區(qū)采集同步服務(wù)器、接口服務(wù)器等構(gòu)件，進(jìn)行用電信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析和管理。

系統(tǒng)流程是由主站通過WEB頁面發(fā)起抄表任務(wù)，將其傳送至終端，終端接收后進(jìn)行數(shù)據(jù)打包并傳送回主站，再由主站配置自動(dòng)抄表任務(wù)，通常設(shè)置為對用電信息數(shù)據(jù)的連續(xù)多輪采抄任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對用電信息數(shù)據(jù)的多輪采集。采集系統(tǒng)將控制任務(wù)下送至終端或電能表，控制完成后再反饋回主站，再對采集系統(tǒng)反饋的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，如：電壓、電流、電量底碼、終端及電表能事件等，最后通過采集系統(tǒng)報(bào)表生成模板進(jìn)行自動(dòng)加載和圖形展示。

（二）用電信息采集系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)和應(yīng)用

1. 數(shù)據(jù)采集模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)采集任務(wù)的編制，確定采集任務(wù)的名稱、類型、采集點(diǎn)類型及名稱、編號、數(shù)據(jù)項(xiàng)、任務(wù)執(zhí)行起止時(shí)間、周期、執(zhí)行優(yōu)先級、正常補(bǔ)采次數(shù)等，進(jìn)行各采集任務(wù)的協(xié)調(diào)、管理和反饋。通常采用定時(shí)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、隨機(jī)召測數(shù)據(jù)、主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)的不同方法，進(jìn)行用電信息數(shù)據(jù)的高效采集，采集數(shù)據(jù)包括有：電能數(shù)據(jù)、工況信息、交流模擬量、事件記錄數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量異常數(shù)據(jù)、預(yù)付費(fèi)信息、用電高峰提醒等。

2. 數(shù)據(jù)管理模塊。該模塊主要進(jìn)行電力用戶用電信息數(shù)據(jù)的完整性檢查和分析，如：不同用電用戶的用電量、負(fù)荷閾值、異常次數(shù)等，并對采集終端及監(jiān)測點(diǎn)的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和設(shè)備工況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，包括電壓、電流、功率因數(shù)、諧波等;還要計(jì)算母線平衡率，統(tǒng)計(jì)和分析變損、線損等。同時(shí)，通過主站層的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和新型“連接池”技術(shù)，可以進(jìn)行用電信息數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的分類存儲和管理，并支持?jǐn)?shù)據(jù)的綜合查詢、分門別類的專項(xiàng)查詢或條件篩選查詢。

3. 智能費(fèi)控模塊。用戶在Web服務(wù)器主頁端預(yù)設(shè)警戒金額，當(dāng)剩余金額低于用戶預(yù)設(shè)的警戒金額時(shí)，電能表會以閃光或短信方式提示用戶;當(dāng)電能表中沒有金額存量時(shí)，則會自動(dòng)拉閘斷電;在用戶及時(shí)插入專用點(diǎn)卡后，電能表通過檢測啟動(dòng)透支供電;當(dāng)透支金額超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，電能表會自動(dòng)拉閘斷電，將無法通過購電方式透支供電。

4. 有序用電管理模塊。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏?yīng)和需求狀況，進(jìn)行有序用電指標(biāo)的分解，制定有序用電方案，并進(jìn)行有序用電分析，包括負(fù)荷率改善情況分析、查看有序用電執(zhí)行效果等。

三、 小結(jié)

綜上所述，要搭建基于大數(shù)據(jù)處理平臺的用電信息采集系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)有序用電、線損監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、電力負(fù)荷管理、智能費(fèi)控和數(shù)據(jù)分析，提高供電服務(wù)質(zhì)量。

作者簡介：楊連兵，南京林洋電力科技有限公司。