用电信息采集系统的安装、调试及消缺措施

陈晓露，李少远

（上海交通大学 自动化系，上海 200240）

0 引言

国外用电信息采集系统要比自动化抄表系统起步早，20世纪七八十年代，欧美一些发达国家已经对远程抄表进行研究，并在实际应用中取得了较大的成就。国内是在20世纪90年代才起步，各省市电力公司陆续开展用电信息采集系统试点建设，包括负荷管理系统、集中抄表系统等项目。经过多年营销信息化的工作推进，客户用电信息自动采集覆盖率逐年提高，应用范围和效果逐步扩大。

用电信息采集系统是国家电网公司智能电网建设的重要组成部分，为有效改变长期以来无法及时、完整、准确掌控电力客户用电信息的局面，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，实现用电信息“全覆盖、全采集、全费控”的目标。因此，加快采集系统建设，已经成为建设“大营销”体系和统一坚强智能电网，实现公司发展方式和电网发展方式转变的必然要求。

在推广用电信息采集系统的过程中，针对低压客户用电信息采集系统安装和采集设备调试过程中发现的一些问题，需要从技术和管理两个层面，提供相关的处理方法，用以提高信息采集成功率［1］。

1 用电信息采集系统的结构

根据上海市电力公司《电力客户用电信息采集系统建设实施原则》中关于集中器与主站通信方式的要求：“考虑到系统实用化及集中器数据上传的可靠性，主推采用光纤通道，目前尚不具备光纤通道的暂时采用通用分组无线业务（GPRS）等无线公网信道过渡”。

目前，上海已经投运的居民小区和非居民低压客户在建设用电信息采集系统时，集中器与主站的通信方式，大多采用GPRS等无线公网信道过渡方式。

1.1 四大“元件”

1）电能表 将用电量数据通过RS－485端口上传给采集器。

2）采集器 采集器采用Ⅱ型，将电能表的用电信息，经过采集器载波模块转换为低压载波信号上传至集中器。

3）集中器 用于收集、存储、管理采集器通过低压载波或RS－485总线上传用电数据，并通过GPRS方式将用电数据发送到主站；同时接受主站下发的各类指令，通过采集器招抄电能表用电数据。

4）主站 对低压电力客户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常和电能质量监测、用电分析和管理；具备相关信息发布、分布式能源的监控、智能用电设备的信息交互等功能［2］。

1.2 三大“通道”

1）本地通道 采用双绞屏蔽电缆，分别连接电能表的通信端口RS－485和采集器端口，采用本地通道通信和传输数据，具有通信距离短、维护方便、可靠性高等优点。

2）下行信道 将低压配电网作为传输载体，通过载波方式实现采集器与集中器间的数据传递和信息交换。

3）上行信道 目前大多采用公网GPRS无线数据通信方式，通过GSM网络中未使用的TDMA信道，提供在集中器与系统主站间的数据快速传递。

目前，上海地区的多层居民小区低压用电信息系统的基本构成均由上述四大“元件”和三大“通道”组成。

2 集中器的故障特征及处理

2.1 电源接线故障

1）接入集中器电源一相断线。处理方法是将断相电源修复，确保三相电源可靠接入。

2）在杆变供电台区通常会发生接入集中器电源的三相线为同一相电压现象，导致接入另外两相电压的采集器无法正常进行载波通信。处理方法是将集中器移位至有三相电源的附近，确保接入三相电源。

3）集中器的相线、零线接错端子，造成电压缺相或零线悬空。处理方法是严格按照集中器电源接线端子图进行接线。

2.2 通信故障

1）集中器通信模块SIM连接松动、SIM卡损坏或被盗，导致通信模块不能正常工作。处理方法是更换SIM卡及其连接部件，并通过10086平台查询，向客服中心报电力公司专用号段的手机号码，查询是否为“专用APN套餐”以及使用状态，确认SIM卡是否有效。

2）集中器通信模块发生故障，导致通信模块工作异常，需要调换整个通信模块。处理方法是通过GPRS模块指示灯判断集中器上行通道是否正常，常亮表示正常，如屏幕显示无法登录网络则要检查。

2.3 参数设置故障

如果将集中器通信参数配置不正确，或者将主站IP地址设置错，导致集中器不能上线。处理方法是检查通信参数是否设置正确，主站IP地址为：192.168.251.10，APN参数为：rmcs－smepc3.sh。

2.4 关联信息故障

1）存储在集中器内的表计信息与实际表计信息不一致，导致差异部分表计用电信息不能被采集。处理方法是通过变更现场电能表与对应采集器接线，或者通过营销系统消缺平台更改采集配置关系。

2）现场表计信息与营销系统表计信息档案不一致。处理方法是通过营销系统更正档案或通过消缺平台更改采集终端编号。

3）个别电能表档案未能及时更新或者将某些参数设置错误，可以通过主站平台下发参数实施修正。

3 采集器的故障特征及处理

1）接入采集器运行灯不亮，采集器无法工作。处理方法是运行灯为红色LED指示，0.5Hz频率闪烁，表示采集器正在运行；如已通电，但指示灯不亮，则需更换采集器。

2）采集器载波模块发生故障，导致无法将电能表上传的RS－485信号转换为载波信号。处理方法是准确判断工作指示灯。红灯闪烁，表示RS－485数据正在通信；绿灯闪烁，表示载波数据正在通信。绿灯亮一下表明收到一帧完整报文；红灯亮一下表明报文发送到RS－485总线上，红灯连续闪烁几下，表明收到电能表的回复数据；绿灯连续闪烁几下，表明采集器将电能表响应数据发送到电力线上通过载波传送。如果集中器对采集器下的表发送抄收命令，采集器状态灯不亮，则需更换采集器。

