浅析远程集抄及营配自动化系统的建设

陈庆华

（西安供电局阎良供电分局，陕西 西安710089）

0 引言

为了提高电力企业劳动生产率和经济效益，应以“科技兴电”为战略方针，规划电力发展蓝图，合理应用先进的科学管理手段，积极开拓市场，规范用电管理，降低损耗，堵塞漏洞，全区实施远程集抄及营配自动化系统建设，实现自动抄表、预付费、电费核算、票据打印、线损计算、电压合格率和供电可靠性统计与分析等，使分局科学技术先进化、农电管理水平现代化、企业效益最大化，建成数字化区级供电企业。应按照目前电力营销状况和上级提出的管理精细化要求，结合电力营销管理新模式、新趋向，适当选用设备，采用新技术、新手段全面加强电力营销管理。

1 电力营销现状

本分局现有供电变电站7座，10 k V馈路25条，变压器1 205台，其中综合变894台，专用变311台，承担着68 865户城乡居民用户的供电任务。9个供电所现有单相机械表32 402只，单相电子表20 435只；三相机械表9 791只，三相电子表6 237只；电子表占总量的比例仅为38.73%，淘汰型号及高耗能计量表占总量的61.27%，所占比重较大。

农村居民用户表计现全部采用人工抄录，由于抄录数量很大，抄表人员有限，抄表时间较短，因而容易出现较大误差。抄表依旧是人工登杆或爬梯操作，存在较大安全隐患；手工录入数据易出现错误，而且程序独立运算，不能接入负控系统、农电MIS系统、营销MIS系统，不适应电力企业信息快速化发展的要求，缺少系统接口融合功能。管理手段依然停留在手工操作、卡片管理的阶段，落后的管理模式已无法顺应市场变化，满足客户需求。这一矛盾不仅给基层班站的日常管理带来了许多障碍，也在一定程度上影响了农村居民生活和农业生产的正常用电。

2 建设的必要性

目前营销管理抄、核、收工作全部由人工实现，现有的电费系统只能计算电费、处理报表。随着城网及农网一户一表改造的普及，用户量逐年增加，但营销人员队伍基本保持不变。营销工作压力越来越大，特别是电费回收和抄表工作给现有的营销人员带来了巨大的困难。因此，如何采用先进的计算机技术、通信技术等现代化手段来提高管理水平，使客户需求与企业利益有机地结合起来，已成为近年来迫切需要解决的问题。目前的抄表方式越来越不适应上级提出的精细化管理要求，抄、核、收工作占用了绝大部分时间，对实现优质服务造成了很大影响。为了解决以上困难，提高电费回收率，减轻抄表人员压力，提高工作效率，消除抄表中的安全隐患，创新管理手段，笔者提出了电力远程集抄及营配自动化方案。

在诸多抄表方式中，应采用低压电力线路载波传输数据的远程集抄及营配自动化系统。该系统除可满足上述要求之外，最大的优点就是成本低，不需要投资建立专用的数据传输通道，它利用低压电力线路作为载体传输电能表数据，适应性广，并可实现自动化管理。

3 建设方案

远程集抄及营配自动化系统网络图如图1所示。系统由主站系统、集中器、GPRS、载波表、多功能表、低压电力线路组成，以实现对分局所有表计的自动抄收。主站系统建在分局电费中心，统一核算。10个分站系统分别建在9个供电所和分局电费班，用于本区域内电能表数据抄收、电费核算、线损统计、考核等工作。系统主要采用2种方案，即载波集中集抄系统和预付费载波集抄系统，同时接入原有的预付费集抄系统。

3.1 远程集抄及营配自动化载波方案

对变电站馈路表进行改造，更换为带485接口的多功能电能表，并安装数据采集器，专门用于抄录馈路表的数据。数据采集器抄收到的数据可通过无线GPRS网络或光纤以太网传输至主站。大用户和专用变用户采用GPRS多功能表，其数据通过GPRS网络将数据直接传输至主站。9个供电所综合变安装485多功能表（台区总表），每个台变下安装一台集中器；综合变下的户表全部更换为单相或三相载波电能表。载波电能表数据通过低压电力线路载波传输至集中器；集中器将抄到的载波电能表数据通过GPRS无线网络自动上传至数据中心即主站。由主站算费系统提取相关数据进行电费核算和电费票打印，并对数据进行统计分析，形成相应的报表和曲线图。

