王者龙，杜艳，闫东

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东济南250002；2.武汉大学物理科学与技术学院湖北武汉430000）

用电信息采集终端在智能配网中的应用

王者龙1，杜艳1，闫东2

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东济南250002；2.武汉大学物理科学与技术学院湖北武汉430000）

简要介绍用电信息采集系统建设情况，分析现阶段用电信息采集系统的主要应用功能。随着采集终端的停上电事件上报功能的完善，把采集终端应用于供电可靠率监测及供电抢修中，进一步提高电力企业的优质服务水平。

用电信息采集系统；采集终端；停上电事件

0 引言

随着智能配网及用电信息采集工程建设的不断推进，采集终端及智能电表等设备全面接入电网，高级计量架构体系为智能用电提供了必要的硬件基础。目前对中低压配网中的停电监测还未有总体规划或统一技术原则，一些专用变压器、公用变压器及低压台区停电不能够及时响应和抢修，降低了供电的可靠性。针对采集终端的停送电信息上报功能，分析采集终端在供电可靠率及供电抢修中应用的可行性，提出一种基于用电信息采集系统的供电抢修服务模式。

1 用电信息采集系统

用电信息采集系统是智能电网的重要组成部分，建设的总体目标是实现对公司经营区域内电力用户的“全覆盖、全采集、全费控”。目前山东省电力公司用电信息采集系统覆盖全省2 910万户，覆盖率达80.8%，城市覆盖率高达98.9%，全省公用变压器和专用变压器实现全覆盖、全采集，用电信息采集系统集中升级建设顺利完成。

供电可靠率体现的是电网企业对用户持续供电的能力，直接体现企业优质服务水平。缩短停电抢修时间，提高服务质量尤为重要。目前国内对中低压配网中的停电监测还未有总体规划或统一技术原则，大部分专用变压器、公用变压器及台区停电仍是现场值班人员或用户通过打电话告知的方式层层传递到维修人员，并没有专门的手段对配网中的停电情况进行实时监测，这就增加了停电响应时间和抢修时间，降低了供电可靠性［1-2］。

用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，其总体架构包括主站、通信介质和用电信息采集终端。主站主要承担下发命令、数据分析、终端管理及系统维护等功能，是整个用电信息采集系统的数据处理中心和管理中枢。通信介质用于建立主站和采集终端的通道链接，目前主要可采用无线、有线、电力载波、光纤等。采集终端可实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令，目前可分为专用变压器采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）、分布式能源监控终端等类型［3］。

用电信息采集系统构架主要包含专用变压器终端、I型集中器、II型集中器，如图1所示。专用变压器终端通过RS485采集电能表的电力信息，经无线或有线通信信道上报给主站；对于三层结构的集抄系统，一个集中器可带多个采集器，采集器采集电能表数据后，通过无线或电力载波发送给集中器，集中器经无线或有线通道上报主站；对于两层结构的集抄系统，直接由集中器采集电能表数据，然后通过无线或有线通信信道上报主站。

图1 用电信息采集系统建设架构

2 采集终端应用分析

用电信息采集工程的全面建成，规范了市县公司的管理模式和业务流程，同时以集约化方式促进了用电信息采集业务的规范化和标准化。随着系统应用的不断深入，用电信息采集终端技术不断成熟，现场采集终端所上报“停上电事件”数据的准确性不断提高，结合“线路—台区”之间的拓扑关系，根据用电信息采集终端停上电时间重叠情况，对同一线路、同一台区的用户停电事件发生情况进行统计分析，进而判断线路停电、台区停电、单用户停电已经可行。

2.1 用电信息采集终端停上电事件

根据Q／GDW1374.1—2013专变采集终端技术规范4.3.4和Q／GDW1374.2—2013集中抄表终端技术规范4.3.4要求：“供电电源中断后，应有措施至少保证与主站通信3次（停电后立即上报停电事件）并正常工作1 min，数据和时钟保持两个月”［4-5］，终端发生停电后，会在1 min内上报停电事件。终端停电事件的生成条件是终端供电电压低于终端正常工作临界电压（60%参比电压），终端上电事件产生的条件是终端供电电压高于终端正常工作临界电压（80%参比电压）。对于用电信息采集系统覆盖率高的地区，完全可以利用终端停电事件的上报、结合“线路—台区”的网络拓扑关系（图2），根据终端停电时间的重叠，对同一线路、同一台区的用户停电事件进行统计分析，进而对台区停电进行判断，对专用或公用变压器停电、线路停电进行辅助判断和定位。

2.2 三层采集结构的台区停电判定分析

目前，对于采用三层结构低压采集台区，一般配有1个集中器，若干个采集器，其结构如图2所示。

图2 三层采集结构的低压台区

当集中器向主站上报停电事件，与之对应的监测公用变压器的终端在同一时刻（与集中器上报的时间差不超过1 min）也上报停电事件，且停电时间超过1 min，即可判定该台区停电。

