淺析遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)的建設(shè)

陳慶華

（西安供電局閻良供電分局，陜西 西安710089）

0 引言

為了提高電力企業(yè)勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)以“科技興電”為戰(zhàn)略方針，規(guī)劃電力發(fā)展藍(lán)圖，合理應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)管理手段，積極開拓市場，規(guī)范用電管理，降低損耗，堵塞漏洞，全區(qū)實施遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)自動抄表、預(yù)付費、電費核算、票據(jù)打印、線損計算、電壓合格率和供電可靠性統(tǒng)計與分析等，使分局科學(xué)技術(shù)先進(jìn)化、農(nóng)電管理水平現(xiàn)代化、企業(yè)效益最大化，建成數(shù)字化區(qū)級供電企業(yè)。應(yīng)按照目前電力營銷狀況和上級提出的管理精細(xì)化要求，結(jié)合電力營銷管理新模式、新趨向，適當(dāng)選用設(shè)備，采用新技術(shù)、新手段全面加強電力營銷管理。

1 電力營銷現(xiàn)狀

本分局現(xiàn)有供電變電站7座，10 k V饋路25條，變壓器1 205臺，其中綜合變894臺，專用變311臺，承擔(dān)著68 865戶城鄉(xiāng)居民用戶的供電任務(wù)。9個供電所現(xiàn)有單相機械表32 402只，單相電子表20 435只；三相機械表9 791只，三相電子表6 237只；電子表占總量的比例僅為38.73%，淘汰型號及高耗能計量表占總量的61.27%，所占比重較大。

農(nóng)村居民用戶表計現(xiàn)全部采用人工抄錄，由于抄錄數(shù)量很大，抄表人員有限，抄表時間較短，因而容易出現(xiàn)較大誤差。抄表依舊是人工登桿或爬梯操作，存在較大安全隱患；手工錄入數(shù)據(jù)易出現(xiàn)錯誤，而且程序獨立運算，不能接入負(fù)控系統(tǒng)、農(nóng)電MIS系統(tǒng)、營銷MIS系統(tǒng)，不適應(yīng)電力企業(yè)信息快速化發(fā)展的要求，缺少系統(tǒng)接口融合功能。管理手段依然停留在手工操作、卡片管理的階段，落后的管理模式已無法順應(yīng)市場變化，滿足客戶需求。這一矛盾不僅給基層班站的日常管理帶來了許多障礙，也在一定程度上影響了農(nóng)村居民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常用電。

2 建設(shè)的必要性

目前營銷管理抄、核、收工作全部由人工實現(xiàn)，現(xiàn)有的電費系統(tǒng)只能計算電費、處理報表。隨著城網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)一戶一表改造的普及，用戶量逐年增加，但營銷人員隊伍基本保持不變。營銷工作壓力越來越大，特別是電費回收和抄表工作給現(xiàn)有的營銷人員帶來了巨大的困難。因此，如何采用先進(jìn)的計算機技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化手段來提高管理水平，使客戶需求與企業(yè)利益有機地結(jié)合起來，已成為近年來迫切需要解決的問題。目前的抄表方式越來越不適應(yīng)上級提出的精細(xì)化管理要求，抄、核、收工作占用了絕大部分時間，對實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)服務(wù)造成了很大影響。為了解決以上困難，提高電費回收率，減輕抄表人員壓力，提高工作效率，消除抄表中的安全隱患，創(chuàng)新管理手段，筆者提出了電力遠(yuǎn)程集抄及營配自動化方案。

在諸多抄表方式中，應(yīng)采用低壓電力線路載波傳輸數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)除可滿足上述要求之外，最大的優(yōu)點就是成本低，不需要投資建立專用的數(shù)據(jù)傳輸通道，它利用低壓電力線路作為載體傳輸電能表數(shù)據(jù)，適應(yīng)性廣，并可實現(xiàn)自動化管理。

3 建設(shè)方案

遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。系統(tǒng)由主站系統(tǒng)、集中器、GPRS、載波表、多功能表、低壓電力線路組成，以實現(xiàn)對分局所有表計的自動抄收。主站系統(tǒng)建在分局電費中心，統(tǒng)一核算。10個分站系統(tǒng)分別建在9個供電所和分局電費班，用于本區(qū)域內(nèi)電能表數(shù)據(jù)抄收、電費核算、線損統(tǒng)計、考核等工作。系統(tǒng)主要采用2種方案，即載波集中集抄系統(tǒng)和預(yù)付費載波集抄系統(tǒng)，同時接入原有的預(yù)付費集抄系統(tǒng)。