4 电能表端的故障特征及处理

电能表RS－485端口发生故障，不能正常输出用电信息。处理方法是对现场确认故障的表计，在营销系统中生成计量装置故障工作单并更换表计。

4.1 上行信道故障

1）GPRS公网信号未覆盖，信号强度低于－90dB，导致集中器不能正常和主站通信，主站系统显示不在线状态。处理方法是统计好信号盲点，上报移动公司做信号覆盖。

2）GPRS公网信号不稳定或本地通信流量大，集中器可以上线，但招抄的数据在某一时间段不能正常上传，造成数据缺失。处理方法是对部分信号不稳定的集中器，采用移机或信号放大处理，确保集中器信号稳定。

4.2 下行信道（载波）故障

1）低压载波通道受现场低压电网结构及负载阻抗随机变化，载波通道有断续的尖峰噪声干扰、信号衰减强烈，导致载波数据无法正常传输。处理方法是根据台区线路图，判断客户电能表与集中器之间的距离，若载波通信距离超过载波抄表的有效范围，应选择采集器跳相或在客户电能表与集中器中间位置加装1个采集器用于中继。各采集器分别接入三相电源时，需平均各相线的通信负载，但一定要注意各载波节点的距离。

2）集中器安装位置不佳，造成部分区域有盲点，抄表效果差。如图1所示，集中器安装在所有线路中心点附近或者台区旁是合理位置，如安装在某条出线中后端，与其他出线上的采集器载波通信时距离拉长，通信效果会减弱。台区客户数量多，供电线路分支多，变压器负载率高，此类情况对载波信号的干扰较重，信号衰减较明显。处理方法是请设备厂家技术人员配合对台区线路走向、设备分布情况、采集器所接电源相位等因素进行综合分析，必要时对线路上干扰信号进行测试，采取有针对性的措施解决。

图1 集中器安装位置

4.3 本地通道故障

电能表RS－485线未接，该情况多数因换表后引起；RS－485信号线正负极接反、短路、虚接，端钮压在信号线绝缘层；电能表接入的RS－485信号线为单股塑铜线，信号总线为多股护套线，多股线头未加锡冒压接与单股线接入同一个端钮中，导致接触不良。处理方法是通过观察将未接线和接错的更正，根据相关规范对电能表信号线进行正确接线；通过用手轻拉接线端结合万用表测量线路通断状态，对虚接、短路、断路判断并重新接线。

5 用电信息采集系统的管理

1）SG186系统中用电客户信息出错 客户与台区不对应，集中器无法与采集器通信。处理方法是对SG186系统中的用电客户档案进行梳理，防止用电客户档案与台区的信息不对应。在为平衡台区负荷而进行的低压负荷调整时，对SG186系统中的用电客户档案进行及时变更和维护，确保客户档案与台区对应。

2）SG186系统中三大“元件”出错 出现电能表与采集器、采集器与集中器信息不对应；集中器与采集器、采集器与电能表无法通信故障。处理方法是对新装客户、销户客户、电能表轮换客户、电能表审校客户、电能表故障抢修客户，应该及时录入、变更客户信息，完成采集点变更业务流程。电能表、采集器、集中器故障更换时，应该及时完成采集点变更业务流程［3］。

3）SG186系统中通信连接出错 电能表到采集器、集中器、主站间通信不良，数据传输发生问题。处理方法是对工程进行严格验收，提高施工质量，确保电能表到采集器、集中器直至到主站间通信连接可靠。对设备加强检验管理，电能表、采集器、集中器安装前必须全部进行检验，确保其可靠运行。与运营厂商协调，在签订合同时对使用无线公网的集中器、采集器，要求给予一定的通信优先权，确保在通信高峰时的数据传输畅通。

6 结语

用电信息采集系统的工作环节和工作原理十分复杂，对计量准确度及成功率要求较高，整个系统的正常运行需要技术和管理层面的有效配合。技术上要确保“四大产品”和“三个通道”都能正常工作；管理上需要及时对SG186系统中用电客户及设备信息进行更新，严把质量关，确保设备安装后稳定运行。通过排查用电信息采集系统的隐患，对故障现象进行梳理和分析，提出了相应的消缺措施，达到了良好的治理效果。在近3个月的安装调试过程中，采集成功率已从原先的49.97%迅速上升到98.32%，达到国网公司相关技术要求，系统运行已更加稳定，而且有效地解决了实用性出账的问题。

［1］刘峰.低压电力用户集中抄表系统构建研究［D］.北京：华北电力大学（北京），2009.

［2］宇文肖娣.电力用户用电信息采集系统的研究与应用［D］.北京：华北电力大学（北京），2011.

［3］刘利成.提高用户用电信息采集系统采集成功率的措施［J］.安徽电力，2012，29（1）：58－59.