电信息采集系统设计
电力用户用电信息采集系统工程建设方案
1 建设原则用电信息采集系统项目建设按照“统一领导、统一规划、统一原则、统一组织实行”旳原则开展，具体建设原则如下：1）整体规划、分步实行公司统一规划我省采集系统建设，整体规划主站、远程信道旳建设；一方面完毕高压顾客旳信息采集；重点开展低压顾客用电信息采集，低压顾客优先从用电量大旳城网顾客开始实行，分地区、分区域、分性质成片成块建设。
各单位要根据公司旳整体规划，结合本地区旳实际状况制定切实可行旳建设方案，保证采集系统建设任务分步、有序开展。
2）安全第一、质量至上牢固树立“安全第一、避免为主”、“百年大计，质量第一”旳意识，解决好安全、质量、进度旳关系，制定并贯彻工程建设施工技术安全管理规定，做到安全质量可控、在控、能控。
3）原则统一、技术先进严格遵循公司旳工作规定，执行公司制定旳有关技术原则与规范。
主站应用公司最新统一推广部署旳营销业务应用系统电能信息采集模块。
努力摸索农网用电信息采集旳技术方案，保持我省旳采集系统技术领先态势。
4）加强协调、经济合理统筹考虑与本地区智能配电网建设旳协调，实现远程通信网络与配电网光纤网络共享。
2 工作思路积极贯彻贯彻国网公司下达旳系统建设工作规定，力求提前并保质保量完毕工作任务，遵循如下工作思路：1）坚持国网公司“统一领导、统一规划、统一原则、统一组织实行”旳原则，严格按照国网公司制定旳用电信息采集系统建设原则和规范开展建设工作，工程方案、原则和进度由省公司统一组织，具体工程实行以地市为单位组织；2）各单位要根据公司建设方案，按照先易后难旳原则，做好采集工程安装范畴旳选择，分地区、分区域、分性质成片成块建设，保证工程目旳全面实现；3）根据公司制定旳采集技术方案，制定经济合理、切实可行旳工程实行方案。
4）做好工程全过程管理，及时协调解决建设过程中浮现旳问题和困难，保证工程质量和进度；5）做好各项保障系统运营措施旳贯彻，做到建成一片，应用一片，保证系统旳正常投运，发挥成效。
电力用户用电信息采集
02
电力用户用电信息采集系统概述
系统定义与组成
系统定义
电力用户用电信息采集系统是对电力 用户的用电信息进行采集、处理和监 控的系统，是智能电网建设的重要组 成部分。
系统组成
主要包括主站、通信信道、采集设备 三部分。其中，主站负责数据处理和 应用，通信信道负责数据传输，采集 设备负责用电信息的采集和上传。
备。
数据异常
核查数据源和数据采集 设备是否正常，清洗和
修复异常数据。
系统崩溃
立即启动备用系统或恢 复最近一次正常备份， 同时分析崩溃原因并修
复故障。
安全问题
加强系统安全防护措施 ，定期更新病毒库和安 全补丁，提高系统安全
性。
07
结论与展望
研究成果总结
实现了高效、准确的电力用户用电信息采集
通过研究和应用先进的传感器技术、通信技术和数据处理技术，实现了对电力用户用电信息的实时、准确采集，提高 了数据采集的效率和精度。
构建了完善的用电信息分析模型
通过对采集到的用电信息进行深入挖掘和分析，构建了多种用电信息分析模型，包括用电负荷预测模型、用电行为分 析模型等，为电力企业的生产和管理提供了有力支持。
推动了智能电网的建设和发展
电力用户用电信息采集系统的建设不仅提高了电力企业的运营效率和管理水平，也为智能电网的建设和 发展提供了重要支撑，推动了电力行业的技术进步和产业升级。
技术标准
系统遵循国际电工委员会（IEC）的相关标准，如IEC 61850、IEC 61968等，以 及国家和行业的相关标准，如《电力用户用电信息采集系统设计规范》等。
规范
系统在建设和运行过程中，需遵守电力部门制定的相关规范和管理制度，确保系 统的安全、稳定和可靠运行。同时，系统还需满足国家和行业的安全、环保等要 求。
浅谈电力用户用电信息采集系统
浅谈电力用户用电信息采集系统随着时代信息化的发展，国家电网公司建设智能化电网的步伐加快，利用网络与计算机技术，建设了电力用户用电信息采集系统，使电力用电用户信息实现了信息科技化管理。
本文将重点介绍电力用户用电信息采集系统的组成及之间的通信原理。
标签：国家电网；电力用户用电信息采集系统；组成；通信电力用电信息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，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、远程停电、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。
用户用电信息采集系统主要有采集系统主站、传输通道、采集终端、电能表等组成。
一、用电信息采集系统电力用户采集示意图二、用电信息采集系统的组成1、用电信息采集主站系统主站网络的物理结构主要由数据服务器、磁盘阵列、应用服务器、前置服务器、备份服务器、磁带库、省（直辖市）公司和地市公司（直辖市分公司）工作站以及相关的网络设备组成。
