构建坚强智能电网模式下用电信息采集系统的发展趋势

曲伟　宋增祥　李莉

摘要：用电信息采集系统是供电部门为满足营销业务、营销管理和智能用电服务需求而建立的自动化采集系统。文章对构建坚强智能电网模式下用电信息采集系统的发展趋势进行了分析。

关键词：坚强智能电网模式；用电信息采集系统；供电部门；智能用电；营销管理 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2015）15-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.072

用电信息采集系统是供电部门为满足营销业务、营销管理和智能用电服务需求而建立的自动化采集系统，随着电网逐步推行大集中管理模式和智能电网建设的深入推进，分布式电源逐步接入、大中城市电动汽车的充放电业务开展、远程缴费模式下的需求相应、有序用电业务的深化应用等业务需求，原有传统、被动、分散的技术标准、管理应用模式已无法满足智能电网要求，笔者从用电信息系统入手，优化提升应用效果，适应智能电网发展需求层面上，着重在用电信息采集系统设备和未来业务需求两方面进行分析：

1 采集设备

主要对关键技术设备，如智能电能表、采集终端、系统安全加密技术、采集系统主站等领域的未来发展趋势进行探讨。

1.1 智能电能表

智能电能表是智能电网的终端用户计量设备，目前广泛使用的电子式智能表硬件上采用大规模集成电路，显示器件为LCD，通信接口为RS-485或红外接口；在以后的发展趋势上除在硬件平台选择和产品设计上注重运行速度、存储空间、功耗低等因素外，还要在满足集成细化多功能计量、自动采集、预付费、阶梯电价等功能的基础上，同时考虑电表的智能化功能，如：（1）支持分布式能源用户的接入，具备有功电能和无功电能双向计量；（2）具备阶梯电价和预付费功能，客户欠费时可以远程进行断电；（3）可以实时对电网运行情况、电压合格率和运行环境温度等进行监控；（4）可以对同计量装置的异常用电状况进行在线分析，并可以进行远程故障处理；（5）智能电能表还具有安全加密模块，保证了智能电能表数据传输的安全性。

1.2 采集终端

用电信息采集终端目前主要分厂站终端、专变终端、配变监测终端、低压集中器等类型，用于关口计量点的数据采集、配电变压器的在线监测、小型商业和居民用户的用电信息采集等。随着智能电网的进一步发展，用电信息采集终端应具备用户异常用电状态监测、客户电源接入监控、电动汽车及储能管理等功能，未来的采集系统终端也将逐步增加异常信息监测终端、分布式电源接入终端等新型采集终端。

异常信息监测终端是专用变压器用户的用户用电状态监测装置，该装置采集用户一次侧电流信号，通过用户入户功率与电能表功率的实施对比，并把比对的异常告警信息上传到用电信息采集系统主站，实现对客户用电异常状态的时间监测和报警，为降低电能损耗，精确定位异常用电位置，查处窃电、漏电等事件提供了必要的现场记录和高效的技术手段。分布式能源终端要满足电网削峰填谷要求和安全接入要求，还要满足用户自身的要求，分布式能源接入终端是电网公司管理分布式能源接入和用户参与电网互动的基础设施。电动汽车管理终端主要满足电动汽车充电运行状态的监控和管理需求，实现充电数据采集、电能计量、电池状态监测、行驶距离提示、充电方案优化、网络远程监控等功能，是供电公司对电动汽车充电实现避峰管理的重要手段，使客户方便了解自身汽车充电运行情况。储能接入终端主要满足电力负荷低谷储存，用电高峰释放，实现移峰填谷及风力发电等清洁能源的接入要求，掌握改善电能质量的功效，提高设备利用率。

1.3 系统安全加密技术

随着智能电网运作模式下用电信息采集数据量的几何级数增加，采集系统的安全性也日益重要，以后采集系统应借鉴国际上推行的对称密码算法和非对称密码算法的特点、在未来采集系统中逐步采用对称密码算法和非对称密码算法相结合的混合密码算法。对称密码算法是指加密和解密均采用统一密钥，而且通信双方都必须获得并保存该密钥，其特点对数据加密速度比较快。非对称密码算法采用的加密密钥和解密密钥，密钥（公钥和私钥）成对产生，算法安全性高、抗攻击能力强。

