供电信息采集系统的架构与功能分析_韩天宏.pdf

Application 创新应用270 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月术性较强，经济性相对较差。无线公网。在用电信息采集系统中，公网系统不可或缺。该系统由移动通信网络、专线、路由器、前置机、后台终端设备等组成。目前常用的无线公网通信模式包括但不限于：（1）GPRS/CDMA无线公网通信模式。具有传输速率高、支持永久在线、资源相对丰富、覆盖地域广泛、可大规模应用等优点。但缺点在于，数据采集及通信过程有一定概率受话音业务干扰。（2）230MHz无线专网通信模式。这种无线通信模式的主要原理是，由采集系统本身组成无线网络。在此基础上，主站电台与终端电台使用同一对频点，其下的每一个终端设备都可以接收到来自主站的无线信号。230MHz无线专网通信频段一般下设15对异频收发双工频点以及10对同频收发半双工频点，具有可靠性高、安全性强、成本低等特点。缺点在于：通信实时性相对一般，容易受电磁干扰1。电力线载波通信。为提高用电信息的传输质量，还需设置电力线载波通信子系统。该子系统的主要作用原理是，可以将弱电通信信号耦合至中高压电力线网络之中，进而将信号传输到远程终端。在实际应用时，电力线载波通信机制可作为其他通信网络的信息补充传递方案。以低压电力载波通信为例。可在用电信息采集系统中设置载波电能表，获取用电户用电信息后，能够直接同集中器通信。0 引言电力用户用电信息采集系统进行用电信息的采集、处理、实时监控。系统具备自动采集信息、计量异常及电能质量监测、用电分析及管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备信息交互等功能。1 用电信息采集系统架构 远程通信系统。采集用电户的用电信息只需基于传感器、逻辑编辑器等装置，对用电户的电量消耗情况进行收集即可，并没有较大的难度。完成信息采集之后，系统需要实现信息的上传、汇总。为实现这一目标，需经由远程通信系统完成相关作业。现阶段，用电信息采集系统中的远程通信技术为光纤通信利用光波，以光导纤维作为信息传输媒介，可进行有源光网络通信和无源光网络通信。远程（光纤）通信系统的基础模型为：（1）电端机1光端机1，形成一个信息来源；（2）电端机2光端机2，形成另一个信息来源；（3）两个或多个信息来源“机构”经由一个具有控制功能的中继器，便可组成一个完整的光纤通信子系统，从而在完成用电信息采集后，实现数据信息的实时上传。以光纤为主的远程通信系统具有通信容量大、通信准确率高、数据信息传输过程损耗小、中继距离长、抗干扰性强等特点。现阶段，光纤通信模式的缺点是：光导纤维材料成本高，施工维护技作者简介：韩天宏，国网天津电力东丽供电分公司先锋路城区供电服务中心；研究方向：计量采集。收稿日期：2023-02-10；修回日期：2023-06-12。摘要：阐述用电信息采集系统架构中的远程通信系统、无线公网、电力线载波通信、远程通信信道技术，探讨用电信息采集系统功能的应用，包括数据采集功能、用电端电网控制功能。关键词：用电信息采集，架构组成，通信信道。中图分类号：F426.61文章编号：1000-0755(2023)06-0270-02文献引用格式：韩天宏,贾志慧.供电信息采集系统的架构与功能分析J.电子技术,2023,52(06):270-271.供电信息采集系统的架构与功能分析韩天宏，贾志慧（国网天津电力东丽供电分公司先锋路城区供电服务中心，天津 300300）Abstract This paper expounds the remote communication system,wireless public network,power line carrier communication,and remote communication channel technology in the architecture of the power consumption information collection system,and explores the application of the functions of the power consumption information collection system,including data collection function and power grid control function at the power consumption end.Index Terms electricity information collection,architecture composition,communication channel.Analysis of Architecture and Function of Power Supply Information Collection SystemHAN Tianhong,JIA Zhihui(State Grid Tianjin Electric Power Dongli Power Supply Branch,Tianjin 300300,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 271集中器一般通过载波方式与采集器通信，采集器一般与电能表RS485连接。