3.1 遠(yuǎn)程集抄及營配自動化載波方案

對變電站饋路表進(jìn)行改造，更換為帶485接口的多功能電能表，并安裝數(shù)據(jù)采集器，專門用于抄錄饋路表的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器抄收到的數(shù)據(jù)可通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)或光纖以太網(wǎng)傳輸至主站。大用戶和專用變用戶采用GPRS多功能表，其數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)直接傳輸至主站。9個供電所綜合變安裝485多功能表（臺區(qū)總表），每個臺變下安裝一臺集中器；綜合變下的戶表全部更換為單相或三相載波電能表。載波電能表數(shù)據(jù)通過低壓電力線路載波傳輸至集中器；集中器將抄到的載波電能表數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)自動上傳至數(shù)據(jù)中心即主站。由主站算費系統(tǒng)提取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行電費核算和電費票打印，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，形成相應(yīng)的報表和曲線圖。

3.2 遠(yuǎn)程集抄及營配自動化預(yù)付費方案

在城區(qū)供電所安裝一套遠(yuǎn)程集抄及營配自動化預(yù)付費載波系統(tǒng)，綜合變下的戶表全部采用單相或三相電子式預(yù)付費載波電能表。預(yù)付費集抄系統(tǒng)可實現(xiàn)除遠(yuǎn)程控制通、斷電外的其他所有功能，可對系統(tǒng)內(nèi)的電能表實現(xiàn)先交費后用電，不需使用IC卡購電，用戶所購電量通過低壓電力載波可直接送達(dá)電表，不需要現(xiàn)場干預(yù)。預(yù)付費載波電能表具有日凍結(jié)功能，能自動凍結(jié)每日零點的總指示數(shù)、所購電量、剩余電量等數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶所購電量到達(dá)設(shè)定告警值時，預(yù)付費載波電能表將提示報警，并對用戶進(jìn)行暫短的斷電提示。預(yù)付費載波電能表數(shù)據(jù)通過低壓電力線路載波與集中器進(jìn)行交換；集中器將抄到的預(yù)付費載波電能表數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)中心即主站，主站對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并形成相應(yīng)的報表和曲線圖。

3.3 原有集抄系統(tǒng)的接入方案

圖1 遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

原有城區(qū)35個臺區(qū)2 931戶實施了集中抄表，該系統(tǒng)能正常運行，故原有抄表系統(tǒng)不做改造，將其抄到的數(shù)據(jù)和新建系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)通，數(shù)據(jù)處理方式有2種：（1）采用現(xiàn)有的電費核算系統(tǒng)，由原有集抄系統(tǒng)廠方、遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)和算費系統(tǒng)的廠方共同制作一個數(shù)據(jù)中間庫。將遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)抄到的電能表數(shù)據(jù)直接傳輸至數(shù)據(jù)中間庫，電費核算系統(tǒng)從數(shù)據(jù)中間庫內(nèi)提取算費用的凍結(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行電費核算和電費票打印，遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)從數(shù)據(jù)中間庫內(nèi)提取其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并形成相應(yīng)的報表和圖形。（2）采用遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)的電費核算和票據(jù)打印功能，由原有集抄系統(tǒng)廠方與遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)廠方共同制作一個數(shù)據(jù)中間庫。將原有集抄系統(tǒng)抄到的電能表數(shù)據(jù)直接傳輸至數(shù)據(jù)中間庫，再由遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)從數(shù)據(jù)中間庫內(nèi)提取全部數(shù)據(jù)，對算費所用的月凍結(jié)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行電費核算并打印票據(jù)，其他數(shù)據(jù)由遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計分析，形成電壓、電流負(fù)荷曲線以及電壓合格率、功率因數(shù)、線損率、三相負(fù)荷不平衡度、停電記錄等相應(yīng)報表和圖形。

3.4 遠(yuǎn)程集抄及營配自動化通信方案

預(yù)付費載波電能表和載波電能表的數(shù)據(jù)都是通過低壓電力線路載波傳輸至集中器，臺區(qū)總表數(shù)據(jù)則通過485數(shù)據(jù)線傳輸至集中器。集中器將抄到的電能表數(shù)據(jù)前期通過GPRS網(wǎng)絡(luò)自動上傳至數(shù)據(jù)中心即主站，后期根據(jù)上級統(tǒng)一布署建設(shè)光纖以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，降低運行成本，從而為我局打造一個營銷管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、安全管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的平臺。