国网公司要求电力用户用电信息采集系统主站软件的设计应当满足集中式和分布式两种部署方式，集中式部署模式电采主站系统在物理架构上要满足以下要求：（1）主站部分应单独组网，与其它应用系统以及公网信道采用防火墙进行安全隔离，保证系统的信息安全。
（2）用电信息采集系统在省（直辖市）公司侧建设一套主站，各地市公司（直辖市分公司）不单独建设主站，各地市公司（直辖市分公司）工作站通过电力公司内部专用的远程通信网络接入省（直辖市）公司。
2、用电信息采集通信信道用电信息采集系统的信道有230MHz、GPRS、电力线、CDMA、微功率无线等。
（1）对于采用GPRS/CDMA无线公网接入电力信息网的安全防护，对接入必须制定严格的安全隔离措施。
（2）对于采用230MHz无线专网接入电力信息网的安全防护，应采取身份认证、报文加密、消息摘要、时间戳技术等措施。
（3）采集终端应包含具备对称算法和非对称算法的安全芯片，采用完善的安全设计、安全性能检测、认证与加密措施，以保证数据传输的安全。
电力用户用电信息采集系统优化设计与实现
文章编号:1007-757X(2020)12-0158-03电力用户用电信息采集系统优化设计与实现王雪晶，张洁敏，张航(国网福建省电力有限公司信息通信分公司，福建福州350001)摘要：不断增多的电力用户对用电信息监管提出了更高的要求，为了有效满足远程监控用户用电信息需求，对电力用户用电信息采集系统进行了优化设计，完成了基于ZigBee网络模型的用电信息自动采集系统的构建#其采集系统在嵌入式ARM 中完成集成开发过程，并在此基础上提出了一种用电信息的动态量化检测识别及采集方法，实验测试结果验证了该系统良好的信息采集自动控制性能#关键词：用户用电信息；采集系统；实现路径；ZigBee网络模型中图分类号：TM764文献标志码：AOptimization Design and Implementation of Power UserInformation Collection System for Power UsersWANG Xuejing,ZHANG Jiemin,ZHANG Hang(Information R Communication Branch,Fujian Electric Power Company Limited,Fuzhou350001,China) Abstract:The increasing number of power users puts forward higher requirements for the regulation of power consumption in-ormation Inordertoe f ectively meetthedemandofremotemonitoringusers,thispapermainlyoptimizesthepoweruserin-ormationco l ectionsystemandcompletestheZigBeenetworkmodel Theconstructionofautomaticacquisitionsystemforelec-ricityinformation,andtheacquisitionsystemarecompleted TheintegrateddevelopmentprocessdependsonembeddedARM, andonthisbasis,we propose a dynamic quantitative detection,identification and co l ection method of electricity information The experimental test results verify the system has good information co l ection and automatic control performanceKey words:user electricity information；acquisition system；implementation path；ZigBee network model0引言不断发展和完善的网络信息技术以及物联网技术的广泛应用，为智能电网的辅助提供了技术支撑，同时促使电力的销售及管理模式发生了转变,对电力用户用电信息采集系统提出了更高的要求，信息采集系统在采集用户用电信息的基础上通过进一步处理实现信息交流共享与实时监控和管理功能，将当地电网与用户联系起来&因此对于用户用电信息采集系统(综合了供电侧、售电侧和购电侧)进行设计和完善成为目前研究的重点之一。
用电信息采集系统中GPRS模块的设计与应用
