国网安徽省电力有限公司郎溪县供电公司 安徽郎溪 242100
摘要：随着全球能源互联网的发展及国内智能电网的深入建设，国内用电信息采集系统已逐步实现全自动化。文章探讨了用电信息采集系统的本地通信各技术的应用效果，通过分析电、水、气、热单个采集系统数据采集及传输特征，提出多表集采异构网络架构，实现水、热、气、电表数据的集中采集，既能满足水、电、气、热各单位对各表数据的采集，又能满足家庭用户对用能数据的基本查询需求，为节能减排提供有力支撑。
关键词：用电信息采集；通信技术；抄收系统
引言
所谓智能发展，就是推进信息化与工业化融合，不断创造新的经济增长点、新的市场、新的就业形态，提高社会运行效率，实现互联互通、信息共享、智能处理、协同工作。智能电网是智能发展潮流在能源领域的体现，也是能源系统技术升级的内在需要，为落实相关要求，有必要依托覆盖广泛的智能电能表和用电信息采集系统，积极推动“多表合一”采集系统建设，提升社会公共服务水平，实现社会公共服务资源效益最大化，积极推进国家节能减排政策落实。因此，为了保证信息采集的实时性，节约成本，四表行业的自动抄表系统可以借助自动化程度较高的用电信息采集系统。
1 用电信息采集系统的组成
用电信息采集系统是综合的准实时电力信息采集与分析处理系统，集计算机软硬件技术、现代数字通信技术、电力负荷管理技术、电能计量技术和电力营销技术为一体，主要由主站层、通信信道层、采集设备层和电能表层4层组成。采集系统主站是对电力用户的用电信息进行收集、处理和实时监控的核心，可实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。用电信息采集终端一方面采集、存储数字电能表以串行通信形式输出的电能数据；另一方面将采集到的电能数据通过上行通信传输到用电信息采集系统的主站中，是电能量数据的通信中枢。按应用场所分为专用变压器（专变）采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）等类型。目前国家电网公司的采集设备实现了型式规范、标准统一，专变采集终端主要有3种型式（I型、II型、III型），集中器有2种型式（I型、II型），采集器有2种型式（I型、II型），采集系统主站通过通信信道和采集终端实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输、转发或控制命令的执行等功能。智能电能表是对用户用电信息、电压、电流等进行记录的计量设备。
2 用电信息采集系统通信技术统计及分析
采集系统通信信道包括远程通信信道和本地通信信道两部分。远程通信通道是指各类采集终端与采集系统主站之间的通信接入信道。远程通信技术包括GPRS/CDMA无线公网、光纤专网、230MHz无线专网、有线电视通信网、中压电力线载波等。本地通信信道是指采集终端之间、采集终端与电能表之间的通信接入信道。本地通信技术包括低压电力线窄带载波、RS-485总线、微功率无线、低压电力线宽带载波等。四表抄收业务是针对已有用电信息采集系统本地信道方式进行改造，因此本文仅分析已有的电力线窄带载波、RS-485总线、微功率无线、低压电力线宽带载波等技术。根据统计，本地信道中低压电力线窄带载波通信技术应用比例较大，其次为RS-485通信方式，国家电网范围内2种通信方式应用占比合计超过90%；微功率无线和低压电力线宽带载波通信应用较少。但是随着全球能源互联网的发展，未来用电信息采集将实现“电力流、信息流、业务流”的双向互动，业务对通信实时性、可靠性要求逐步提高，也就是对通信技术带宽、速率、可靠性要求更高。不同的本地通信技术在性能指标方面差异化较大，在技术原理实现、工程实施、运行管理等方面也存在一定差异。
3 四表合一采集对用电信息采集主站及本地通信技术的需求
水、气、热、电四表集抄系统主要由表计、数据采集器、集中器、数据管理中心等部分组成。远传表计是指具备远传功能的水表、电能表、燃气表、热量表；数据采集器对每一户的四表数据进行采集、处理、控制，然后利用用电信息采集的远程抄表通信技术将数据传输到用电信息采集主站，从而实现对四表的抄收、核算。目前水、气、热三表因为没有电力线接入，因此在制定方案过程中需要考虑降低功耗，节约成本的因素，可以仅针对水、气、热三表的计量数据进行采集，而智能电能表需要根据用户的需求对多个数据项自定义采集。目前智能电能表的主要业务包括用电信息采集业务、费控业务、线损业务、事件上报业务等。电能表、每15min频度进行抄读，1h将抄读1050kB数据。目前智能电能表尚未达到此要求进行抄读，仅对部分规约项，部分事件信息进行抄读，但随着业务需求的增长，互动化、需求侧管理、实时费控等业务是未来采集系统的主要方向水、气、热表仅需对基本数据和事件进行召测，主要包含以下几项：
1）基本数据：终端地址、终端规约、表计通信地址、测量点序号、召测数据项、数据值、召测成功项数。
2）事件：终端地址、采集点编号、事件发生时间、事件编码、事件名称、事件内容。根据以上分析，低压电力线窄带载波完全能满足现有用电信息采集系统技术要求，但是未来若实现互动化、需求侧管理等业务并对水、气、热表同时进行采集，势必挑战电力线窄带载波技术的瓶颈；采用OFDM调制方式的宽带载波技术速率大于1Mbit/s，是目前较为理想的本地通信方案。
4 基于用电信息采集主站及电力线宽带载波的四表抄收系统
四表抄收系统改造，将涉及3个方面：主站层面的功能改造、制定本地采集方案及开发水、气、热表抄读设备或模块、协议扩充。
4.1 主站功能
主要在用电信息采集系统中扩充档案管理、终端管理、数据采集管理3个功能模块。同时在统计查询功能中加入综合查询、采集建设情况、工单查询等功能模块。最终实现营销系统与水、气、热公司的计费系统对接，完成四表自动化抄收的全过程。
4.2 制定本地采集方案及开发水、气、热表抄读设备各地用电信息采集方案架构差异性较大，因此基于不同用电信息采集系统架构的四表合一改造方案也截然不同。为保证技术方案的客观性、合理性、全面性，以最低的成本和改造量实现四表合一数据采集应用，
结语：我国居民用户使用的能源计量设备主要包含电表、水表、燃气表和热力表，除电表外，其他设备的信息采集多为人工抄表方式，抄表效率低，由于我国电、水、气、热分属 4 个能源行业，运营单位不同，居民需要分别缴纳电费、水费、气费、热费，公共服务效率低，系统之间不能相互连接、设备智能化水平差异大以及运营方式相互独立等诸多问题。本文通过对用电信息采集系统主站、用电信息采集通信技术、家庭能源表记现状的分析，提出采用用电信息采集系统及低压电力线宽带载波技术的四表抄收方案，完成了家庭能源表记统一采集，复用了电力用电信息采集系统的通信信道，进一步节约了成本，提高了采集效率，完成了表记抄收各环节智能化，实现水、热、气、电表数据的集中采集。
参考文献：
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