当集中器向主站上报停电事件，与之对应的监测公用变压器的终端在同一时刻（与集中器上报的时间差不超过1 min）未上报停电事件，考虑到集中器本身存在的故障概率，及“公变—台区”线路故障的概率，不能判定该台区停电。

当集中器未向主站上报停电事件，而与之对应的监测公用变压器的终端向主站上报停电事件，可判定监测公用变压器的终端出现故障。

2.3 两层采集结构的台区停电判定分析

对于采用两层结构采集的台区，一般根据用户的大小配有1个或多个集中器，其结构如图3所示。

图3 两层采集结构的台区

当该台区所有集中器向主站上报停电事件，与之对应的监测公用变压器的终端在同一时刻（与集中器上报的时间差不超过1 min）也上报停电事件，且停电时间超过1 min，即可判定该台区停电，且公用变压器停电。

当该台区所有集中器（数量≥2）向主站上报停电事件，且停电时间超过1 min，与之对应的监测公用变压器的终端在同一时刻（与集中器上报的时间差不超过1 min）未上报停电事件，可判定该台区停电，但不能判断公用变压器是否停电。

当该台区部分集中器向主站上报停电事件，其他集中器未上报停电事件，且与之对应的监测公用变压器的终端未向主站上报停电事件，则可判定该部分集中器所在线路停电。

当该台区所有集中器均未向主站上报停电事件，而与之对应的监测公用变压器的终端向主站上报停电事件，可判定监测公用变压器的终端出现故障。

2.4 线路停电故障判定

对于同一线路上具有多个专用变压器或公用变压器的线路，其网络拓扑结构如图4所示，若该线路上的所有专用变压器终端均上报停电事件，则可判定该线路停电故障。

图4 同一线路的网络拓扑结构图

3 基于用电信息采集系统的供电抢修服务模式

3.1 供电抢修模式流程

结合“线路—台区”的网络拓扑关系，根据用电信息采集系统终端所上报的停电事件信息，判断台区是否停电，判断规则按2.2和2.3节，若停电则由主站系统自动告知相关负责人员，及时进行供电抢修，抢修成功后，台区恢复供电，终端主动上报上电事件，上报内容包括本次上电时间和上次停电时间。流程如图5所示。

针对台区停电情况、同一线路的专用变压器停电情况进行了分析，由于现场用于专用变压器的终端一般为单只，故对停电事件于某一专用变压器的停电只能作为辅助判断和定位。

由于终端停电1 min内会向主站上报停电事件，故该供电抢修模式缩短了供电抢修时间，提高了故障段或故障点定位的准确度，保证了供电的可靠性，提升了工作效率，缓解了现场人员的工作量，具有很高的推广使用价值。

图5 供电抢修流程图

3.2 案例模拟分析

搭建具有1台专用变压器终端和3台II型集中器的供电台区。其中，每台II型集中器下挂有192只智能电能表，终端与主站之间采用GPRS通信。所搭建台区停电后，主站在1 min内可以收到终端停电信息。由此可判定该台区停电，系统自动告知相关人员，待台区来电后，终端主动向主站发送上电信息。

4 结语

用电信息采集系统是国家电网公司统一坚强智能电网建设的重要组成部分，目前正在不断的建设和完善之中，包括减少终端的故障率，提高终端上报信息的可靠性和实时性，保证终端运行的稳定性等。随着“全覆盖、全采集、全费控”的实现，利用用电信系采集系统判断停电故障将成为一种行之有效的方法。

［1］杨宁.浅谈用电信息采集系统全面提升营销工作质量［J］.电源技术应用，2013（6）：453-453.

［2］刘海峰，王丹宁.用电信息采集系统的深化应用［J］.浙江电力，2013，1（4）：69-72.

［3］国家电网公司.电力用户用电信息采集系统系列标准［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［4］Q／GDW1374.1—2013专变采集终端技术规范［S］.

［5］Q／GDW1374.2—2013集中抄表终端技术规范［S］.

The Electric Energy Data Acquisition Terminal in Intelligent Distribution Network

We introduce the construction of electric energy data acquire system briefly and analyse the current application of electric energy data acquire system.With the improvement of the stop on electric event reporting function，the electric energy data acquire terminal can be used to monitor the power supply reliability rate and repair the power system.Moreover，it can improve the quality of service level.

electric energy data acquire system；data acquisition terminal；stop on electric event

TM72

：B

：1007－9904（2014）04－0032－03

2014-04-10

王者龙（1988—），男，助理工程师，主要从事电能计量方面的研究工作。