基于用電信息采集的“多表合一”技術(shù)探討

劉 奕，黃高勇，陳欣欣，朱 孟，尤莎琳

（國網(wǎng)泉州供電公司，福建 泉州 362000）

0 引 言

“多表合一”信息采集系統(tǒng)建設(shè)，是推動互聯(lián)網(wǎng)和國家智慧城市發(fā)展的重要戰(zhàn)略，是解決系統(tǒng)互聯(lián)互通的創(chuàng)新舉措。國家電網(wǎng)公司推行“多表合一”建設(shè)，就是利用電力企業(yè)已有用電信息采集系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)對水、電、氣等公共數(shù)據(jù)資源實行遠(yuǎn)程集抄集采，打造全新的用能數(shù)據(jù)平臺，并充分挖掘用電信息采集系統(tǒng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，營造全新用能營商環(huán)境，全面支持智慧城市建設(shè)，減少數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺重復(fù)建設(shè)。

泉州地區(qū)自2016年以來，大力推動新型智慧城市建設(shè)，以智能電表和用電信息采集系統(tǒng)覆蓋的采集負(fù)控終端、集中器和專網(wǎng)通信資源為依托，融合智能電表、水表、氣表等，實現(xiàn)跨專業(yè)跨行業(yè)跨領(lǐng)域的用能信息采集和大數(shù)據(jù)資源共享共用。通過加裝水氣表信息采集設(shè)備，實現(xiàn)對客戶用電、用水、用氣等數(shù)據(jù)信息同步采集，大大提高了抄讀水、氣表工作效率，提升了整體用能效率和客戶服務(wù)水平，對構(gòu)建智慧城市、泛在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及集約公共企業(yè)資源等具有重要意義。

1 “多表合一”項目框架

“多表合一”一體化信息采集系統(tǒng)就是應(yīng)用現(xiàn)有統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)約，在營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用和用電信息采集系統(tǒng)中建立對應(yīng)用戶電表、水表、氣表的檔案，實現(xiàn)多種不同表計數(shù)據(jù)的統(tǒng)一遠(yuǎn)程集抄集采，實現(xiàn)不同公共行業(yè)服務(wù)之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

1.1 系統(tǒng)整體框架

“多表合一”一體化信息采集系統(tǒng)整體架構(gòu)分為5部分，分別為終端設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層、前置解析層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層5部分。終端設(shè)備層指現(xiàn)場采集設(shè)備，包括水表、氣表、智能電表、負(fù)控終端和集中器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)傳輸至前置解析層。前置解析層負(fù)責(zé)將遠(yuǎn)程采集的水、氣、電表計通信協(xié)議進(jìn)行解析并上傳至數(shù)據(jù)層。網(wǎng)絡(luò)通信層主要包括無線和有線信道兩種，主要是現(xiàn)場采集終端與遠(yuǎn)程主站之間實現(xiàn)信息交互的網(wǎng)絡(luò)信道。福建省用電信息采集系統(tǒng)通信信道主要是4G專網(wǎng)和光纖專網(wǎng)。數(shù)據(jù)層包含檔案關(guān)系和采集數(shù)據(jù)兩部分，采集數(shù)據(jù)由前置解析層傳送，檔案關(guān)系由營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)平臺建立水、氣、電表各用戶檔案，通過發(fā)起流程調(diào)試至用電信息采集系統(tǒng)。用電信息采集系統(tǒng)將水、氣、電示數(shù)傳輸至營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用層實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)查詢等功能。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)

“多表合一”一體化信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)建立在用電信息采集系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享共用。它的業(yè)務(wù)架構(gòu)包含統(tǒng)計查詢、運(yùn)行管理、基本應(yīng)用以及系統(tǒng)管理4大功能[1]。通過在營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建立水、氣用戶檔案信息，與電力用戶檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并將營銷應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)檔案調(diào)試至用電信息采集系統(tǒng)。根據(jù)抄表采集任務(wù)配置，在用電信息采集系統(tǒng)下發(fā)相應(yīng)參數(shù)任務(wù)，從而獲取對應(yīng)時間等相關(guān)表計讀數(shù)，實現(xiàn)水、氣、電表數(shù)據(jù)多維度查詢,以及表計運(yùn)行及故障情況分析、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)召測等，實現(xiàn)“多表合一”檔案、表計示數(shù)、調(diào)試工單查詢等信息的交互共享。