摘要 ： 目前 用 电信 息 采 集 系统 中ＧＰ 是 集 中器 等 与 主 站 之 间通 信 的 主 要 方式 之 一 。 以 某 ＲＳ
型 号 ＧＰ 芯 片 为 例 介 绍 了ＧＰ 通 信 模 块 的 各 功 能 电路 和 软 件 的设 计 方 法 ，以及 如 何 提 ＲＳ ＲＳ
高 模 块 电磁 兼 容 性 能 ． 而 设 计 出性 能 优 越 的Ｇ ＲＳ 信 模 块 。该 模 块 现 场运 行 抄 表 的 成 从 Ｐ 通
终端 、 户 电能表 。其 系统结 构如 图 １ 用 所示 。
系统 主要 工作 原理 ： 以低 压居 民集 抄为 例 ， 民 居 用 户 的 用 电数 据信 息 由采 集 器 采 集 过 Ｕ Ｒ 通 Ａ Ｔ接
等 的 主 要 通 信 方 式 有 光 纤 专 网 通 信 、 Ｐ Ｓ Ｃ ＭＡ Ｇ Ｒ／Ｄ
作 为 国家 电 网 “ 设 坚 强 的智 能 电 网 ” 系 架 建 体 构 的一 部分 ， 息 化 、 信 自动化 、 动化 是 用 电信息 采 互 集 系 统 发展 的方 向［ １ １ 。用 电信 息采 集 系 统 中集 中器
电力用户用电信息采集系统
目录
1 、引言
主要内容
2、前期工作 3、系统组成
4、本地信道
5、致谢
P4
5、致谢
四川电力试验研究院电力计量研究检测中 心
四川省电力公司电能计量中心 张嘉岷
电子邮箱：zjmuestc@
欢迎探讨，欢迎指导！
P4
谢 谢！
5、致谢
P4
5、致谢
P1
3、系统组 成
P1
3、模 系式 统探 组 讨 成
主站系统
远程信道 采集装置（数据集中器） 本地信道（采集终端或采集模块） 计量设备（电能表）
P1
3、模 系式 统探 组 讨 成
数据集中器通过本地信道接收采 集模块采集的电能表数据，并通 过远程信道将数据传输回主站。
采集模块通过RS-485总线读取 电能表数据，并通过本地信道将 数据传输到数据集中器。
2、前期工作
Q／GDW 375.1-2009《电力用户用电信息采集系统型式
规范：专变采集终端型式规范》
Q／GDW 375.2-2009《电力用户用电信息采集系统型式
规范：集中器型式规范》
Q／GDW 375.3-2009《电力用户用电信息采集系统型式
规范：采集器型式规范》
Q／GDW 376.1-2009《电力用户用电信息采集系统通信
• 《四川省电力用户用电信息采集系统建设 维护管理办法》、《关于加强关口、非统 调电厂用电信息采集系统建设的通知》、 《关于加强智能电表推广和用户用电信息 采集系统建设的通知》，明确了采集系统 的建设目标，建设组织模式和各单位职责 、分工界面。
目录
1 、引言
2、前期工作
主要内容
3、系统组成
4、本地信道
多点信息采集系统的分析与设计——通讯及控制硬件电路设计
为静 态 Ｃ Ｓ工 艺 ． ＭＯＳ电路 的特 点 ＭＯ Ｃ 是在 静 态 时功 耗 极 小 ． 耗 主要 来 自电 功 平 变化 过 程 中的 瞬 变 电 流 ：Ｒ ２ ０ ｎ Ｆ ４ １无 线 收 发 一 体 芯 片 和 蓝 牙 一 样 ．工 作 于 ２ ＧＨ ． ｚ的 ＩＭ 波段 。其 具 有低 成 本 、 ４ Ｓ 低
关 键 词 ： ９ ０ Ｇ ６ ；ＲＦ ４ ０ ； 线 数 据 传 输 ； Ｓ ２ ２； 口 通 信 ＭＣ Ｓ ８ Ｔ ０ ｎ ２ Ｌ １ 无 Ｒ 一３ 串 中图分 类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ９ 文献 标识 码 ： Ａ
１ 概 述
频 芯 片配 置 为接 收 状 态 将 信 号 接 收 到
无 线 模块 上 ． 数据 接 收 完 毕后 单 片机 当
面地 了解公 司职 员心理 状 况是进 行 心理健 康教 育的基 础 。为 了提 高心理 测试 水 平 ， 设计 了心理 测试 系统 。 设 计 中硬 件 采 用 了 Ｆｅ ｓａ ｒｅｃ ｌ 司的 ８位 单 片机 ＭＣ Ｓ ８ Ｔ ０作 为 ＭＣ Ｎ ￣ｉ ｅ公 ９ ０Ｇ ６ Ｕ． ｏ ｃ公 司的 ｎ Ｆ ４ ０ Ｒ ２ Ｌ １作 为 射
频 芯 片 ． 一 ３ 串 口 作 为 与 上 位 机 通 信 的 接 口 完 成 无 线 通 信 模 块 。 使 用 Ｃ语 言 完 成 软 件 设 计 。 实验 结 ＲＳ ２ ２ 并
果表 明 ： 用无 线数据 传 输技 术对 团测 可 以起 到积极 的作 用 ． 有 一定 的 实 际意 义 。 使 具
同时 其 独创 的 Ｍｕｔ Ｃ ｉ— ｌ ｅｖ ｉ 传 统 的 数字 信 号 由电缆 进 行பைடு நூலகம் 送 。 而在 的 用 于 心 理 测 试 系 统 上 下 位 机 通 讯 的 距 数 据传 输 ．
用电信息采集系统网络结构图
中小型专变用户
大型专变用户
专变终端
载波
...