现阶段，载波分为宽带和窄带两种形式，具有施工、维护便捷性较高等优点以及局限于台区范围等缺点。远程通信信道。在用电信息采集系统中，构建可靠的远程通信信道同样重要。该信道由上述三类子系统共同构成，所形成的光纤专网通信信道已经在我国广大城市、村镇得到广泛应用。在具体建设及应用时，电力企业一般会结合所在地区的用电系统建设规模、所应用技术的前瞻性、实时性、安全性、可靠性等因素，确定具体的通信方式。光纤网络远程通信系统中，光纤专网的成本最高，一次投入完成后能够长期使用且信息传输性能始终较高。专变采集终端。（1）技术层面特点。采集终端的工作原理是：装置内部的核心元器件如下：中央处理单元。经由信息采集模块连接外部计量设备。此外，中央处理单元还会连接信号指示灯、液晶显示屏，具有数据缓存功能。通信模块。中央处理单元的数据缓存功能的实现原理是，数据信息会存储在通信模块连接SIM卡。因此，中央处理单元可对SIM卡内信息进行存入及提取，从而实现上述功能。此外，通信模块与GPRS天线等外部装置均经由红外接口连接。电源。与中央处理单元和通信模块基于基础电路完成连接，负责提供电能。（2）终端方式。现阶段，用电信息采集系统中的专变采集终端按照外形结构以及I/O配置，可分为I、II、III三种形式，每一种都有对应的配置的I/O接口。为统一管理，3种类型专变采集终端的规格、显示、外形、安装尺寸、端子接线、材料、工艺等均有明确规定。例如I型专变采集终端的外形尺寸为400mm300mm（1255mm）。2 用电信息采集系统功能的应用 用电户用电信息数据采集功能。用电信息采集系统的首个功能是对用电户的用电信息进行采集。具体要求是：根据不同业务类型对数据采集提出的要求，应首先完成自动采集任务编制，之后对各类采集任务的执行过程进行管理，最终对各项任务的执行情况进行全面检查。需要采集的用电信息数据包括电能消耗数据、用电户电费缴纳数据、系统工况数据、电力电网相关事件的记录数据等。上述前三项数据属于“常规数据”，传统的用电信息采集系统也能够轻易完成数据采集。所谓“电力电网相关事件的记录数据”是指当电网出现故障之后，诸如传感器、继电保护装置会上传相应的信号信息以及按照控制计算机预先编制的程序控制算法，做出相应的“动作”。这些行为动作都能够以数据信息的形式被上传、存储，最后形成记录2。系统定期对这类数据进行提取、分析，能够实时掌握电网设备的运行情况，对后续制定并实施更具针对性的电网维护管理方案大有益处。用电信息数据采集的方式包括自动采集、随机召测、主动上报等多种形式。多种数据采集形式联合应用，有助于提高数据的完整性、正确性。此外，还可以确保原始数据的唯一性和真实性。用电户端电网控制功能。在成功获取用电信息之后，电力企业可借助用电信息采集系统，实现下列控制功能：（1）对不同类型用电户的用电功率定额进行控制。例如某些用电户的用电规律是：每天下午至凌晨为用电高峰期，凌晨及上午为用电波谷期，峰值与谷值之间差异极大。针对这种情况，用电信息采集系统可实施“时段控”方案，最大限度地保证用电户的用电需求。类似的功率定制控制还包括厂休控、营业报停控等。（2）电量定制控制。某些用电户的用电预算较为有限，在自身无法有效检测用电量消耗情况时，可将用电需求告知电力企业。电力企业会根据用电户的用电量需求，在用电信息采集系统中，以“月”为单位，对特定用电户的用电量进行控制，避免其消耗过多电量。由此产生的费率定制控制功能是，可以按照电量费率、实际用电量、用电费等完成专项控制。综合管理功能。用电信息采集系统除了提高电力企业的工作效率外，还能够为广大用电户提供各类管理服务功能，从而帮助用电户更加放心地使用电能。（1）自动抄表管理。根据用电户所在地区电力企业提供的电费缴纳周期服务，每间隔1月或2月，系统会对用电户的电表进行自动查抄，相关信息会自动发送到用电户的手机之中，提醒用电户注意查看相关信息并及时缴费。（2）根据用电户的设置，开展包括限电、保电在内的有序用电管理。（3）围绕负荷、电量、三项不平衡等用电情况进行统计分析。（4）对用电户用电量消耗情况是否处于正常范围进行检测，适时提醒，防止用电户在不知情的情况下，消耗超出预料范围的电能。3 结语用电信息采集系统初期为了限制非重点客户的用电量，保障重点用户用电，需要清楚、详细地获得用电户的用电量信息。为达到上述目标，诸如电力载波、无线电等负荷控制装置相继得到应用。今日，我国电网负荷能力早已得到大幅度提升，进一步升级用电信息采集系统，有助于为广大用电户提供更加优质的用电服务，这对加快我国社会整体发展速度具有重要意义，要继续做好这项工作。参考文献1 孙敖.智能化用电信息采集系统研究设计D.辽宁：沈阳工业大学,2022.2 刘晨,白泰,王家驹等.用户用电信息采集系统的深化应用研究综述J.电测与仪表,2022,59(02):1-8.