4 遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

（1）設(shè)置功能。可遠(yuǎn)方設(shè)置集中器的相關(guān)參數(shù)：抄表日、主站固定IP地址（GPRS方式）、電能表數(shù)量、電能表編號、抄表間隔、凍結(jié)日、凍結(jié)時、自動抄表日、抄表時間、抄讀數(shù)據(jù)項、中繼方式、路由關(guān)系、通信地址。自動記錄設(shè)置操作日期及時間，可防止非授權(quán)人操作。（2）校時功能?？稍谥髡緦衅鬟M(jìn)行校時，保證集中器時間與主站時鐘同步，計時單元的日計時誤差≤±1 s，且可由主站進(jìn)行設(shè)定。（3）自診斷功能?？勺詣舆M(jìn)行系統(tǒng)自檢，發(fā)現(xiàn)設(shè)備（包括通信）異?？蛇M(jìn)行記錄和報警。報警方式包括本地報警和向上方主站報警2種。（4）抄讀間隔功能。集中器抄讀間隔可在0.5～24 h內(nèi)任意設(shè)置，且可由主站遠(yuǎn)程設(shè)置。（5）數(shù)據(jù)抄收功能。系統(tǒng)可以通過預(yù)置抄表時間啟動抄表系統(tǒng)進(jìn)行自動抄表，也可以實時抄收全部有功、無功表底，抄收多功能表及多功能網(wǎng)絡(luò)表電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)（三相電壓、三相電流、三相總有功功率、三相總無功功率、三相功率因數(shù)和總功率因數(shù)），抄收停電記錄（停、送電的起始時刻），抄收GPRS無線網(wǎng)絡(luò)表（專用變電能表）總表底、峰表底、平表底、谷表底等。制定自動抄表任務(wù)：在抄表前置機上設(shè)置自動抄表月、日、時、分和所需抄收的數(shù)據(jù)項，系統(tǒng)將按設(shè)置的自動抄表時間自動啟動抄表系統(tǒng)抄收電能表數(shù)據(jù)，也可任意選擇任何臺區(qū)集中器進(jìn)行抄表。（6）安全管理功能。主站具有安全管理功能，對操作員權(quán)限進(jìn)行分級管理，能防止非授權(quán)用戶進(jìn)行權(quán)限以外的任何操作。主站與集中器通訊時都需核對密碼（集中器內(nèi)密碼由主站設(shè)定），以防止非法用戶侵入。每臺集中器內(nèi)都有唯一代碼與之對應(yīng)，保證抄收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。（7）數(shù)據(jù)接口功能。系統(tǒng)抄收的全部信息都能開放，為供電系統(tǒng)其他所有管理系統(tǒng)提供平滑的無縫接口，可與95598客服系統(tǒng)和銀行代收費系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸與交換。（8）數(shù)據(jù)共享功能。具有基于 Web頁的強大數(shù)據(jù)分析處理功能，可實現(xiàn)全局的網(wǎng)絡(luò)共享、數(shù)據(jù)共享。（9）遠(yuǎn)程控制停、送電及電能表負(fù)荷開關(guān)檢測功能。主站或任意抄表終端可對系統(tǒng)內(nèi)任意單相、三相載波電能表進(jìn)行遠(yuǎn)程停、送電控制，可實現(xiàn)電能表通、斷電狀態(tài)檢測，即對電能表負(fù)荷開關(guān)輸出端的電壓狀態(tài)進(jìn)行檢測。（10）電能表故障在線監(jiān)測功能?？蓪﹄娔鼙淼墓收线M(jìn)行自動監(jiān)測，并在電能表接線、計量方式發(fā)生變化，用電線路出現(xiàn)故障時發(fā)出提示信息。（11）重點用戶監(jiān)測功能?？梢赃x定臺變中的某些電能表進(jìn)行重點監(jiān)測，集中器對這些電能表的有功正向總電量數(shù)據(jù)按每小時進(jìn)行保存。重點監(jiān)測的電能表可任意設(shè)定，每臺集中器管理的重點用戶電能表不少于10塊。