2 “多表合一”典型技術(shù)方案

用電信息采集系統(tǒng)由遠(yuǎn)程主站、專網(wǎng)通信、現(xiàn)場采集終端、終端與表計之間的本地通信以及智能電表組成?！岸啾砗弦弧币惑w化信息采集系統(tǒng)，是在不改變用電信息采集系統(tǒng)遠(yuǎn)場主站、專網(wǎng)通信信道和現(xiàn)場終端采集等架構(gòu)基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用現(xiàn)有采集系統(tǒng)平臺和現(xiàn)場設(shè)備資源，通過升級無線模塊、更換雙模模塊和增加采集通信轉(zhuǎn)換器3種方案接入用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備[2]。

2.1 升級無線模塊

升級無線模塊方案應(yīng)用于電能表和水表，都是通過微功率無線通信表計或適用于電能表本地通信采用RS-485、水表和I型采集器采用無線方式的情況。此方案可以實現(xiàn)水電表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，卻無法實時采集數(shù)據(jù)。

2.2 更換雙模模塊

此方案應(yīng)用于智能表為載波通信、水表為無線方式，或智能表為RS-485接線、水表為無線方式、I型載波采集器的情況。

2.3 增加采集通信轉(zhuǎn)換器

此方案主要適用于智能電表采用RS485接線、水表采用M-BUS或微功率無線通信、智能電表與水表相對位置較遠(yuǎn)的情況。泉州地區(qū)主要采用加裝采集轉(zhuǎn)換器的方案。它的下行通道通過當(dāng)前應(yīng)用較多的通信技術(shù)M-Bus總線與用戶水氣表通信，上行通道主要運(yùn)用RS-485與采集器通信。

3 “多表合一”現(xiàn)場施工問題

3.1 水表采集器485引線問題

某小區(qū)的水表采集機(jī)設(shè)備線路中增加了一臺主采設(shè)備（用于抄表員可一次抄讀整棟樓的采集機(jī)的水表數(shù)據(jù)設(shè)備）。該設(shè)備與山科采集器連接的線路為RS-485線路，已將水表采集器的RS-485輸出引走，從而直接影響該設(shè)備再引出的另外一路RS-485輸出。具體解決方案是加裝集線器設(shè)備于表計與采集器之間的線路，引出另外一路RS-485輸出。

3.2 施工工藝問題

現(xiàn)場排查時發(fā)現(xiàn)較多電力線、RS-485線路、M-BUS線路未接好或松動的情況，以及485線路正負(fù)極接反等現(xiàn)場接線問題。485芯片的安裝存在遺漏加裝、未加裝好以及芯片插歪的情況。具體解決方案是通過對施工人員的培訓(xùn)，從現(xiàn)場施工建設(shè)時避免該類問題，在施工完成統(tǒng)計時進(jìn)行檢查，驗收確認(rèn)。

3.3 用電信息采集系統(tǒng)“多表合一”主站問題

公用類水表問題：部分水表存在無相應(yīng)用戶電表的情況，與主站上建檔無可匹配的電表，目前尚無法建該類水表的檔案；若有相對應(yīng)公用類電表可供其選擇匹配，則可建檔。

轉(zhuǎn)換器地址錯誤：排查過程中出現(xiàn)頻率最高的為轉(zhuǎn)換器地址錯誤的故障，該故障需由主站人員、現(xiàn)場施工人員合作配合減少出錯率。

檔案下發(fā)、流程問題：現(xiàn)場排查部分集中器內(nèi)無水表檔案，為主站人員遺漏下發(fā)或運(yùn)維電表的過程中對集中器初始化后未下發(fā)等。運(yùn)維電表的過程中容易刪改到水表檔案，如刪除水表接線信息、更改水表檔案協(xié)議等導(dǎo)致抄表故障。

4 結(jié) 論

“多表合一”信息平臺建設(shè)解決了多重人工繁瑣的抄表工作，實現(xiàn)了“多表合一”數(shù)據(jù)集中采集、集中管理和集中存儲。不僅有效利用了人工智能，而且大大提升了工作效率，為廣大市民提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，也為相關(guān)管理部門提供了大數(shù)據(jù)分析，有效推動了基礎(chǔ)服務(wù)創(chuàng)新，有力推進(jìn)了智能城市建設(shè)，為建設(shè)泛在物聯(lián)網(wǎng)提供了互聯(lián)互通平臺和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時降低了數(shù)據(jù)采集的人力成本和設(shè)備的重復(fù)制造成本，即可以減少資源浪費，節(jié)約公共資源，又可以協(xié)調(diào)管理通信信息，提升采集系統(tǒng)的工作效率。