姚佳健 莫雨陽

國網(wǎng)上海市青浦供電公司 上海 201713

引言

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“用采系統(tǒng)”）能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力用戶用電信息采集、處理及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且通過對(duì)中壓載波通信技術(shù)、擴(kuò)展天線、信號(hào)放大器、采集終端的遷移，以及 GPRS模塊的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)盲區(qū)采集通信方案的分析與討論，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)盲區(qū)采集終端的通信，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定采集用戶用電信息數(shù)據(jù)。

1 用戶電能計(jì)量方法以及電能計(jì)量采集系統(tǒng)的相應(yīng)概述

1.1 用戶電能計(jì)量方法[1]

①傳統(tǒng)人工抄表方式。這種電能計(jì)量方式需要耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，在以往缺乏現(xiàn)代電子信息技術(shù)支撐的情況下，人工抄表是非常常見的一種電能計(jì)量方式，但這種方式會(huì)帶來許多問題，如在實(shí)際計(jì)量電能時(shí)，由于無法及時(shí)進(jìn)入客戶家中，或受外界因素影響，無法準(zhǔn)確計(jì)量。②IC卡功率測(cè)量模式。這種方式主要是采用預(yù)付費(fèi)的方式進(jìn)行電量預(yù)購，一定程度上保證了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和用戶對(duì)用電量的控制。此外， IC卡自動(dòng)識(shí)別方式可以有效地防止個(gè)人隱私泄露，極大地降低了電力企業(yè)的人工成本。盡管 IC卡計(jì)量在具體應(yīng)用中具有廣泛的適用范圍，但在比較偏遠(yuǎn)、落后的地區(qū)，還是大量采用人工計(jì)量。③電力用戶用電信息采集系統(tǒng)。數(shù)字化管控技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在用戶信息采集系統(tǒng)的建設(shè)上，在此過程中，用戶信息采集系統(tǒng)可以為抄表業(yè)務(wù)的開展提供良好的信息資源，而在開展業(yè)務(wù)的過程中，首先要及時(shí)將家庭智能表和移動(dòng)終端的安裝到位，以便更好地收集大量有利于抄表業(yè)務(wù)開展的用戶信息，從而達(dá)到提高抄表業(yè)務(wù)開展效率的目的。其次是要進(jìn)一步擴(kuò)大遠(yuǎn)距離抄表業(yè)務(wù)的開展范圍，達(dá)到智能抄表信息“全覆蓋，全采集，全費(fèi)用控制”的效果，為滿足核算業(yè)務(wù)開展要求打下良好基礎(chǔ)。此外，還需要不斷推廣用戶用電采集系統(tǒng)，使智能電表有序地安裝和維護(hù)，從而更好地提高抄表工作的智能化程度，使抄表核算的要求得到滿足。數(shù)字控制技術(shù)的引入，可以從技術(shù)層面改變?nèi)斯こ淼姆绞?，使抄表信息的采集更加自?dòng)化、智能化，從而提高電力信息采集的成功率。

1.2 用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

用電信息的采集系統(tǒng)主要將智能電能作為信息采集的依據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)手段實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與交換。針對(duì)農(nóng)村低電壓用戶的用電采集工作也有了新的信息采集方式，不再是原有的人工抄表方式，克服了人工抄表過程中抄表周期過長(zhǎng)的不足，減少了人工操作失誤的影響。通過數(shù)字化的技術(shù)，可以時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)控配電網(wǎng)的運(yùn)行指標(biāo)，了解配電網(wǎng)的供電狀況，針對(duì)配電網(wǎng)之中的電量進(jìn)行合理的分配，保障農(nóng)戶的用電安全。智能電能表可以計(jì)算出用戶的用電量，并且針對(duì)用電量進(jìn)行信息處理，將處理完成之后的信息傳遞到遠(yuǎn)程控制設(shè)備中，最終完成抄表工作。這種方式極大地節(jié)省了工作人員的工作時(shí)間，減少了工作人員的工作量，通過數(shù)字化的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督和管理，很大程度上保障了信息傳輸?shù)募皶r(shí)性，提高了信息采集人員的工作效率。錄入到用電信息采集系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)，可以幫助相關(guān)工作人員針對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的用電情況進(jìn)行合理的分析，為當(dāng)?shù)靥峁?zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保障電網(wǎng)的高效運(yùn)行。