（12）缺相或停電自動報警功能。GPRS無線集中器在臺變?nèi)毕嗷蛲ｋ姇r自動上傳缺相或停電信息。該信息可以短信方式同時向值班或具體管理人員發(fā)送。（13）線損率統(tǒng)計分析功能?？蓪爡^(qū)范圍內(nèi)分級、分壓、分時段線損率進(jìn)行實時統(tǒng)計分析，可以按任意時間段、任一條10 k V線路、任一供電所、任一臺變進(jìn)行線損統(tǒng)計分析，并形成相應(yīng)的線損分析曲線圖、柱狀圖和表格以顯示、打印。（14）配變臺區(qū)電壓檢測及電壓合格率統(tǒng)計分析功能。通過集抄平臺對轄區(qū)范圍內(nèi)所有配變的母線出線分相電壓進(jìn)行實時監(jiān)測，實現(xiàn)配變的電壓實時統(tǒng)計。能按配變統(tǒng)計本月、上月、上上月A、B、C各相電壓合格運行時間、超考核范圍運行時間、超上限運行時間、超下限運行時間、最高電壓、最高電壓發(fā)生時間、最低電壓、最低電壓發(fā)生時間等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行電壓合格率的統(tǒng)計分析，通過擴(kuò)大電壓監(jiān)測范圍更能真實地反映電網(wǎng)末端電壓質(zhì)量，使配變臺區(qū)電壓監(jiān)測范圍達(dá)到100%。（15）配變?nèi)嘭?fù)荷不平衡度監(jiān)測功能。對配變?nèi)嘭?fù)荷進(jìn)行實時全面的統(tǒng)計，根據(jù)負(fù)荷變化情況，及時調(diào)節(jié)三相負(fù)荷分布，使之達(dá)到相對平衡，降低了低壓網(wǎng)絡(luò)的電能損耗，使電網(wǎng)運行得到優(yōu)化。（16）用戶相位自動識別、各相戶數(shù)自動統(tǒng)計功能。（17）配變及饋路功率因數(shù)統(tǒng)計分析功能?？蓪ε渥?、饋路的功率因數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，確定配變、饋路的無功缺口情況，依據(jù)其運行數(shù)據(jù)，制定出合理的無功補償方案。（18）配變停電記錄功能。對所有配變的停電信息進(jìn)行全面統(tǒng)計，真實反映區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)。（19）末端電壓監(jiān)測功能?？蓪╇姺秶鷥?nèi)所有末端點的電壓進(jìn)行實時監(jiān)測。（20）查詢功能?？砂答伮贰⒐╇娝?、臺區(qū)、用戶等查詢實時數(shù)據(jù)、日凍結(jié)數(shù)據(jù)、月凍結(jié)數(shù)據(jù)和歷史抄表數(shù)據(jù)。（21）載波預(yù)付費功能。可對系統(tǒng)內(nèi)的電能表實現(xiàn)先交費后用電，用戶所購電量通過載波可直接送達(dá)電表，不需要現(xiàn)場干預(yù)。（22）預(yù)付費電能表電量凍結(jié)功能。預(yù)付費載波電能表在每月凍結(jié)日零點自動凍結(jié)當(dāng)時電量成為上月末電量，凍結(jié)后的上月末電量保存在數(shù)據(jù)存儲器中，可保存最近連續(xù)3個月的凍結(jié)電量（本月、上月、上上月），依月末凍結(jié)電量按選定時間進(jìn)行月線損率的統(tǒng)計分析。（23）電費核算及票據(jù)打印功能。通過遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)人為設(shè)定抄表時間，將抄回的凍結(jié)數(shù)據(jù)直接傳入電費核算系統(tǒng)，對已抄電能數(shù)據(jù)自動進(jìn)行電費核算和電費票打印。這減少了電費核算的中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了抄、核、收全過程微機化管理。