3.2 远程集抄及营配自动化预付费方案

在城区供电所安装一套远程集抄及营配自动化预付费载波系统，综合变下的户表全部采用单相或三相电子式预付费载波电能表。预付费集抄系统可实现除远程控制通、断电外的其他所有功能，可对系统内的电能表实现先交费后用电，不需使用IC卡购电，用户所购电量通过低压电力载波可直接送达电表，不需要现场干预。预付费载波电能表具有日冻结功能，能自动冻结每日零点的总指示数、所购电量、剩余电量等数据，当用户所购电量到达设定告警值时，预付费载波电能表将提示报警，并对用户进行暂短的断电提示。预付费载波电能表数据通过低压电力线路载波与集中器进行交换；集中器将抄到的预付费载波电能表数据通过GPRS网络上传至数据中心即主站，主站对数据进行统计分析，并形成相应的报表和曲线图。

3.3 原有集抄系统的接入方案

图1 远程集抄及营配自动化系统网络图

原有城区35个台区2 931户实施了集中抄表，该系统能正常运行，故原有抄表系统不做改造，将其抄到的数据和新建系统进行联通，数据处理方式有2种：（1）采用现有的电费核算系统，由原有集抄系统厂方、远程集抄及营配自动化系统和算费系统的厂方共同制作一个数据中间库。将远程集抄及营配自动化系统抄到的电能表数据直接传输至数据中间库，电费核算系统从数据中间库内提取算费用的冻结数据进行电费核算和电费票打印，远程集抄及营配自动化系统从数据中间库内提取其他相关数据进行统计分析，并形成相应的报表和图形。（2）采用远程集抄及营配自动化系统的电费核算和票据打印功能，由原有集抄系统厂方与远程集抄及营配自动化系统厂方共同制作一个数据中间库。将原有集抄系统抄到的电能表数据直接传输至数据中间库，再由远程集抄及营配自动化系统从数据中间库内提取全部数据，对算费所用的月冻结数据直接进行电费核算并打印票据，其他数据由远程集抄及营配自动化系统进行统计分析，形成电压、电流负荷曲线以及电压合格率、功率因数、线损率、三相负荷不平衡度、停电记录等相应报表和图形。

3.4 远程集抄及营配自动化通信方案

预付费载波电能表和载波电能表的数据都是通过低压电力线路载波传输至集中器，台区总表数据则通过485数据线传输至集中器。集中器将抄到的电能表数据前期通过GPRS网络自动上传至数据中心即主站，后期根据上级统一布署建设光纤以太网进行传输，降低运行成本，从而为我局打造一个营销管理、生产管理、设备管理、安全管理、优质服务的平台。

