淮南市电力用电信息采集系统的建立

程晓君

(淮南供电公司,安徽 淮南 232001)

淮南市电力用电信息采集系统的建立

程晓君

(淮南供电公司,安徽 淮南 232001)

建设电力用户用电信息采集系统,符合国际电网技术发展的方向,也是建设智能电网的重要组成部分;符合国家经济社会发展的要求,是扩大内需,加快城市和农村电网改造的重要措施;是电力企业信息系统工程建设和营销计量、抄表、收费标准化建设的重要基础,是提升服务能力,实行居民阶梯电价的必然选择,是建设国际一流企业的重要保证,将有利支撑电力企业决策更加及时、更加科学,推动公司发展实现巨大跨越。

数据采集;数据管理;控制;运行维护管理;系统接口

1 淮南市电力用电信息采集系统的规划

电力用户用电信息采集系统建设是国家电网公司贯彻落实党中央、国务院号召,扩大内需,加快城市和农村电网改造的重要措施;是建设世界一流电网、国际一流企业的重要环节;是公司“SG186”信息系统和营销计量、抄表、收费标准化建设的重要基础。加快推进用电信息采集系统建设,将推动供电公司发展实现历史性跨越。通过建设电力用户用电信息采集系统,实践在智能电网建设框架下,构建智能用电服务体系;推广应用智能电能表、智能用电管理终端等智能用电设备,实现电网与用户的双向互动服务,以此提升用户服务质量,满足用户多元化需求,实现智能化营销的目的。最终达到公司“全覆盖、全采集、全费控”的目标。

目前,淮南公司已建成电力负荷管理系统、配变台区综合管理系统、变电站电能量采集和配电自动化等用电信息采集系统,系统建设主要实现了抄表、电能计量装置监测、反窃电分析、负荷预测分析及需求侧管理等功能,在多年的系统应用中也取得了一定的效果。

公司的电力用户用电信息采集系统建设包括主站、通信信道、电能表及辅助项目。采集系统采集的范围包括五类电力用户和公用配变考核计量点。系统实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、计量状态等重要信息的实时采集,针对采集的数据,及时、完整、准确的进行多维度综合分析,辅助企业决策。

系统建设总体规划既要满足业务需求和立足现有资源整合利用,又要考虑今后的可持续发展,既要考虑系统先进性和适度超前性,又要考虑适用性和经济性,综合考虑淮南公司实际,力求系统建设与应用取得实效,最终实现预期的“全覆盖、全采集、全预付费”的目标。通过建设电力用户用电信息采集系统工程,实现在智能电网建设框架下,构建智能用电服务体系;通过推广应用智能电能表、智能用电管理终端等智能用电设备,实现电网与用户的双向互动服务,以此提升用户服务质量,满足用户多元化需求,实现智能化营销的目的。

基于淮南市地理特征,根据 2010年系统建设进度,综合考虑施工难度及实际应用情况,将 2010年系统建设区域划定在东部田家庵区、洞山区、大通区、姚家湾区,共 110 km2。计划到 2010年年底,系统将覆盖四个变电所所属的 13条 10 kV配电线路,55 881户高、低压客户。

2 电力用户用电信息采集系统的研究

2.1 信道

信道按照类型分为光纤信道、GPRS、CDMA、3G等无线、230 MHz负荷管理专用无线专网和中压电力线载波,光纤信道关键性能指标为传输速率 <1.25 Gbps,一次采集成功率≥99%,信息流量大,信道安全可靠,适于准确实时控制;而 GPRS、CDMA、3G等无线公网的关键性能指标为传输速率20～40 kbps;一次采集成功率≥97%,其数据流量小,易受环境影响,不适用于远程控制;230 MHz负荷管理专用无线专网的传输速率 1 200～9 600 bps,一次采集成功率≥97%,专网专用,安全防护性好,可用于控制特别是负荷控制;中压电力线载波的传输速率 150～7500 bps,一次采集成功率≥85%,数据流量一般,传输距离短,抗干扰能力低。环境适应性和成本费用方面是光纤信道