1.4 采集系统主站

用电信息采集系统的主站承担着整个用电信息采集业务的数据传输、数据处理和数据应用以及系统的运行管理和安全，与营销MIS业务应用系统保持互通，还支撑智能用电服务功能。建设统一的用电信息采集主站平台是必然的选择，要支持多通道多规约通讯，需要使用统一的采集接口和通信接口。考虑到未来所采集的数据将呈几何级数的增长，用电信息采集系统的主站软件应重点考虑大集中模式下的三个关键技术：（1）建立平稳高效率的采集监控系统，采用一体化通信技术管理各类通信协议和计量终端，解决大规模终端采集与实时存储瓶颈，使其在规定时间内完成数据采集和存储；（2）建立实时数据信息库，建立统一的数据模型，并与营销档案同步更新，运用数据加速器、智能甄别处理模型、模型适配器等技术来提升数据综合管理能力，采用数据归档管理，备份恢复管理等机制来保障数据的安全；（3）打造数据可视化展示，采用饼图、曲线图、雷达图、柱形图等多种图表进行可视化展示；对电网线路图、关口、台区、重要用户等进行仿真可视化监控；对计量点、采集点等重要采集接点进行可视化展示和操作。

2 采集系统的未来业务需求

2.1 分布式电源管理需求

分布式电能管理是智能电网用电环节面临的新型业务需求，而用电信息采集系统将是对分布式电源实施有效管理的重要技术手段。利用用电信息采集系统可以实现对分布电源的灵活接入、实时监测和柔性控制，分布式电源并网实时监控、分布式电源潮流分析与负荷预测、故障保护管理、系统设备运行管理、发电信息综合分析、发电能力预测、客户档案管理等功能。

2.2 用户服务需求endprint

未来用户服务将通过智能交互终端对用户的用能信息进行采集与监控，并为用户提供多样化服务，实现智能用电增值服务，同时接受95598门户等交互渠道的信息，为用户提供用电信息和策略查询服务；对智能用电设备进行监控，将监控信息按需求反馈用户，为家庭生活提供舒适安全、高效节能、具备人性化的生活空间。

2.3 充放电与储能管理需求

电动汽车充放电、储能等技术的广泛应用，对用电信息采集系统提出了新的业务需求，未来发展将以用电信息采集系统提供的数据为依托，通过制定有效的充放电方案，协调平衡电动汽车的有序充电，发挥储能装置改善电能质量的功效，提高设备利用率。实现充放电与储能需求预测、充放电与储能接入管理、有序充放电优化方案管理、柔性充放电管理、故障保护管理、充放电与储能设备运行管理、充放电与储能信息综合分析、客户档案管理、客户充放电记录等功能。

2.4 远程预付费管理需求

按照用电信息采集系统“全覆盖、全采集、全费控”的要求，远程预付费管理将是智能电网用电环节面临的新的业务要求。通过远程预付费平台，用户可通过多种方式如营业厅、银行、网络、微信、手机、终端等完成购电，用户可通过网络、电话、手机、微信、电子邮件等多种方式实时查询自己的用电信息，既满足现代社会客户的快速需求，又推动了电费的收缴，加快了资金周转。

2.5 抄表管理业务需求

用电信息采集系统除完整、准确、自动地实现对电能表数据的采集外，未来要提高抄表的实时性，实现抄、核、收全过程的自动化和全闭环管理，减少了在抄表环节与客户发生纠纷的风险，进一步推进计量、抄表、结算业务标准化建设和业务规范化。

2.6 用电检查业务需求

用电信息采集系统在自动采集和统计电能信息后，可以自动分析用户的用电异常变化，实时监测电能表、计量回路、变压器设备的运行工况和供电质量信息，监控人员系统存储的历史信息对窃电嫌疑用户进行统计分析，为电量的追捕提供科学的依据。

2.7 有序用电业务需求

有序用电业务是科学用电和节约用电的有效手段，通过用电信息采集系统对用户负荷的自动采集，可使监控人员能够及时了解每个客户的电力供需情况，准确掌握实时供需状况，通过合理的预测、将被动用电控变为主动有序控制。对用电信息采集系统采集的数据分析，科学合理地分解负荷、电量指标，提高管控水平。

2.8 市场管理业务需求

市场管理业务现在主要承担着对电力市场的供需平衡及用电负荷特性分析，进行市场预测、市场开拓、地方电厂并网管理工作，未来通过用电信息采集系统的建设，可以获取线路、配电变压器、客户等实时负荷性数据，及时、完整、准确地掌握全社会各层面的用电数据，从而完成对产业、行业、用电的分类统计，细化市场分析的类型，为开拓增量市场、培育潜力市场制定更为切实可行的策略和措施。

作者简介：曲伟（1970-），男，供职于国网山东省电力公司淄博供电公司营销部，研究方向：用电信息采集与远程监控；李丽（1971-），女，供职于国网山东省电力公司淄博供电公司营销部，研究方向：电力自动化与测控技术。

（责任编辑：蒋建华）endprint