4 远程集抄及营配自动化系统实现的功能

（1）设置功能。可远方设置集中器的相关参数：抄表日、主站固定IP地址（GPRS方式）、电能表数量、电能表编号、抄表间隔、冻结日、冻结时、自动抄表日、抄表时间、抄读数据项、中继方式、路由关系、通信地址。自动记录设置操作日期及时间，可防止非授权人操作。（2）校时功能。可在主站对集中器进行校时，保证集中器时间与主站时钟同步，计时单元的日计时误差≤±1 s，且可由主站进行设定。（3）自诊断功能。可自动进行系统自检，发现设备（包括通信）异常可进行记录和报警。报警方式包括本地报警和向上方主站报警2种。（4）抄读间隔功能。集中器抄读间隔可在0.5～24 h内任意设置，且可由主站远程设置。（5）数据抄收功能。系统可以通过预置抄表时间启动抄表系统进行自动抄表，也可以实时抄收全部有功、无功表底，抄收多功能表及多功能网络表电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数（三相电压、三相电流、三相总有功功率、三相总无功功率、三相功率因数和总功率因数），抄收停电记录（停、送电的起始时刻），抄收GPRS无线网络表（专用变电能表）总表底、峰表底、平表底、谷表底等。制定自动抄表任务：在抄表前置机上设置自动抄表月、日、时、分和所需抄收的数据项，系统将按设置的自动抄表时间自动启动抄表系统抄收电能表数据，也可任意选择任何台区集中器进行抄表。（6）安全管理功能。主站具有安全管理功能，对操作员权限进行分级管理，能防止非授权用户进行权限以外的任何操作。主站与集中器通讯时都需核对密码（集中器内密码由主站设定），以防止非法用户侵入。每台集中器内都有唯一代码与之对应，保证抄收数据的准确性、可靠性。（7）数据接口功能。系统抄收的全部信息都能开放，为供电系统其他所有管理系统提供平滑的无缝接口，可与95598客服系统和银行代收费系统联网，完成相关数据的传输与交换。（8）数据共享功能。具有基于 Web页的强大数据分析处理功能，可实现全局的网络共享、数据共享。（9）远程控制停、送电及电能表负荷开关检测功能。主站或任意抄表终端可对系统内任意单相、三相载波电能表进行远程停、送电控制，可实现电能表通、断电状态检测，即对电能表负荷开关输出端的电压状态进行检测。（10）电能表故障在线监测功能。可对电能表的故障进行自动监测，并在电能表接线、计量方式发生变化，用电线路出现故障时发出提示信息。（11）重点用户监测功能。可以选定台变中的某些电能表进行重点监测，集中器对这些电能表的有功正向总电量数据按每小时进行保存。重点监测的电能表可任意设定，每台集中器管理的重点用户电能表不少于10块。（12）缺相或停电自动报警功能。GPRS无线集中器在台变缺相或停电时自动上传缺相或停电信息。该信息可以短信方式同时向值班或具体管理人员发送。（13）线损率统计分析功能。可对辖区范围内分级、分压、分时段线损率进行实时统计分析，可以按任意时间段、任一条10 k V线路、任一供电所、任一台变进行线损统计分析，并形成相应的线损分析曲线图、柱状图和表格以显示、打印。（14）配变台区电压检测及电压合格率统计分析功能。通过集抄平台对辖区范围内所有配变的母线出线分相电压进行实时监测，实现配变的电压实时统计。能按配变统计本月、上月、上上月A、B、C各相电压合格运行时间、超考核范围运行时间、超上限运行时间、超下限运行时间、最高电压、最高电压发生时间、最低电压、最低电压发生时间等数据，并进行电压合格率的统计分析，通过扩大电压监测范围更能真实地反映电网末端电压质量，使配变台区电压监测范围达到100%。（15）配变三相负荷不平衡度监测功能。对配变三相负荷进行实时全面的统计，根据负荷变化情况，及时调节三相负荷分布，使之达到相对平衡，降低了低压网络的电能损耗，使电网运行得到优化。（16）用户相位自动识别、各相户数自动统计功能。（17）配变及馈路功率因数统计分析功能。可对配变、馈路的功率因数进行统计，确定配变、馈路的无功缺口情况，依据其运行数据，制定出合理的无功补偿方案。（18）配变停电记录功能。对所有配变的停电信息进行全面统计，真实反映区域电网供电可靠性指标。（19）末端电压监测功能。可对供电范围内所有末端点的电压进行实时监测。（20）查询功能。可按馈路、供电所、台区、用户等查询实时数据、日冻结数据、月冻结数据和历史抄表数据。（21）载波预付费功能。可对系统内的电能表实现先交费后用电，用户所购电量通过载波可直接送达电表，不需要现场干预。（22）预付费电能表电量冻结功能。预付费载波电能表在每月冻结日零点自动冻结当时电量成为上月末电量，冻结后的上月末电量保存在数据存储器中，可保存最近连续3个月的冻结电量（本月、上月、上上月），依月末冻结电量按选定时间进行月线损率的统计分析。（23）电费核算及票据打印功能。通过远程集抄及营配自动化系统人为设定抄表时间，将抄回的冻结数据直接传入电费核算系统，对已抄电能数据自动进行电费核算和电费票打印。这减少了电费核算的中间环节，实现了抄、核、收全过程微机化管理。