2 用電信息采集在用電監(jiān)察中的應(yīng)用

2.1 核查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性、有效性

2.1.1 核查臺(tái)區(qū)覆蓋率，確保臺(tái)區(qū)所有用戶全覆蓋操作方法：點(diǎn)擊用采系統(tǒng)桌面“用戶采集覆蓋率統(tǒng)計(jì)”，選擇要查詢的班組名稱，統(tǒng)計(jì)口徑選擇“全口徑”，點(diǎn)擊“查詢”按鈕，即可查詢?cè)摪嘟M轄區(qū)所有用戶的覆蓋率。只有全口徑100%覆蓋，才能確保采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性。

2.1.2 核查臺(tái)區(qū)采集率，確保臺(tái)區(qū)所有用戶均能成功采集操作方法：點(diǎn)擊用采系統(tǒng)“基礎(chǔ)應(yīng)用”→“數(shù)據(jù)采集管理”→“采集質(zhì)量分析”→“采集成功率”，即可查詢班組采集成功率。確保采集成功率100%，才能保證采集的供、售電能量的完整性。

2.1.3 核對(duì)用采系統(tǒng)與SG186臺(tái)區(qū)戶數(shù)，確保臺(tái)戶關(guān)系正確操作方法：點(diǎn)擊用采系統(tǒng)“基礎(chǔ)應(yīng)用”→“檔案管理”→“抄表段名稱”→“查詢”，即可查詢?cè)摮矶尾杉脩羟鍐危ㄈ缫粋€(gè)臺(tái)區(qū)非一個(gè)抄表段號(hào)，則需分別查詢）。確保該用戶清單與SG186系統(tǒng)“臺(tái)區(qū)所有低壓用戶”一一對(duì)應(yīng)，確保臺(tái)戶關(guān)系正確。

2.2 安裝GPRS信號(hào)放大器

針對(duì)地下配電室無信號(hào)或信號(hào)弱的問題，特別要求新裝投運(yùn)的用戶在公網(wǎng)信號(hào)覆蓋到配電室后，一般都要安裝信號(hào)放大器。該方法推廣速度快，且設(shè)備造價(jià)低廉，不需要復(fù)雜的調(diào)試，可直接安裝使用。對(duì)于信號(hào)弱的問題，通?？梢酝ㄟ^信號(hào)放大器來解決。但是，因其敷設(shè)線路固定設(shè)備較為煩瑣，尤其是地下室樓層較深時(shí)，信號(hào)放大器往往因線路過長(zhǎng)，往往因非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備用戶自行購買，造成信號(hào)放大器維修困難，無法徹底解決信號(hào)盲區(qū)問題。

2.3 采集終端遷移

在部分地下配電室，由于屏蔽信號(hào)弱，采用了將采集終端外遷至配電室外信號(hào)正常處的方式。這種方式需要根據(jù)采集終端和電能表敷設(shè)終端的電源線和信號(hào)線，且由于受限于485通信距離和電壓壓降，一般只適合于近距離范圍內(nèi)，而且由于一般是老舊配電室改造，對(duì)于電源電壓線的鋪設(shè)需要注意絕緣性能和安全性，且跨接點(diǎn)較多，特別是在拐角和穿洞處要做好絕緣穿管措施，確保沒有漏電短路的安全隱患。后期主要因?yàn)槭┕げ粔蚍奖?、安全，基本未再采用該方案解決信號(hào)盲區(qū)的問題。

2.4 利用用采系統(tǒng)排查不明損耗

2.4.1 利用用采系統(tǒng)查詢低壓用戶用電異常操作方法：在用采系統(tǒng)頁面，打開“統(tǒng)計(jì)查詢”→“綜合查詢”→“低壓用戶數(shù)據(jù)批量查詢”→“電量查詢”，可查詢異常臺(tái)區(qū)、異常用戶的日用電能量情況，通過對(duì)比分析，精準(zhǔn)查找電能量突變用戶。

