摘要:用电信息采集系统是建设智能电网的重要内容。介绍了用电信息采集系统的组成结构，分析了国内外用电信息采集系统的建设现状及应用需求，研究了用电信息采集系统通信技术及主站应用、智能费控、用电信息安全防护等关键技术，重点论述了通信网接入、信息共享与融合、海量数据处理与分析应用、移动作业、基于三网融合的采集技术、智能用电双向交互技术等用电信息采集系统未来的发展方向。
关键词:用电信息采集系统；智能电网；信息融合；移动作业；双向交互
引言
随着科学技术的进步和能源发展格局的变化，经济社会发展对电能的依赖程度日益增强，依靠现代信息、通信和控制技术积极发展智能电网，实现电网发展方式转变，已成为国际电力行业积极应对未来挑战的共同选择。未来的智能电网将实现电网运行和控制的信息化、智能化，以改善能源结构和利用效率，满足电力应用的各种需求，提高电力传输的经济性、安全性和可靠性。为实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集及时、收费方式多样、服务便捷高效，构建智能电网与电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系，满足电力企业各层面、各专业对用电信息的迫切需求，中国开始按照统一的技术标准和方案，全力推进用电信息采集系统建设。
本文将介绍用电信息采集系统的组成结构和应用现状，重点研究用电信息采集系统建设关键技术，总结系统实施过程中遇到的问题并给出解决措施，分析系统应用需求的变化和技术发展趋势，为用电信息采集系统建设和推广应用提供参考。
1用电信息采集系统组成结构
用电信息采集系统是建设智能电网的物理基础，其应用高级传感、通信、自动控制等技术，实现数据采集、数据管理、电能质量数据统计、线损统计分析，及时采集、掌握用户用电信息，发现用电异常情况，对电力用户的用电负荷进行监测和控制，为实现阶梯电价、智能费控等营销业务策略提供了技术支持。
用电信息采集系统由主站、通信信道、采集设备三部分组成，其组成结构如图1所示。
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图1用电信息采集系统组成结构
主站系统由数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器、前置服务器、接口服务器、工作站、全球定位系统(GPS)时钟、防火墙以及相关的网络设备组成，主要完成业务应用、数据采集、控制执行、前置通信调度、数据库管理等功能。通信信道用于系统主站与采集终端之间的远程数据通信，包括光纤专网、230MHz无线专网、通用无线分组业务/码分多址(GPＲS/CDMA)无线公网等。采集设备是安装在现场的终端及计量设备，负责收集和提供整个系统的原始用电信息，包括专变采集终端、集中器、采集器以及智能电能表等。
2用电信息采集系统关键技术
2.1通信技术
通信技术是实现用电信息采集系统的基础。目前，应用于用电信息采集系统的通信技术主要有电力线载波通信、微功率无线通信、无线公网通信、无线专网230MHz通信和光纤通信。电力线载波通信施工方便，无需重新布线，但其通信的可靠性、实时性、稳定性较差；微功率无线通信覆盖范围小，传输距离受障碍物影响大，现场同频干扰现象严重；无线公网通信费用较高，运行维护及时性有待加强，局部地区信号弱、数据采集困难，尤其在紧急情况下容易造成信道拥堵；无线专网230MHz通信的接入容量有限，基站覆盖范围仅在30km左右，受地形地貌的影响，数据在传输过程中易受高层建筑物阻挡；光纤通信一次性投资大，成本较高，布线困难，工程量大。以上这些都是用电信息采集系统通信技术需要解决的关键问题。
2.2主站应用技术
用电信息采集系统主站部署模式分为集中式和分布式两种形式。集中式部署模式投资成本较低、运行维护统一，但故障影响范围涉及面较广，用户数量应低于500万户，数据处理工作量大，任务繁重，对系统业务处理能力要求较高；分布式部署模式对企业内部信息网的可靠性要求较低，网络资源负担小，但投资成本较高，对用户数量在500万户以上或地域面积过大的公司可采用省市两级部署的应用模式。在应用层面，用电信息采集系统主站要满足电费结算和电量分析、线损统计分析和异常处理、电能计量装置监测、防窃电分析及供电质量管理等业务需求。
2.3智能费控技术
按照“全覆盖、全采集、全费控”的建设目标，客户用电管理模式采用智能费控技术，用户需要先交费后用电。采集系统会连续采集用户的用电情况，计算剩余电费并显示给用户，在剩余电费不多时提示用户缴费，并在剩余电费为零时执行跳闸操作。智能费控技术由主站、采集终端和智能电能表多个环节协调执行，实现方式有主站费控技术、采集终端费控技术和智能电能表费控技术3种，其适用范围和工作要求。智能费控技术对通信的响应能力要求较高，由于目前本地通信主要采用电力线载波，因此，需要进一步提高载波通信工作的实时性、可靠性与稳定性，为实现智能费控提供技术支撑。
3用电信息采集系统发展趋势
3.1通信网接入技术
用电信息采集系统的建设和应用需要实时、可靠的通信技术作为支撑，接入网通信技术系统接口丰富，组网灵活，支持数据、语音、图像等业务的一体化接入，可以为用电信息采集、负荷监测和控制提高安全可靠的通信通道。因此，需要对目前存在的通信网络架构进行分析，提出用电信息采集系统通信网技术体系，研究适用于智能电网和用电信息采集系统建设的通信网接入技术。
3.2信息共享与融合技术
由于用电信息采集系统还处于规模化建设阶段，与其他业务系统之间缺乏有效整合，集成化水平较低，信息资源共享和公共服务功能需要进一步完善，在用电信息采集系统和既有营销业务系统的基础上，通过信息共享模式创新，利用数据采集手段和结果，针对系统的异构性和信息共享实际需求，构建基于面向服务架构的用电信息采集系统信息共享与融合技术方案，解决不同系统之间数据共享和应用互操作的难题，为营销系统业务应用提供多方位、多层次、多渠道的综合用电信息服务。
参考文献
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