5 建设规模

（1）远程集抄及营配自动化系统主站系统。在分局电费中心设立一个电力远程抄表系统主站，在9个供电所和分局电费班设立10个分站。主站配置一个外网固定IP地址，放置一个局内网络IP地址、4台无线调制解调器、2台集中电力远程抄表系统服务器；其中一台服务器作为数据库服务器，另一台作为通讯服务器，数据库服务器的数据每天自动进行备份，并在通讯服务器上对备份数据库进行另机备份；在服务器上安装一套 Microsoft SQL Server 2005和 Windows Server 2003；在9个供电所和电费班各配置一台抄表PC机及一个局内网络IP地址。数据库建在局内主站的数据服务器上，数据共享，供电所和电费班只需要安装一套Windows Server 2003操作系统和电力远程抄表系统软件。

（2）为关山、康桥、武屯、新兴、北屯、振兴、独李、陂西8个供电所安装三相载波有功电能表19 784块，单相载波有功电能表36 119块。

（3）城区供电所、电费班安装单相电子式预付费载波表6 094块，三相预付费电子式载波表2 561块，在城区供电所和电费班各安装一套远程集抄及营配自动化预付费售电系统。

（4）在25条10 k V馈路综合变安装台区考核总表801台、集中器841台，总表安装在配电变压器箱内，集中器安装在动力箱内。

（5）为25条10 k V馈路的15个大用户和296个专用变用户安装311块GPRS多功能表。

（6）7个供电变电站安装32块485多功能表和7台数据采集器。

（7）申请办理移动卡1 144张。

建成远程集抄及营配自动化系统网络，实现辖区内25条馈路65 624户低压用户的集中抄表和数据传输，配电台区综合管理，形成覆盖全区的营销、配电自动化管理网络。

6 效果分析

远程集抄及营配自动化系统工程的实施，实现了员工由体力劳动向脑力劳动的转变，实现了营销方式由粗放型管理向集约化、精细化管理的转化；提高了员工工作的安全性，避免了安全事故的发生；提高了工作效率，缩短了抄表周期；解决了传统抄表方式中数据不同时的问题，减少了时差电量。同时，实现了远程控制停、送电，减少了人员现场操作的工作量，节省了人力、物力、财力，提高了停、送电操作的准确性、可靠性、及时性、安全性；缩短了停、送电时限；解决了门难进、表难抄、费难收的问题。远程集抄及营配自动化工程项目实现后，我们可以对重点客户进行用电监测，并在电能表接线、计量方式发生变化，用电线路出现故障时发出提示信息，以便及时检修表计故障，避免用电纠纷，减少巡视工作量。同时，该项目还为查处违章用电、窃电提供了技术支撑和资料支持。

通过远程集抄及营配自动化平台，我们还可对配变三相负荷进行实时全面的统计，根据负荷变化情况，及时调节三相负荷分布，使之达到相对平衡，从而降低低压网络的电能损耗，优化电网运行。

传统的电费核算程序是从现场抄回数据，逐户核对并输入电费核算系统，需要大量人力且工序繁琐，很可能出现各种各样的错误。通过远程集抄及营配自动化系统人为设定抄表时间，实现了自动抄表、冻结数据，将抄回数据直接传入电费核算系统，减少了电费核算的中间环节，实现了抄、核、收全过程微机化管理。在社会效益上，避免了抄、核、收环节人为造成的人情电、关系电和抄表差错，减轻了客户负担，为一户一表工程开展提供了技术支撑，减少了客户用电纠纷，为建设和谐社会提供了更宽松的用电环境。

［1］徐文胜，张玉花.集抄及营配自动化系统的应用［J］.中国电力企业管理，2009（12）

［2］郝鑫，王芳.农电用户用电信息采集系统［J］.内蒙古科技与经济，2012（10）