2.4.2 利用用采系統(tǒng)查詢臺(tái)區(qū)電能表“全事件信息”，精準(zhǔn)查找疑似“違竊”用戶清單操作方法：在用采系統(tǒng)頁面，打開“高級(jí)應(yīng)用”→“臺(tái)區(qū)分析”→“臺(tái)區(qū)線損統(tǒng)計(jì)查詢”→“臺(tái)區(qū)線損明細(xì)”，點(diǎn)擊要摸排的臺(tái)區(qū)編碼，選擇“采集數(shù)據(jù)”→“全事件信息”，即可查詢疑似開表蓋、失壓、失流用戶，精準(zhǔn)查找疑似“違竊”用戶清單。

2.5 安裝載波轉(zhuǎn)GPRS模塊

由于載波轉(zhuǎn)GPRS模塊是配套于各類采集終端通信接口的外接設(shè)備，所以其接口定義、結(jié)構(gòu)應(yīng)符合國網(wǎng)規(guī)范的專變終端、采集終端等高供高計(jì)、高供低計(jì)、低供低計(jì)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。且載波轉(zhuǎn)GPRS模塊通過升級(jí)改造也適應(yīng)于698面向?qū)ο笠?guī)約終端。由于09規(guī)約采集終端已逐步淘汰，現(xiàn)在廣泛使用的是小無線＋低壓電力線高速載波通信技術(shù)，主要由主機(jī)、從機(jī)以及無線轉(zhuǎn)接模塊三部分組成。無線轉(zhuǎn)接模塊安裝在采集終端側(cè)，與采集終端原GPRS通信模塊用網(wǎng)線進(jìn)行通信，無線轉(zhuǎn)接模塊把采集終端數(shù)據(jù)和端口狀態(tài)通過無線信號(hào)發(fā)送給從模塊；主模塊安裝在同一臺(tái)區(qū)基站信號(hào)較好處，把原來采集終端的GPRS通信模塊安裝在主模塊對(duì)應(yīng)插座上，主、從模塊之間通過電力線載波進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。主模塊兼容GPRS、CD-MA、4G等通信模塊[2]?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝時(shí)采集終端上模塊不做任何移動(dòng)，把網(wǎng)口轉(zhuǎn)接模塊安裝在終端通信模塊附近。從機(jī)靠近采集終端位置安裝，從模塊供電從采集終端表尾端子或接線盒處取電。主機(jī)安裝在手機(jī)信號(hào)較好的表箱位置（可通過手機(jī)判定基站信號(hào)情況，手機(jī)信號(hào)顯示3～4格表示信號(hào)良好），主機(jī)從電表箱空開、接線盒等有220V交流電地方取電，主從機(jī)通過低壓載波線路通信，安裝時(shí)要確保主、從機(jī)在同一臺(tái)區(qū)、同一相序。載波轉(zhuǎn)GPRS模塊方式解決采集公網(wǎng)信號(hào)盲區(qū)的方案優(yōu)點(diǎn)是安裝方便、降低了現(xiàn)場(chǎng)施工安裝工作量，支持不同電壓等級(jí)采集終端的通信，通信距離較長(zhǎng)。

