用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)維現(xiàn)狀分析

摘 要：文章以某省級電力公司的用電信息采集系統(tǒng)為研究對象，梳理系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作現(xiàn)狀，從主站運(yùn)維、通信信道運(yùn)維到終端運(yùn)維等層面進(jìn)行了客觀分析，提煉出了現(xiàn)階段存在的問題，并提出提高運(yùn)維工作水平的建議。

關(guān)鍵詞：采集系統(tǒng)；終端設(shè)備；信號通道；現(xiàn)狀分析

用電信息采集系統(tǒng)是對電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)，是智能電網(wǎng)的重要組成部分和技術(shù)支撐，融合了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通信、電能計(jì)量等新型技術(shù)，具有很強(qiáng)的專業(yè)性和技術(shù)性。

用電信息采集系統(tǒng)通過采集終端對各信息采集點(diǎn)的用電信息進(jìn)行采集，可以實(shí)現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)雙向傳輸以及轉(zhuǎn)發(fā)或執(zhí)行控制命令。按照應(yīng)用場所，采集終端可以分為專變采集終端、集中抄表終端（包括集中器、采集器）、分布式能源監(jiān)控終端等類型。

1 用電信息采集系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)

從物理構(gòu)成上，用電信息采集系統(tǒng)可為主站、通信信道、采集設(shè)備三部分，其物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)成如圖1所示。主站物理結(jié)構(gòu)主要由營銷系統(tǒng)服務(wù)器、前置采集服務(wù)器以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成；營銷系統(tǒng)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤陣列和應(yīng)用服務(wù)器），前置采集服務(wù)器包括前置服務(wù)器、工作站、GPS時鐘和防火墻設(shè)備。通信信道是指用電信息采集系統(tǒng)主站與采集終端之間的遠(yuǎn)程通信信道，主流技術(shù)包括光纖信道、GPRS/CDMA無線公網(wǎng)信道、230MHz無線電力專用信道、電力中壓載波信道等。采集設(shè)備是指安裝在現(xiàn)場的采集終端和電能計(jì)量裝置，主要包括專變終端、集中器、采集器以及各型電能表計(jì)等。

2 工程概況

某省級供電企業(yè)是該省境內(nèi)最主要的電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營和電力供應(yīng)企業(yè)。供電面積44.58萬平方公里，占該省國土面積的91.9%，供電人口7704.06萬人，占全省人口的95.8%。該省人口密集，居民戶用電容量差異較大，配電變壓器下的居民用戶數(shù)和供電半徑差異較大，營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)采用大集中方式。

經(jīng)過多年的建設(shè)，該省級供電企業(yè)已基本完成用電信息采集系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化體系改造，系統(tǒng)覆蓋全公司直屬的所有供電公司。直供直管區(qū)域智能電能表覆蓋率超過50%，農(nóng)村關(guān)口采集終端臺區(qū)覆蓋率達(dá)到90%，直供直管區(qū)域采集系統(tǒng)覆蓋率達(dá)到60%，專變用戶自動抄表出賬率超過60%。

3 采集主站運(yùn)維現(xiàn)狀分析

目前該省所有地市公司均按照上級統(tǒng)一要求采用集中式部署模式將終端數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集至省公司用電信息采集系統(tǒng)主站。投資成本較低，便于統(tǒng)一運(yùn)行維護(hù)；但集中式部署的系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，影響范圍涉及面較廣，數(shù)據(jù)處理工作量大，任務(wù)繁重，不易在短時間恢復(fù)，對系統(tǒng)運(yùn)維技術(shù)人員的業(yè)務(wù)處理能力要求較高。個別地市公司為解決專變用戶的預(yù)付費(fèi)問題將終端數(shù)據(jù)同時分別上傳至省級系統(tǒng)主站與地市公司自備的用電信息采集系統(tǒng)主站。

在應(yīng)用層面，用電信息采集系統(tǒng)主站要滿足電費(fèi)結(jié)算和電量分析、線損統(tǒng)計(jì)分析和異常處理、電能計(jì)量裝置監(jiān)測、防竊電分析及供電質(zhì)量管理等業(yè)務(wù)需求。目前，國網(wǎng)和南網(wǎng)兩大供電企業(yè)缺乏掌握采集系統(tǒng)主站核心運(yùn)維專業(yè)技術(shù)的人才，自身不具備獨(dú)立的主站運(yùn)維能力，對于主站的運(yùn)維完全依靠第三方技術(shù)支持。這種現(xiàn)狀不利于供電企業(yè)電力營銷專業(yè)業(yè)務(wù)的推廣與運(yùn)維，不利于實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”的建設(shè)運(yùn)行目標(biāo)。

