浅谈山西电力用户用电信息采集系统建设

宋 荣

（太原供电分公司，山西 太原 030012）

1 背景

根据《国家电网公司“十一五”电力营销发展规划》的总体目标，为提升市场响应快速化的水平，提高客户的服务质量，落实精益化管理的要求,逐步建立市场变化、快速反应客户需求的营销机制，必须实现电力用户用电信息的实时监控，切实服务于营销管理和各项业务需求。用电信息采集系统能够实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为“SG186”信息系统提供基础数据，从而为企业经营管理各环节的分析决策提供支撑，提升企业集约化、精益化和标准化管理水平。

2 目的和意义

用电信息采集系统能够有效提高电能质量、自动抄表、预付费等营销业务处理的自动化程度，提高营销管理的整体水平，能够为“SG186”业务应用提供及时、完整、准确的数据支撑，满足国网公司系统各层面、各专业对用户用电信息的迫切需求，推动公司现代化水平的提高。建设电力用户电能信息采集系统能够适应阶梯电价的全面实行，为可靠供电、安全用电提供技术手段，对于进一步提升服务能力、树立优质服务品牌具有重要作用。

3 系统建设现状

3.1 基本情况

山西省电力公司用户用电信息采集系统经过几年的持续投资建设，已经初具规模，覆盖了关口、变电站、小电厂、专线（50kVA以上）的大用户，覆盖面还在逐步扩大。省公司目前主要有三大采集系统——省网关口电能量采集系统、电能量采集和负荷管理系统、试点建设的低压用户用电信息采集系统。

山西省省网关口电量采集系统由2005年5月开始立项，2007年建设投运。目前，系统采集范围覆盖全省11个地区的136个厂站，共接入采集终端170台、采集电厂上网关口计量点224个、省对地供电关口计量点365个、地对地供电关口计量点32个。省网关口电量采集系统的主要功能是实现省网关口电量数据采集发布和计量装置监测。

3.2 主站

山西省于2006年开始建设电能量采集和负荷管理系统，系统主站分11个分公司主站和一个省公司主站。该系统目前已覆盖所有小电厂发电关口、上网关口，覆盖所有50 KVA以上客户（除季节性排灌用户），共安装终端91 469台，主要功能是实现地县关口、小电厂关口及电力用户的电能信息采集、用电监测、计量装置异常监测、预付费购电控制、防窃电和执行有序用电方案等。省公司主站系统和11个分公司主站系统的通信网络利用省公司办公内网，数据接口采用中间库同步复制，省公司可采集11个地市公司相关数据，形成全省的汇总数据。

省公司于2004年始开展了小规模低压用户用电信息采集系统建设，目前全省投运约40多万低压用户预付费载波表，主要集中在临汾、长治两个分公司。试点建设的低压用户用电信息采集系统主要采用全载波抄表方式，基本功能有数据抄收、线损率统计、电表故障在线监测、远程控制停送电催费等功能。

3.3 采集终端

3.3.1 规模

截止2009年，省公司各类用电信息采集终端设备总数70 555台，其中负荷管理终端65 499台，集中器5 056台。

3.3.2 技术标准

在实际应用中，负荷管理终端主要有96版本技术标准和04版本技术标准，而低压用户采集设备主要是厂家自定义标准。

3.4 通信信道

通信信道分为远程信道与本地信道。远程信道有GPRS、光纤方式；本地信道主要为电力线载波、RS-485和短距离无线（仅有少量试点）、电力线宽带载波（仅有少量试点）等多种方式。专变用户及共变考核计量点的本地数据采集一般用RS-485。

3.5 电能表

电能表是用电信息采集系统的主要信息来源，电费结算数据必须来自电能表，因此电能表的应用情况与系统的建设密切相关。表1列出了省公司系统运行电能表的使用情况。

表1 省公司系统运行电能表使用情况

4 系统建设方案

为了从根本上解决以前各子系统建设中存在的问题，山西省用电信息采集系统充分考虑“数据集群、信息分流、管理分区、功能分层、集中维护”的原则以及营销业务功能实现的需求，并在此原则下充分考虑已经存在系统的现状，充分利用现有系统和设备资源进行系统建设，建立了统一的用电信息采集平台，在一个平台上实现了全省电力用户的全面覆盖。具体建设如下：