RS-485
...
RS-485
RS-485
RS-485
采集器
采集器
...
载波预付费电能表
...
预付费电能表(RS-485接口) 预付费电能表(RS-485接口)
...
计量装置 计量装置
电力用户
居民及低压一般工商业用户
专变用户
居民用户
低压单相一般 工商业用户
低压三相一般 工商业用户
公用配变 关口计量点
用电信息采集系统网络结构图
营销业务应用
应用服务器
信息内网数据库服务器源自前置采集服务器信息内网
...
前置采集平台
防火墙
通信接口机
通信接口机
主站
通信接口机 通信接口机
通信信道
光纤专网
GPRS/CDMA 无线公网
230MHz 无线专网
中压电力线 载波专网
现场终端
集中器 集中器 窄带载波 集中器
各类专变用户
专变终端 宽带载波
用电信息采集系统运维管理要点分析
用电信息采集系统运维管理要点分析用电信息采集系统是指通过对各类用电信息进行实时采集、传输和处理，以实现用电信息的动态监测、分析和管理。
用电信息采集系统广泛应用于各类企事业单位的用电管理领域，为用户提供了方便、高效的用电信息采集和管理服务。
而对于用电信息采集系统的运维管理工作，是保证系统正常运行的关键环节，也是保障用电信息采集系统服务质量的重要保证。
对于用电信息采集系统运维管理要点的分析与总结，将有助于提高用电信息采集系统的运维管理水平，保障系统的稳定运行和服务质量。
一、用电信息采集系统运维管理要点分析1. 健壮的系统架构设计用电信息采集系统的运维管理要点之一是系统架构设计。
一个健壮的系统架构设计是保障系统高效运行的基础。
在系统架构设计中，需要考虑系统的可靠性、稳定性、扩展性和安全性等方面的要求，不断进行系统性能的优化和提升，以确保系统能够有效支撑用电信息的实时采集和处理，同时保障系统的安全性和稳定性。
2. 完善的运维管理制度在用电信息采集系统的运维管理工作中，建立完善的运维管理制度是重要的保障。
需要规范运维管理流程，明确各项运维管理工作的责任人和职责，完善运维管理的各项规章制度和标准，确保系统能够按照规范的流程进行管理和运维，提高运维管理的有效性和专业性。
3. 完备的风险防范措施在用电信息采集系统的运维管理工作中，需要建立完备的风险防范措施，对系统可能出现的各类风险进行预测和分析，制定相应的风险应对策略和措施，确保系统在遇到各类风险和问题时能够及时、有效地做出应对，减少风险对系统的影响。
4. 运维管理的技术支持用电信息采集系统的运维管理工作需要有强大的技术支持。
在运维管理中，需要建立专业的技术团队，掌握系统相关的技术和知识，及时对系统进行技术支持和维护，保障系统的正常运行。
还需要建立运维管理技术支持的体系和流程，确保系统能够得到及时有效的技术支持，并且推动系统技术水平的不断提升。
5. 数据安全的保障用电信息采集系统中包含着大量的用电信息，对于这些用电信息的安全保障是至关重要的。
什么是用户用电信息采集系统
电力用户用电信息采集系统电力用户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,实现用电信息的自动采集、计量异常和电能质量监测、用电分析和管理,具备相关信息发布、分布式能源的监控、智能用电设备的信息交互等功能.用电信息采集终端用电信息采集终端是负责各信息采集点的电能信息的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备.用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、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.专变采集终端专变采集终端是专变用户电能信息采集终端,实现对专变用户的电能信息采集,包括电能表数据采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测,以及客户用电负荷和电能量的监控,并对采集数据进行管理和传输.集中抄表终端集中抄表终端是对低压用户电能信息进行采集的设备,包括集中器、采集器.集中器是指收集各采集终端或电能表的数据,并进行处理储存,同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备.采集器是用于采集多个电能表电能信息, 并可与集中器交换数据的设备.采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器.