2.6 低壓采集策略分析

在采集的過程中，采集人員隨機(jī)選擇某一個(gè)地方進(jìn)行采集，若采集到電壓偏低，就會(huì)認(rèn)為整個(gè)地區(qū)的電壓都偏低，因此需要運(yùn)用科學(xué)的手段進(jìn)行電壓的采集，保障電壓大小能夠滿足用戶的日常需求。農(nóng)村地區(qū)低壓用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求相對(duì)較低，但是想要減輕用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)戶的數(shù)據(jù)采集的壓力，就需要保障用電信息采集工作的準(zhǔn)確性，針對(duì)農(nóng)村地區(qū)低壓的客戶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作的過程中，需要專業(yè)人員結(jié)合中單類型以及通信條件，選取最為恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)進(jìn)行農(nóng)村低電壓采集。針對(duì)低電壓的用戶，在實(shí)際的工作中，可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r以及智能電表上所顯示的數(shù)據(jù)和供電電壓的數(shù)據(jù)，完成對(duì)用戶具體電壓情況的采集工作，了解到農(nóng)村人群的用電情況，與此同時(shí)，采集公變臺(tái)區(qū)總路電壓的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)將數(shù)據(jù)匯總成表格，通過這種形式對(duì)低壓用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析。

2.7 科學(xué)地進(jìn)行電壓補(bǔ)償

部分地區(qū)無法通過對(duì)設(shè)備改進(jìn)以及電網(wǎng)優(yōu)化而提高農(nóng)民的用電質(zhì)量，這時(shí)需要從全局的角度考慮。假如有一些地區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)低電壓的狀況，就需要在當(dāng)?shù)亟ㄔ鞜o功優(yōu)化系統(tǒng)。專業(yè)人員進(jìn)行操作的過程之中，應(yīng)當(dāng)了解到電壓變動(dòng)的幅度，通過自己的專業(yè)技能，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行無功補(bǔ)償。同時(shí)也需要了解電壓下降的幅度以及臺(tái)區(qū)負(fù)荷的情況，保障無功補(bǔ)償電容投切操作的頻率，減少由于電壓狀況而引起的設(shè)備故障。

3 電能計(jì)量采集系統(tǒng)故障處理對(duì)策分析

對(duì)于遠(yuǎn)距離通信，若采用485總線進(jìn)行電能計(jì)量采集系統(tǒng)，則應(yīng)用通信線路將受到距離的限制，一般情況下要控制在1km以內(nèi)，一旦超過此范圍，極易造成信號(hào)衰減問題。當(dāng)距離增大時(shí)，信號(hào)必然受到多種因素的干擾，因此，485總線的通信信號(hào)將隨距離的增大而衰減。如果采用較長(zhǎng)距離的485總線，則在實(shí)際通信過程中必須使用有屏蔽線的電纜，同時(shí)還要保證屏蔽線能可靠接地[3]。此外，為有效降低信號(hào)衰減帶來的負(fù)面影響，還可在采集器接口與電能表通信接口之間設(shè)置約120Ω電阻，從而達(dá)到較好的信號(hào)控制效果。

電力計(jì)量采集終端將進(jìn)行多種通信，其參數(shù)主要有：通信地址、通信規(guī)約、通信波特率、通信端口號(hào)等，一旦這些參數(shù)出現(xiàn)偏差，就會(huì)影響正常的通信。電能表在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)通信接口方面的問題，具體應(yīng)用中電能表對(duì)輸出接口電壓的要求比較嚴(yán)格，通常要保持在2～5V之間。若采集的實(shí)際計(jì)量采集的電壓值要明顯低于此電壓值范圍，說明存在故障問題，一般可判定為通信模塊問題。對(duì)電能表接線問題而言，采集終端一般由4個(gè)以上的通道組成，在具體的采集過程中，各個(gè)通道屬于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，相互影響相對(duì)較小。因此，對(duì)每個(gè)信道都有很高的要求，如果在物理上不能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的連接，如果強(qiáng)行實(shí)現(xiàn)連接，就會(huì)在信號(hào)之間產(chǎn)生沖突，從而導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)間歇。

4 結(jié)束語

總而言之，采用中壓電力載波通信技術(shù)解決了山區(qū)信號(hào)盲區(qū)問題，采用載波GPRS模塊解決了地下室信號(hào)盲區(qū)問題，采用載波GPRS模塊降低了現(xiàn)場(chǎng)維修工作難度，節(jié)約了人力資源，大大提高了采集終端的聯(lián)機(jī)率和采集完成率，是解決采集作業(yè)中公網(wǎng)信號(hào)盲區(qū)問題的重要手段。