4.1 主站

主站系统由省公司一级主站系统和分公司二级主站组成，采用分步式1+11模式，即分步采集、汇总应用。

4.2 系统架构

4.2.1 逻辑架构

系统逻辑架构主要从逻辑的角度对用电信息采集系统从主站、信道、终端、采集点等几个层面进行分类。用电信息采集系统逻辑架构见图1。

一级主站

二级主站

图1 用电信息采集系统逻辑架构图

4.2.2 物理架构

（1）用电信息采集系统从物理上可根据部署位置分为主站、通信信道、采集设备3部分。用电信息采集系统物理结构见图2。

（2）第一层主站是整个系统的管理中心，负责整个系统的信息采集、用电管理、数据管理以及数据应用等；第二层通信层负责对各采集点信息的采集和监控，包括各种应用场所的电能信息采集终端。通信网络完成网络各层之间的数据传输，它可以是光纤专网、专用或公用无线、有线通信网络以及电力线载波通信网络；第三层终端层是电能信息采集源和监控对象，主要包括专变终端、可远传的多功能电表、集中器、采集器以及电能表计等。

图2 用电信息采集系统物理结构图

4.3 用电信息采集模式

4.3.1 大型专变用户采集模式

大型专变用户安装基于负荷管理功能的专变采集终端。该终端通过与电表间的实时抄表通信，实时采集电表输出脉冲，获取并存储电表的计量数据和信息；通过对用户用电开关的直接监控，实现电量控制和负荷控制功能；通过远程通信与系统主站建立直接数据通信，向系统主站传送现场采集的用户用电信息。

4.3.2 中小型专变用户采集模式

中小型专变用户安装专变采集终端，工作方式同4.3.1所述。

4.3.3 低压单相和三相工商业用户采集模式

实现对计量电表的远程抄表，系统强化对其用电信息、计量信息的实时采集和异常分析；在系统主站的监控下，通过对电表的直接控制实现预付费管理功能。

4.3.4 居民用户和公配变计量点采集模式

居民集中抄表以公用配变台区为采集单位，先由集中器将该配变台区的全部居民电表（还包括该配变台区的单相和三相工商业用户电表）通过本地抄表通信，集中采集各电表的计量数据。同时，同一个集中抄表终端亦完成对该配变台区总表的电能信息采集，实现自动抄表。集中抄表终端通过远程数据通信，上传抄表数据等配变台区所管辖的用户用电信息给系统主站，接受主站的管理指令，并在系统主站的监管下通过电表实现预付费管理功能。

4.4 数据通信模式

4.4.1 远程通信方式

目前可供用户用电信息采集系统开展数据源传输的通信资源主要有GPRS/CDMA虚拟专用无线数据传输网络和公司自有的配电线路光纤专用通信网络两种。两种不同通信信道的比较见表2。

表2 远程信道分析比较

根据分析，结合山西省用户用电信息采集系统建设的业务应用需求来看，建设系统数据传输通信信道应按以下方式进行：

首先，选择电力营销专用光纤网络，在山西99个县城的城网用户用电信息采集中采用光纤专网；

其次，应用营运商提供的GPRS/CDMA通信技术，构建虚拟专用数传通信网络，在农网的用户用电信息采集中采用GPRS/CDMA公网，并以电话拨号为补充。

4.4.2 本地通信方式

目前应用中主要采用的本地信道有载波、RS-485和无线信道。

4.4.3 系统建设模式

山西省电力用户用电信息采集系统建设采用的模式见表3。

表3 山西省用电信息采集系统建设模式

5 效益分析

5.1 企业效益

5.1.1 经济效益

表4以山西省城网10 kV建设投资效益为对象进行分析，分析结果为每年的收益。

表4 山西省城网10 kV建设投资效益分析

5.1.2 管理效益

（1）促进营销管理机制创新。

（2）加速公司各类现代化建设。

5.2 社会效益

（1）实现安全可靠供电，保障社会稳定。

（2）实行阶梯电价，推动节能减排工作。

（3）履行企业社会责任，指导社会科学合理用电。

（4）支持国家拉动内需、“保增长”政策，促进技术创新。

6 结束语

按照用电信息采集系统建设五年规划，2010年将实现全省用户采集覆盖率30%以上，完成光纤专网建设、主站建设、所有专变采集和部分公变低压用户采集试点建设，实现综合用电分析、重点用户监测、用电异常监测等高级应用功能。2015年将实现全省用户采集覆盖率70%，2020年将实现全省用户采集覆盖率100%，用电信息采集成果将在电网规划、安全生产、经营管理、优质服务工作中全面应用。