基于用电信息采集的移动批量电价下发终端研究

任浩 邱力立 张世东 李翔 徐贵阳

（国网四川雅安电力（集团）股份有限公司营销部（农电工作部） 四川省雅安市 625000）

目前电力用电信息采集系统采集器和集中器的通道上主要采用电力载波通讯方式，因电力线上部分设备的干扰，导致通过电力主站进行电价下发的一次成功率不高，影响国家发展委员会确定电价后的电价调整工作进展效率不高。目前开展电价下发工作，主要通过先在主站上进行循环电价下发操作，由于自动电价下发成功率极低，普遍下发成功率在70%左右，对于电价下发不成功的智能电表，通过手持抄表器（带电价下发档案存储功能）进行人工下发。

当前主要存在电价下发成功率低、电价下发时间长、人工电价下发耗费较大的人工成本，且人工电价下发效率低下的突出问题。

此研究项目顺应国家电网信息化、自动化的要求，结合四川省电力公司用电信息采集系统深化应用的要求，建设可移动式批量电价发下终端，以提高电价下发的自动化程度。解决主站自动电价下发失败后，人工手持抄表终端到现场电价下发效率低及成本高的问题。

1 项目技术理论依据

1.1 用电信息采集系统理论

如图1 为省级用电信息采集系统逻辑架构。用电信息采集系统主要由服务器、工作站、采集终端及计量表计构成。

用电信息采集系统的物理架构图2所示，主站与集中器或专变采集终端之间采用GPRS/CDMA 方式通信，低压集中器与采集器之间采用电力载波或230M 无线通讯方式，采集器或采集终端与计量表之间采用RS485 方式通讯。

通过以上逻辑和物理架构，项目具备在安装低压集中器位置安装可移动式批量电价下发终端的硬件条件。批量电价下载终端通过电力载波方式传输数据。

1.2 GPRS通信技术

通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM 移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS 可说是GSM 的延续。GPRS 和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS 的传输速率可提升至56 甚至114Kbps。

GPRS 通过中国移动通信的GPRS 通信采用包月付费的方式应用，在现有移动通信技术中是成本最低的远程通信技术。在电力用电信息采集系统主要用于用电信息采集主站与低压集中器或专变采集器之间，经过国家电网用电信息采集系统建设方案已经大面积、广范围的成功应用。

移动式批量电价下发终端将集成GPRS 模块，将GPRS 技术应用于批量电价下发中，与用电信息采集主站进行数据交互。

1.3 电力载波通信技术

电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

电力载波大规模应用于低压用电信息采集系统中的低压集中器与低压采集器之间，通过电力用电信息采集系统自动抄表功能的验证，能够将计量数据抄收到用电信息采集系统中。

移动式批量电价下发终端将集成现有电力载波模块，将电力载波技术应用于批量电价下发中，与用电信息采集低压采集器进行数据交互。

1.4 终端硬件原理

如图3所示，移动式批量电价下发终端硬件原理主要有CPU控制单元、电源管理单元、Flash 存储单位、控制接口单元及PLC模块构成。通过CPU 控制单元从存储单元中获取电价下发用户档案，按照预定通讯协议及逻辑序列向PLC 通讯模块发送电价下发指令，接收来自PLC 模块的相应命令字，根据逻辑规则做出判断处理的过程。

2 项目实践依据

2012年7 月，四川省公司根据四川省发展委员会的电价调整要求针对全省范围内的低压居民智能电表用户进行了电价调整，调整方式通过用电信息采集系统循环下发的方式进行，通过此次调整工作，电价下发通过自动远程下发的成功率不足70%，通过大力抽调运维人员实施人工电价下发，历时一个月。

此次自动电价下发利用用电信息采集通道的电力载波、RS485通信方式，验证了通过电力载波和RS485 通道下发电价的可行性。

本项目采用的通信方式与用电信息采集系统自动下发电价的方式一致，本项目主要研究：解决排除GPRS 与用电信息采集系统通讯的问题；提高智能电表获得电价下发的机会，通过用电信息采集系统自动电价下发是循环下发方式，每个智能电表智能在轮巡一遍之后才能得到电价下发机会；提高电力载波传输的成功次数，且可移动位置可调整。同时，下发时间段可调整，可以避免干扰电气设备在电力线上的干扰。