4 采集信道運(yùn)維現(xiàn)狀分析

用電信息采集系統(tǒng)的通信包含主站與終端之間的遠(yuǎn)程通信通道以及終端與智能電表之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的本地通信，經(jīng)過幾年的發(fā)展，供電企業(yè)用電采集系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信和本地通信都已經(jīng)形成了適應(yīng)自身應(yīng)用的通信模式。

4.1 遠(yuǎn)程通信應(yīng)用現(xiàn)狀

通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)。目前，應(yīng)用于用電信息采集系統(tǒng)的通信技術(shù)主要有電力線載波通信、無線公網(wǎng)通信GPRS/CDMA、無線專網(wǎng)230MHz通信和光纖通信，各種通信方式各具特點(diǎn)。電力線載波通信施工方便，無需重新布線，但其通信的可靠性、實(shí)時性、穩(wěn)定性較差；無線公網(wǎng)需要租用移動通信網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行維護(hù)及時性有待加強(qiáng)，局部地區(qū)信號弱、數(shù)據(jù)采集困難，在緊急情況下容易造成信道擁堵；無線專網(wǎng)230MHz通信的接入容量有限，基站覆蓋范圍僅在30km左右，受地形地貌影響大，數(shù)據(jù)傳輸過程中易受高層建筑物阻擋；光纖通信一次性投資大，成本較高，布線困難，工程量大。

介于上述各遠(yuǎn)程通信方式的特點(diǎn)，供電企業(yè)主要采用移動GPRS/CDMA通信，然而相對于其他通信方式，GPRS/CDM網(wǎng)絡(luò)存在成本高和信息安全性差，時延較高等缺點(diǎn)，無法滿足智能電網(wǎng)對接入帶寬的要求。從供電企業(yè)用電信息采集系統(tǒng)的發(fā)展需求來看，遠(yuǎn)程通信建設(shè)可靠性更高，速度更快，更安全的光纖通信專網(wǎng)是可行的發(fā)展方向。

4.2 本地通信應(yīng)用現(xiàn)狀

本地通信方式主要有低壓窄帶載波通信、低壓寬帶載波通信、短距離無線通信和RS-485通信，其中前三種通信方式都屬于無線通信，RS-485通信是有線通信，它們的特點(diǎn)分別概括如下：（1）載波通信的可靠性較高，維護(hù)工作量小，傳輸速率適中，但是受負(fù)載特性影響較大，且信號衰減較快，可靠性較差，長距離傳輸需要加裝中繼器。（2）短距離無線通信也叫微功率無線通信，傳輸速率低，容易受電磁干擾，受地形和天氣影響較大，可靠性差。（3）RS-485通信是有線通信，需要敷設(shè)通信電纜，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性很高，但是出現(xiàn)通信故障不易查找故障點(diǎn)，維護(hù)工作量很大。

目前，該省級供電企業(yè)所屬的各地級公司的用電采集系統(tǒng)，還處于在市區(qū)等用戶密集地區(qū)建設(shè)階段，介于對通信可靠性的高要求，本地通信方式主要采用RS-485通信，這種通信方式對于城市等用戶集中的系統(tǒng)比較適合。但是在今后的推廣的過程中，尤其是在用戶不那么密集的偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，無線通信方式的優(yōu)勢更為明顯，然而，目前供電企業(yè)對于各種無線通信的安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)等方面還比較缺乏，可通過建設(shè)相應(yīng)的試點(diǎn)工程積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

5 采集終端運(yùn)維現(xiàn)狀分析

目前，該省級供電企業(yè)終端已基本實(shí)現(xiàn)“全覆蓋、全采集”，但是還需要進(jìn)一步加強(qiáng)管理和技術(shù)工作，完成“全費(fèi)控”目標(biāo)。具體來講，各地市公司采用本地費(fèi)控模式的集中抄表終端已被低壓用戶所接受，其基本實(shí)現(xiàn)全費(fèi)控，采用遠(yuǎn)程費(fèi)控模式的集中抄表終端由于技術(shù)原因并沒有實(shí)現(xiàn)費(fèi)控。在專變采集終端的費(fèi)控問題上，由于電力供應(yīng)目前處于供需平衡甚至在某一時段處于供大于求的形勢，鼓勵專變用戶在保證不鋪張浪費(fèi)的前提下多用電，各地市供電公司都沒有在專變采集終端開通費(fèi)控功能，因此大部分專變采集終端并沒有實(shí)現(xiàn)費(fèi)控，終端往往設(shè)置為“保電”狀態(tài)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為保證電能的有效利用與電費(fèi)及時足額回收，供電公司有必要充分拓展用電信息采集系統(tǒng)各項(xiàng)功能，利用專變采集終端開展費(fèi)控管理工作。