5 建設(shè)規(guī)模

（1）遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)主站系統(tǒng)。在分局電費中心設(shè)立一個電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主站，在9個供電所和分局電費班設(shè)立10個分站。主站配置一個外網(wǎng)固定IP地址，放置一個局內(nèi)網(wǎng)絡(luò)IP地址、4臺無線調(diào)制解調(diào)器、2臺集中電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)服務(wù)器；其中一臺服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，另一臺作為通訊服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)每天自動進(jìn)行備份，并在通訊服務(wù)器上對備份數(shù)據(jù)庫進(jìn)行另機備份；在服務(wù)器上安裝一套 Microsoft SQL Server 2005和 Windows Server 2003；在9個供電所和電費班各配置一臺抄表PC機及一個局內(nèi)網(wǎng)絡(luò)IP地址。數(shù)據(jù)庫建在局內(nèi)主站的數(shù)據(jù)服務(wù)器上，數(shù)據(jù)共享，供電所和電費班只需要安裝一套Windows Server 2003操作系統(tǒng)和電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)軟件。

（2）為關(guān)山、康橋、武屯、新興、北屯、振興、獨李、陂西8個供電所安裝三相載波有功電能表19 784塊，單相載波有功電能表36 119塊。

（3）城區(qū)供電所、電費班安裝單相電子式預(yù)付費載波表6 094塊，三相預(yù)付費電子式載波表2 561塊，在城區(qū)供電所和電費班各安裝一套遠(yuǎn)程集抄及營配自動化預(yù)付費售電系統(tǒng)。

（4）在25條10 k V饋路綜合變安裝臺區(qū)考核總表801臺、集中器841臺，總表安裝在配電變壓器箱內(nèi)，集中器安裝在動力箱內(nèi)。

（5）為25條10 k V饋路的15個大用戶和296個專用變用戶安裝311塊GPRS多功能表。

（6）7個供電變電站安裝32塊485多功能表和7臺數(shù)據(jù)采集器。

（7）申請辦理移動卡1 144張。

建成遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)轄區(qū)內(nèi)25條饋路65 624戶低壓用戶的集中抄表和數(shù)據(jù)傳輸，配電臺區(qū)綜合管理，形成覆蓋全區(qū)的營銷、配電自動化管理網(wǎng)絡(luò)。

6 效果分析

遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)工程的實施，實現(xiàn)了員工由體力勞動向腦力勞動的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了營銷方式由粗放型管理向集約化、精細(xì)化管理的轉(zhuǎn)化；提高了員工工作的安全性，避免了安全事故的發(fā)生；提高了工作效率，縮短了抄表周期；解決了傳統(tǒng)抄表方式中數(shù)據(jù)不同時的問題，減少了時差電量。同時，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制停、送電，減少了人員現(xiàn)場操作的工作量，節(jié)省了人力、物力、財力，提高了停、送電操作的準(zhǔn)確性、可靠性、及時性、安全性；縮短了停、送電時限；解決了門難進(jìn)、表難抄、費難收的問題。遠(yuǎn)程集抄及營配自動化工程項目實現(xiàn)后，我們可以對重點客戶進(jìn)行用電監(jiān)測，并在電能表接線、計量方式發(fā)生變化，用電線路出現(xiàn)故障時發(fā)出提示信息，以便及時檢修表計故障，避免用電糾紛，減少巡視工作量。同時，該項目還為查處違章用電、竊電提供了技術(shù)支撐和資料支持。

通過遠(yuǎn)程集抄及營配自動化平臺，我們還可對配變?nèi)嘭?fù)荷進(jìn)行實時全面的統(tǒng)計，根據(jù)負(fù)荷變化情況，及時調(diào)節(jié)三相負(fù)荷分布，使之達(dá)到相對平衡，從而降低低壓網(wǎng)絡(luò)的電能損耗，優(yōu)化電網(wǎng)運行。

傳統(tǒng)的電費核算程序是從現(xiàn)場抄回數(shù)據(jù)，逐戶核對并輸入電費核算系統(tǒng)，需要大量人力且工序繁瑣，很可能出現(xiàn)各種各樣的錯誤。通過遠(yuǎn)程集抄及營配自動化系統(tǒng)人為設(shè)定抄表時間，實現(xiàn)了自動抄表、凍結(jié)數(shù)據(jù)，將抄回數(shù)據(jù)直接傳入電費核算系統(tǒng)，減少了電費核算的中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了抄、核、收全過程微機化管理。在社會效益上，避免了抄、核、收環(huán)節(jié)人為造成的人情電、關(guān)系電和抄表差錯，減輕了客戶負(fù)擔(dān)，為一戶一表工程開展提供了技術(shù)支撐，減少了客戶用電糾紛，為建設(shè)和諧社會提供了更寬松的用電環(huán)境。

［1］徐文勝，張玉花.集抄及營配自動化系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.中國電力企業(yè)管理，2009（12）

［2］郝鑫，王芳.農(nóng)電用戶用電信息采集系統(tǒng)［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2012（10）