基本型采集器抄收和暂存电能表数据,并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器.简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据.系统功能系统主要功能包括系统数据采集、数据管理、控制、综合应用、运行维护管理、系统接口等.1.1 数据采集根据不同业务对采集数据的要求,编制自动采集任务,包括任务名称、任务类型、采集群组、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级、正常补采次数等信息,并管理各种采集任务的执行,检查任务执行情况.1.1.1 采集数据类型项系统采集的主要数据项有：1电能量数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等； 2交流模拟量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；3工况数据：采集终端及计量设备的工况信息；4电能质量越限统计数据：电压、电流、功率、功率因数、谐波等越限统计数据；5事件记录数据：终端和电能表记录的事件记录数据；6其他数据：费控信息等.1.1.2 采集方式主要采集方式有：1定时自动采集按采集任务设定的时间间隔自动采集终端数据,自动采集时间、间隔、内容、对象可设置.当定时自动数据采集失败时,主站应有自动及人工补采功能,保证数据的完整性.2随机召测根据实际需要随时人工召测数据.如出现事件告警时,随即召测与事件相关的重要数据,供事件分析使用.3主动上报在全双工通道和数据交换网络通道的数据传输中,允许终端启动数据传输过程简称为主动上报,将重要事件立即上报主站,以及按定时发送任务设置将数据定时上报主站.主站应支持主动上报数据的采集和处理.1.1.3 采集数据模型通过需求分析,按照电力用户性质和营销业务需要,将电力用户划分为六种类型,并分别定义不同类型用户的采集要求、采集数据项和采集数据最小间隔,采集数据模型见附表1.大型专变用户A类：立约容量在100kVA及以上的专变用户.中小型专变用户B类：立约容量在100kVA以下的专变用户.三相一般工商业用户C类：包括低压商业、小动力、办公等用电性质的非居民三相用电.单相一般工商业用户D类：包括低压商业、小动力、办公等用电性质的非居民单相用电.居民用户E类：用电性质为居民的用户.公用配变考核计量点F类：即公用配变上的用于内部考核的计量点.其它关口计量点的采集数据项、采集间隔、采集方式可参照执行.1.1.4 采集任务执行质量统计分析检查采集任务的执行情况,分析采集数据,发现采集任务失败和采集数据异常,记录详细信息.统计数据采集成功率、采集数据完整率.1.2 数据管理1.2.1 数据合理性检查提供采集数据完整性、正确性的检查和分析手段,发现异常数据或数据不完整时自动进行补采.提供数据异常事件记录和告警功能；对于异常数据不予自动修复,并限制其发布,保证原始数据的唯一性和真实性.1.2.2 数据计算、分析根据应用功能需求,可通过配置或公式编写,对采集的原始数据进行计算、统计和分析.包括但不限于：a 按区域、行业、线路、自定义群组、单客户等类别,按日、月、季、年或自定义时间段,进行负荷、电能量的分类统计分析.b电能质量数据统计分析,对监测点的电压、电流、功率因数、谐波等电能质量数据进行越限、合格率等分类统计分析.c计算线损、母线不平衡、变损等.1.2.3 数据存储管理采用统一的数据存储管理技术,对采集的各类原始数据和应用数据进行分类存储和管理,为“SG186”一体化平台及其它系统提供数据共享和分析利用.按照访问者受信度、数据频度、数据交换量的不同,对外提供统一的实时或准实时数据服务接口,为其它系统开放有权限的数据共享服务.提供系统级和应用级完备的数据备份和恢复机制.1.2.4 数据查询系统支持数据综合查询功能,并提供组合条件方式查询相应的数据页面信息.1.3 控制系统通过对终端设置功率定值、电量定值、电费定值以及控制相关参数的配置和下达控制命令,实现系统功率定值控制、电量定值控制和电费定值控制功能,系统亦可直接向终端下达远程直接开关控制命令,实现遥控功能.系统具有点对点控制和点对面控制两种基本方式.1.3.1 功率定值控制功率控制方式包括时段控、厂休控、营业报停控、当前功率下浮控等.系统根据业务需要提供面向采集点对象的控制方式选择,管理并设置终端负荷定值参数、开关控制轮次、控制开始时间、控制结束时间等控制参数,并通过向终端下发控制投入和控制解除命令,集中管理终端执行功率控制.