乔雄 谢发涛 周盼

摘 要：随着深入推进电力体制改革、建设能源互联网、实施大数据创新应用等国家战略的推进，计量传统业务向新型业务拓展，营销业务向社会化全业务链延伸。跨专业协同持续深化，对电力系统监控和数据采集系统的支撑能力提出新的要求。面对新形势新挑战，全面总结采集系统建设的基本情况和主要成效，梳理系统建设过程中的不足，分析面临的内外部形势，结合业界成熟的新技术，提出新一代电力系统监控和数据采集系统。

关键词：电力系统;电力系统;数据采集系统

引言

在智能电网中，用电信息采集系统对分析用户用电行为以及电网运行状态具有重要意义。用电信息监测最重要的是实现无间断的用电信息采集与远程通信，远程通信指用电信息采集系统中采集终端与采集主站之间的数据传输。现阶段实际在运的用采系统的远程通信，多采用GPRS/CDMA、专用230MHz等无线通信方式进行数据传输，高强度的监测意味着采集系统会对下属的终端节点进行全天候的数据采集与监控，用电信息的高频率上报会产生大量的数据积压，从而对无线传输造成严重的通信负荷。

1用电信息采集系统概述

1.1用电信息采集系统概念

用电信息采集系统是对客户用电信息进行采集、分析、处理和实时监控的系统，不但能为电力营销中阶梯定价、负荷管理、线损分析等提供有效的数据支撑，而且也能为自动化抄表、错峰用电、防窃电等工作提供便利。用电信息采集系统的应用，可显着降低用电成本，提高电力营销服务水平，满足客户的用电需求，提升客户的用电体验效果。

1.2用电信息采集系统架构

系统基本架构分为采集系统主站、通信信道、采集设备三个层面。其中采集系统主站的功能是实现系统数据交互、存储和采集业务流程管理，主要包括数据采集服务、数据存储、主站应用等部分;通信信道包括远程通信和本地通信两部分，远程通信有自建的230M无线专网、GPRS等无线公网、光纤专网等信道，本地通信包括窄带载波、宽带载波、微功率无线、485总线等信道;采集设备是现场计量设备、采集终端的集合，主要包括电能表、集中器、专变终端等设备。

2用电采集系统现状

2.1信息采集主站

用电信息采集过程中，电能表作为主要的计量装置，可以负责一个或多个数据信息的处理，进行不同级别的管控，同时能够向舒展系统传输数据。一般来说，对于用电数据采集的最前端是通过用户终端电能表，通过内部的简单乘法器完成电能的测量，获取电流信息、电压信息、功率因数等。

2.2数据采集服务

数据采集服务主要负责通讯前置、报文解析、数据入库。在海量数据接入的情况下，高峰负荷期间，单台采集前置需要处理的通讯报文数量可能是现在的几十倍乃至上百倍，对采集前置的并发处理能力带来巨大压力。虽然当前采集前置一般采用分布式架构，但每个采集节点承担了任务生成、逻辑控制以及数据入库等多个业务，造成单个节点承担的业务过于繁重，尤其是数据入库效率更是限制了采集前置的线性扩展能力。

2.3数据存储利用

按照国际标准委员会组织的系统结构与通信数据交换标准，将其作为数据的采集与存储的主要参考依据，既保证了系统面向对象开放平台与对象之间的可操作性。另一方面，从20世纪80年代起，电力系统的信息化得到了快速发展，当前国内所使用的协议也有多个版本，如果设备协议存在差异，那么也需要调整相关的通用标准。

2.4综合应用

该系统除了具有自动化抄表功能，预付费管理功能，用电异常情况跟踪监测功能，线损和变损情况计算分析功能，缴费、停电、复电等信息发布功能外，还具有系统时间设置及调整，系统运行监测，报表管理，密码权限管理，档案、通信、路由、用电设备工况管理等功能，从而实现不同业务间的数据信息共享和有效衔接。

3电力系统监控和数据采集系统优化措施

3.1构建数据共享服务平台

采集数据共享构架通过用电信息采集系统数据共享服务平台，构建采集系统数据服务器与其他系统之间的数据、信息共享渠道，提供静态数据共享、实时数据信息静态数据共享：提取用电信息采集系统的各项指标数据、冻结电量，并按需求进行统计分析推送到共享服务平台。还可根据预设进行灵活配置，完成各种定制需求。实时数据共享：通过在线及时获取采集系统的各种上报异常事件及信息数据，实时为其它业务系统提供所需的数据信息，满足提出的各类服务要求。特定共享：为满足营销业务应用系统等与用电信息采集系统之间复杂业务数据信息交互要求，特设置特定共享专为营销业务应用系统提供服务。共享服务平台在实现数据信息共享的同时，必需具备在线监控和规范管理。主要包括需求管控、配置管控、服务管控等基本管控功能。“需求管控”用于完成对采集系统数据共享所需要的申请、审批、执行等流程进行规范管控。“配置管控”主要对配置共享服务平台访的问权限、配置平台运行参数、配置数据发布模型等权限进行管控。“服务管控”用于对共享服务的运行状态、调用情况、交互流量、共享日志、采集数据质量等信息进行在线监测管控。

3.2数据分析处理

以信息采集系统为基础进行用户用电信息采集，通过数据分析明确用户用电信息是否精确真实。若存在用户用电信息异常数据采集现象，系统会对用户进行二次补采，确保用电信息采集的准确性与真实性。等到数据采集完毕，系统会按照预先设定规则标准进行用电质量、用电负荷等方面的分析与处理，计算在用电提供过程中存在的线损问题，进一步提升用电服务质量，避免用户用电信息采集的不合理。

3.3系统功能规划

（1）数据采集。数据采集可以自动获取多种类型的电力用户数据信息，包括用电事件、电网质量、电能值等，为了保障电能质量，需要尽量保持数据采集的准确性，这也是电费结算的主要参考依据;（2）计量装置监测。这一部分的功能在于实现对装置远程信息的规划，包括对故障信息与窃电信息的掌握，有助于及时发现异常状态的产生;（3）供电质量监测。对电能质量进行定量考核，以多维度的参数作为判断依据，包括电压合格率、供电情况、谐波指数等;（4）统计分析。统计分析的目的在于对用户的负荷用电信息进行整合分析;（5）负荷控制与负荷分析预测。负荷控制的作用在于对用户的负荷情况进行监测，以便于为供电系统需求侧管理提供精确的负荷数据信息，根据信息的差异来得到用戶的负荷曲线，了解分时电量、最小负荷、最大负荷等关键性的数据指标，也能以此为基础进行更好的用电需求预测。（6）有序用电管理。有序用电管理根据当前电力市场的供需关系来制定有序的用电方案。

结束语

综上所述，随着电力系统监控和数据采集系统的全面建设，提升系统海量数据处理及分析性能，实现采集网络状态智能感知，是电力系统监控和数据采集系统发展趋势。电力监控采集系统凭借自身优势，融合先进的计算机技术，能很好的满足电气企业发展和使用需求

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