不受地区环境影响,但是成本极高,维护费用大;GPRS、CDMA、3G等无线公网受地区环境影响小,个别无线信号未覆盖地区无法使用,而成本不高,但需定期支付运行商信道费;230 MHz负荷管理专用无线专网受地区环境影响大,与天线功率与安装位置有关,成本极低,维护量小;中压电力线载波不受地形影响,但受传输距离影响需要加装中继,成本较低,维护量小;建设工程难度方面 GPRS、CDMA、3G等无线公网无需工程,应用简单、便利;230 MHz负荷管理专用无线专网和中压电力线载波的建设周期短,工程量小。

经论证、分析,确定远程传输信道以光纤为主,光纤方式采用无源光网络(EPON)技术,230无线专网为辅,以保证能实时通信。

2.2 费控方式

根据电力用户用电信息采集系统建设通用技术方案提供的几种费控方式进行综合分析比较:

远程预付费。主站实时采集用户电量,营销计费业务计算电费,将当前剩余电费下发给终端或者电表,剩余电费不足时下发跳闸指令,续交电费后恢复供电。终端是带有控制功能的专变采集终端,执行主站下发的指令,显示用户当前剩余电量、电费信息、执行停电跳闸命令或合闸许可命令,带有 RS485通讯接口;集中抄表终端,无控制功能,远程费控智能电能表,连续显示主站计算的当前剩余电量、电费信息,执行停电跳闸指令,交费后复电。对于远程预付费的方案进行比较得出:对信道可靠性要求较高,若信道不畅易造成欠费拒跳、迟跳及无法实现远程复电;电费风险高、服务风险低。

本地预付费。主站将用户交费信息发送到现场,由现场设备直接执行预付费用电控制。终端分别可以采用专变采集终端,接收下发的交费信息,连续采集用户用电信息,计算当前剩余电量、电费,不足时跳闸,接到续交电费信息后复电,带有 RS485通讯接口;集中抄表终端,无控制功能,本地费控智能电能表,通过通信网络接收主站的用户交费信息,电表储值,连续用电计算并扣除,显示剩余电量、电费,余额不足跳闸,续购电后复电。两种终端类型比较:对远程信道可靠性要求高,若信道不畅易造成误跳和无法实现远程复电;专变采集终端技术复杂,易发生技术故障;预付费卡电表技术复杂,易发生技术故障;电费风险低、服务风险较高。

经论证、分析,确定全部采用远程费控方式。

3 系统整体建设方案

3.1 总体建设思路

采集系统主站采用分布式部署模式,远程通信信道以光纤专网为主、230MHz专网为辅,本地通信方式主要采用 RS-485、低压电力线窄带载波、宽带载波方式。

根据国网规范和客户分类情况,选择终端和电能表型,客户类别分类如下:

大型专变客户(A类)分为 A1,接线方式为客户多路专线接入,有专用变电站;A2,接线方式为专线供电,在变电站计量的高供高计客户;A3,接线方式为单回路或双回路高压供电的专变客户,高供高计或高供低计,通常有多个计量回路;配置电能表类型分别为 0.2S级三相智能电能表、0.5S级三相智能电能表,0.2S级三相智能电能表、0.5S级三相智能电能表,0.2S级三相智能电能表、0.5S级三相智能电能表、1级三相智能电能表。

中小型专变客户(B类)分为 B1,接线方式为50 kVA以上高压供电的专变客户,用电计量分路较少;B2,接线方式为 50 kVA以下高压供电的专变客户,单回路计量,两路以下的用电分路;配置电能表类型为 0.5S级三相智能电能表、1级三相智能电能表。

三相一般工商业客户(C类)分为:C1为接线方式为配置计量 CT的客户,容量≥50 kVA;C2为接线方式为配置计量 CT的客户,容量 <50 kVA;配置电能表类型为 1.0级三相远程费控智能电能表。C3为接线方式为直接接入计量的三相非居民电力客户,配置电能表类型为 1.0级三相远程费控智能电能表。