3 项目研究内容

3.1 系统架构研究

如图4所示，移动批量电价下发终端结合用电信息采集系统硬件通道进行电价下发工作，在做电价下发过程中，移动式电价下发终端接入用电信息采集系统，由用电信息采集主站、电价下发主站、移动电价下发终端、采集器、计量电表构成。对于高压用户的电价下发，也可以在采集终端前端接入移动电价下发终端和电价下发主站方式接入，由于用户数量较低压采集用户较少，集中是下发的情况较少，可以不采用移动批量电价下发终端进行电价下发。

3.2 系统业务功能研究

如图5所示，系统业务功能研究构建系统管理功能和业务管理功能。系统管理功能由档案管理、终端管理、电价管理、接口管理和日志管理组成，业务管理功能由用户档案下载、电价下发、电价下发状态记录和错误信息管理组成。

3.2.1 系统管理功能

（1）档案管理功能研究。构建支持档案下载的功能或主动申请获取电价下发档案请求的管理功能。档案下载功能：移动批量电价下发终端从电价下发主站下载进行电价下发的用户档案，支持电价的脱离主站的离线下载方式。电价下发终端接入电力线，通过电力载波方式进行终端内档案用户的电价自动循环下发。主动申请获取电价下发档案请求功能，支持此功能无需建设电价下发主站。对于需要进行电价下发的用户，直接通过用电信息采集主站下发电价至电价下发终端。

（2）终端管理功能研究。终端管理功能对终端进行编号管理、认证管理，以及用户档案的分配识别管理。

（3）电价管理功能研究。电价管理是通过统一接口与用电信息采集系统中的电价进行获取、存储和对终端下发电价进行设置。不提供对外开放修改电价的接口，确保下发电价的一致性和电价信息的数据安全性。

（4）接口管理功能研究。构建电价下发主站与用电信息采集主站的接口管理功能，以获取电价下发的用户号、表号及电价信息。

（5）日志管理功能研究。日志管理对电价下发主站记录已获取的电价下发用户档案、用户号电价下发的状态、时间戳、异常状态的管理。

3.2.2 业务管理功能

（1）用户档案下载功能研究。批量电价下发终端预下载需进行电价下发的用户档案，将用户档案信息存储在移动批量电价下发终端内，并对档案按照系统用户档案模型进行管理。

（2）电价下发功能研究。批量电价下发终端通过三相电源接入用电信息采集通道，通过电力载波方式向采集器下发指定用户号、表号的电价下发指令。电价下发采用对终端内的所有用户对应的计量表计进行轮巡下发的方式，下发队列中始终保持为未下发成功用户计量表计，一旦下发成功，将下发成功的表号从下发队列中移至下发成功档案中。对于为多次未下发成功的，以一个轮巡周期为间隔，自动循环下发。对于经过长时间（如24 小时或48 小时以上）作为电价下发异常档案记录。

（3）电价下状态记录功能研究。该功能研究对于电价下发成功、失败、异常的用户档案、表计档案进行记录，并且对下发状态进行记录存储，以便向电价下发主站或用电信息采集主站反馈下发完成状态。

（4）错误信息管理功能研究。该功能研究主要用于管理移动批量电价下发终端运行过程中的故障信息的反馈和管理，简易性的错误信息提示，以便使用人员能够快速高效的解决终端故障。

4 总结

此项目实现一个移动终端可同时完成几百户的电价下发操作，工作人员每人天电价下发效率可提升30 倍以上，有效解决目前本地费控智能电表大规模电价下发的问题。按照公司智能电表的数量将节省近90%的人工下发成本。本项目实施后，将提高人工电价下发的效率，及降低人工成本。缩短电价下发工期。当前，如何实现批量、快速的电价下发，提高电价下发成功率、降低电价下发工作实施整体工期，降低开展电价下发工作的成本，是目前急需解决的问题，所以此项目实施非常必要。