6 運(yùn)維管理現(xiàn)狀分析

省級供電企業(yè)普遍對用電采集系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維管理等方面的工作制定了詳細(xì)的責(zé)任分工、人員配置和工作流程，對整個系統(tǒng)的推廣起到良好的指導(dǎo)作用。然而，從幾年的發(fā)展情況來看，由于供電企業(yè)下屬各級單位的人員素質(zhì)、資源投入、環(huán)境因素等眾多原因，導(dǎo)致各地用電采集系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用情況存在差異，運(yùn)行維護(hù)水平也各不相同。

大城市以及周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)，用戶密集，系統(tǒng)投入大，技術(shù)隊(duì)伍配備相對完善，隨著系統(tǒng)推廣過程中遇到的各種問題得以解決，技術(shù)人員和隊(duì)伍都得到了充分的鍛煉，經(jīng)驗(yàn)豐富。而與稍偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)網(wǎng)配套的用電采集系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)相對缺乏，系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用仍然需要探索，技術(shù)人員也不足，這是今后供電企業(yè)在建設(shè)推廣用電信息采集系統(tǒng)的過程中不得不面臨的一個問題。具體存在的問題主要有以下兩點(diǎn)：（1）各地市供電公司從事采集業(yè)務(wù)的人

員配備不足。絕大多數(shù)地市局并沒有專設(shè)采集專責(zé)一職，大多數(shù)地市局還由從事計(jì)量、業(yè)擴(kuò)報(bào)裝等業(yè)務(wù)的員工兼職從事采集業(yè)務(wù)，造成各地市局采集業(yè)務(wù)的開展效率比較低下。（2）各地市供電公司從事采集業(yè)務(wù)的人員專業(yè)程度不夠高。這是由于大多數(shù)地市局目前負(fù)責(zé)采集業(yè)務(wù)的員工原本從事的都是計(jì)量、業(yè)擴(kuò)報(bào)裝等業(yè)務(wù)，這類員工往往具備的都是電力系統(tǒng)等強(qiáng)電知識，對通信原理、計(jì)算機(jī)原理的知識儲備量還不足。

7 展望

通過上述對某省級供電企業(yè)用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)維工作現(xiàn)狀的分析，我們確信，用電信息采集系統(tǒng)是電能計(jì)量向高級量測體系發(fā)展的重要組成部分，因此作出以下展望：

（1）通過更多的對系統(tǒng)的線上與線下進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)積累經(jīng)驗(yàn)，提升相關(guān)人員的業(yè)務(wù)能力，讓相關(guān)人員對線下終端的安裝調(diào)試、系統(tǒng)線上功能應(yīng)用管理能夠有更熟練的掌握和應(yīng)用。（2）加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)隊(duì)伍的建設(shè)，對線下終端的安裝調(diào)試人員與系統(tǒng)主站功能應(yīng)用，管理人員作出明確分工，尤其是安裝調(diào)試與管理人員，應(yīng)更多的掌握相關(guān)方面的核心知識與技術(shù)，能在廠家維護(hù)人員不能及時趕到的情況下自主地處理相關(guān)方面的問題。（3）加大力度投入光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)由以GPRS為主遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)到光纖網(wǎng)絡(luò)通信的轉(zhuǎn)變；因地制宜的開展以無線通信方式為基礎(chǔ)的本地通信網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)，為今后用電采集系統(tǒng)在農(nóng)網(wǎng)的推廣打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]高犁.智能電網(wǎng)下的電力營銷新型業(yè)務(wù)[M].北京：中國電力出版社，2014.

[2]張晶，徐新華，崔仁濤.智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2012.

[3]高犁.用電負(fù)荷管理[M].北京：中國電力出版社，2011.

[4]徐金亮，程必宏.用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2012，9.

[5]國家電網(wǎng)公司新員工培訓(xùn)專用教材.用電信息采集系統(tǒng)[M].國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，2015.

[6]陳盛，呂敏.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].供用電，2011，28（4）：45-49.