单相一般工商业客户(D类)分为 D1,接线方式为单相非居民客户,直接接入方式计量,配置电能表类型为 2.0级单相远程费控电能表。

3.2 系统架构

主站采用省、市两级部署模式,市级主站存储市公司的采集数据,承担市公司业务应用。省级主站从市级主站抽取相关数据,实现省级主站对市级主站监管及相关业务高级应用。地市公司采集系统由主站层、通信层、采集层构成:

主站层主要承担采集任务的处理、数据解析及数据入库任务。通过任务调度服务实现集群组内各节点的负载均衡以及故障节点的快速切除。通信层和主站层的交互由采集服务器负责。

通信层由各地市接入,形成独立采集前置,能适应不同地理环境中通信条件;在通信方式上,远程通信以光纤为主。采集层和通信层的交互由网关服务器负责。

采集层主要负责终端电能数据的采集,低压集抄主要采用集中器 +采集器 +RS485通信方式,本地通信以窄带、宽带载波为主。

3.3 通信信道建设

通信信道是指主站与现场终端的通信链路,主要包括 EPON光纤专网、230 M无线专网和已建成的广域网。在用电信息采集系统中,通信系统的设计与建设是一个至关重要的环节,其内容涵盖通信平台、远程通信和本地通信等三个方面,根据淮南市用电信息采集系统采集点的分布情况,通信系统的总体架构如图1所示。

图1 通信系统总体架构图

用电信息采集一体化通信管理平台。用电信息采集一体化通信平台用于实现各种通信方式的集中管理,采用统一的接口与主站系统对接,实现“统一通信网管”的设计目标。

远程通信。远程通信综合选用无源光网络(EPON)、无线专网(230MHz)和广域网通信技术为用电信息采集主站系统和采集终端之间提供全面统一的通信通道。

本地信道。本地通信选用低压载波通信技术,提供采集终端到电能表之间的通信通道。

3.4 系统主要功能

应用功能从系统的业务应用出发,主要包含数据采集、数据管理、综合应用、运行维护管理、系统接口等功能。预付费管理功能按以下方式实现:

主站实施预付费。对于低压用户主要采用主站实施预付费方式。根据用户的缴费信息和定时采集的用户电能表数据,计算剩余电费,当剩余电费等于或低于报警门限值时,通过采集系统主站或其它方式发催费告警通知,通知用户及时缴费。当剩余电费等于或低于跳闸门限值时,通过采集系统主站下发跳闸控制命令,切断供电。用户缴费成功后,可通过主站发送允许合闸命令,允许合闸。

采集终端实施费控。对于专变用户主要采用终端实施预付费方式。根据用户的缴费信息,主站将电能量费率时段和费率以及费控参数包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数下发终端并进行存储。当需要对用户进行控制时,向终端下发费控投入命令,终端定时采集用户电能表数据,计算剩余电费,终端根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸。用户缴费成功后,可通过主站发送允许合闸命令,允许合闸。

3.5 系统外部链接

采集系统外部接口主要有:SG186营销业务应用系统、SCADA/EMS系统、关口电能量计量系统、配网自动化系统、GIS系统、SG186生产管理系统。接口方式分 WebService、中间库和数据中心三种方式;与营销业务应用系统的接口采用WebService及中间库方式,和其他业务应用系统采用数据中心方式。

[1]傅景伟.电力营销技术支持系统[J].北京:中国电力出版社,2002.

[2]Q/GDW 373-2009.电力用户用电信息采集系统功能规范[S].

[3]Q/GDW 377-2009.电力用户用电信息采集系统安全防护技术规范[S].

[4]Q/GDW 374-2009.电力用户用电信息采集系统技术规范:通信单元技术规范[S].

[6]Q/GDW 376-2009.电力用户用电信息采集系统通信协议:主站与采集终端通信协议[S].

TN915.853

B

1671-4733(2010)03-0019-03

10.3969/j.issn.1671-4733.2010.03.07

2010-08-27

程晓君(1980-),女,安徽淮南人,助理工程师,从事电力营销技术工作,电话:13505541161。