探析用电信息采集系统的设计与应用

摘 要：随着电力生产传输向智能用电管理发展的趋势，要设计合理高效的用电信息采集系统，进行用电信息的实时高效采集、管理、监督和分析，确保用电信息的采集和监控、智能化管理，提高用电管理的效率。

关键词：用电;信息采集;系统;智能化;设计

随着我国电力技术的自动化、智能化的发展，要加快设计和应用用电信息采集系统，以数据采集为核心，面向系统范围内电力用户实现“全覆盖、全费控、全采集”的管理，构建智能化、现代化的用电信息采集系统，进行电力计量采集、负荷管理控制和信息管理。

一、 当前用电信息采集存在的问题剖析

（一）缺乏用电信息数据的准确性和完整性随着电力规模的不断扩大，服务用户分布日益宽泛，然而原有的传统用电信息采集系统日渐暴露出滞后性，仍旧采用落后的人工抄表方式，存在难以避免的差错和损失。同时，在抄核电力数据的逐层传递过程中，也存在较大的时延，难以保证用电信息数据的安全性和完整性，不利于提高决策工作效率。

（二）无法实现系统数据的共享原有的用电信息采集体系存在独立建设的现象，难以满足不同专业、不同层面的数据共享需求，更无法实现大数据挖掘、数据链互通的数据共享。

（三）生产经营成本较高原有的用电信息采集系统费时费力，人工抄表和核算环节相对落后，生产经营成本较高。加之缺乏高效、先进的用电信息管理体系，导致电力企业的成本增高不下。

二、 用电信息采集系统的设计和应用分析

（一）系统总体设计和应用

用电信息采集系统涵盖前端采集器管理子系统、任务调节及节点分配子系统、数据接口平台子系统、主站分析终端等逻辑结构，以统一标准的一体化平台为基础，进行各模块之间的协同与合作，并在统一规模的接口下实现主站层与营销应用、其他应用系统之间的数据交换和传输。具体包括以下部分：（1）主站层。该部分主要负责完成系统的各种应用业务执行，对系统终端信息进行采集、分析、归纳和解析，并接受控制中枢下达的指令，进行控制功能终端的操作，并与采集终端进行管理和协调。（2）通信信道层。该部分主要连接主站层和采集终端，经由通信信道进行前端数据传送、信息交互和指令传送，如：光纤专线、电力線载波通信、GPRS/CDMA无线公网等通信信道。（3）采集设备层。该部分主要进行整个系统最基层原始数据的采集和管理，获取用电状态量、脉冲量、交流模拟量等数据，监测电能表、时间超差、故障信息和示度等参数。

用电信息采集系统采用分布采集、集中处理的物理架构，通过数据库服务器、应用服务器、采集前置服务器、调度任务服务器、前置网关服务器、跨区采集同步服务器、接口服务器等构件，进行用电信息数据的统计、分析和管理。

系统流程是由主站通过WEB页面发起抄表任务，将其传送至终端，终端接收后进行数据打包并传送回主站，再由主站配置自动抄表任务，通常设置为对用电信息数据的连续多轮采抄任务，实现对用电信息数据的多轮采集。采集系统将控制任务下送至终端或电能表，控制完成后再反馈回主站，再对采集系统反馈的基础数据进行统计和分析，如：电压、电流、电量底码、终端及电表能事件等，最后通过采集系统报表生成模板进行自动加载和图形展示。

（二）用电信息采集系统的模块设计和应用

1. 数据采集模块。该模块主要实现采集任务的编制，确定采集任务的名称、类型、采集点类型及名称、编号、数据项、任务执行起止时间、周期、执行优先级、正常补采次数等，进行各采集任务的协调、管理和反馈。通常采用定时自动采集数据、随机召测数据、主动上报数据的不同方法，进行用电信息数据的高效采集，采集数据包括有：电能数据、工况信息、交流模拟量、事件记录数据、电能质量异常数据、预付费信息、用电高峰提醒等。

2. 数据管理模块。该模块主要进行电力用户用电信息数据的完整性检查和分析，如：不同用电用户的用电量、负荷阈值、异常次数等，并对采集终端及监测点的电能质量数据和设备工况进行统计和分析，包括电压、电流、功率因数、谐波等;还要计算母线平衡率，统计和分析变损、线损等。同时，通过主站层的数据库服务器和新型“连接池”技术，可以进行用电信息数据和应用数据的分类存储和管理，并支持数据的综合查询、分门别类的专项查询或条件筛选查询。

3. 智能费控模块。用户在Web服务器主页端预设警戒金额，当剩余金额低于用户预设的警戒金额时，电能表会以闪光或短信方式提示用户;当电能表中没有金额存量时，则会自动拉闸断电;在用户及时插入专用点卡后，电能表通过检测启动透支供电;当透支金额超出预设阈值时，电能表会自动拉闸断电，将无法通过购电方式透支供电。

4. 有序用电管理模块。系统根据当地电力供应和需求状况，进行有序用电指标的分解，制定有序用电方案，并进行有序用电分析，包括负荷率改善情况分析、查看有序用电执行效果等。

三、 小结

综上所述，要搭建基于大数据处理平台的用电信息采集系统，进行系统总体设计和模块化设计，实现有序用电、线损监控、数据采集、电力负荷管理、智能费控和数据分析，提高供电服务质量。

作者简介：杨连兵，南京林洋电力科技有限公司。