控制参数及控制命令下发、开关动作应有操作记录.1.3.2 电量定值控制电量定制控制方式主要为月电量定值闭环控制.系统根据业务需要提供面向采集点对象的控制方式选择,管理并设置终端月电量定值参数、开关控制轮次等控制参数,并通过向终端下发控制投入和控制解除命令,集中管理终端执行电量控制.控制参数及控制命令下发、开关动作应有操作记录.1.3.3 费率定值控制系统可向终端设置电能量费率时段和费率以及费控控制参数,包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值,向终端下发费率定值控制投入或解除命令,终端根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸.控制参数及控制命令下发、开关动作应有操作记录.1.3.4 远方控制1遥控主站可以根据需要向终端或电能表下发遥控跳闸命令,控制用户开关跳闸.主站可以根据需要向终端或电能表下发允许合闸命令,由用户自行闭合开关.遥控跳闸命令包含告警延时时间和限电时间.控制命令可以按单地址或组地址进行操作,所有操作应有操作记录.2保电主站可以向终端下发保电投入命令,保证终端的被控开关在任何情况下不执行任何跳闸命令.保电解除命令可以使终端恢复正常受控状态.3剔除主站可以向终端下发剔除投入命令,使终端处于剔除状态,此时终端对任何广播命令和组地址命令除对时命令外均不响应.剔除解除命令使终端解除剔除状态,返回正常状态.1.4 综合应用1.4.1 自动抄表管理根据采集任务的要求,自动采集系统内电力用户电能表的数据,获得电费结算所需的用电计量数据和其它信息.1.4.2 费控管理费控管理需要由主站、终端、电能表多个环节协调执行,实现费控控制方式也有主站实施费控、终端实施费控、电能表实施费控三种形式.1主站实施费控根据用户的缴费信息和定时采集的用户电能表数据,计算剩余电费,当剩余电费等于或低于报警门限值时,通过采集系统主站或其它方式发催费告警通知,通知用户及时缴费.当剩余电费等于或低于跳闸门限值时,通过采集系统主站下发跳闸控制命令,切断供电.用户缴费成功后,可通过主站发送允许合闸命令,允许合闸.2采集终端实施费控根据用户的缴费费信息,主站将电能量费率时段和费率以及费控参数包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数下发终端并进行存储.当需要对用户进行控制时,向终端下发费控投入命令,终端定时采集用户电能表数据,计算剩余电费,终端根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸.用户缴费成功后,可通过主站发送允许合闸命令,允许合闸.3电能表实施费控根据用户的缴费费信息,主站将电能量费率时段和费率以及费控参数包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数下发电能表并进行存储.当需要对用户进行控制时,向电能表下发费控投入命令,电能表实时计算剩余电费,电能表根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸.用户缴费成功后,可通过主站发送允许合闸命令,允许合闸.1.4.3 有序用电管理根据有序用电方案管理或安全生产管理要求,编制限电控制方案,对电力用户的用电负荷进行有序控制,并可对重要用户采取保电措施,可采取功率定值控制和远方控制两种方式.执行方案确定参与限电的采集点并编制群组,确定各采集点的控制方式,负荷定值参数、开关控制轮次、控制开始时间、控制结束时间等控制参数.控制参数批量下发给参与限电的所有采集点的相应终端.通过向各终端下发控制投入和控制解除命令,终端执行并有相应控制参数和控制命令的操作记录.1.4.4 用电情况统计分析1.4.4.1 综合用电分析1负荷分析按区域、行业、线路、电压等级、自定义群组、用户、变压器容量等类别对象,以组合的方式对一定时段内的负荷进行分析,统计负荷的最大值及发生时间、最小值及发生时间,负荷曲线趋势,并可进行同期比较,以便及时了解系统负荷的变化情况.2负荷率分析按区域、行业、线路、电压等级、自定义群组等统计分析各时间段内的负荷率,并可进行趋势分析.3电能量分析按区域、行业、线路、电压等级、自定义群组、用户等类别,以日、月、季、年或时间段等时间维度对系统所采集的电能量进行组合分析,包括统计电能量查询、电能量同比环比分析、电能量峰谷分析、电能量突变分析、用户用电趋势分析和用电高峰时段分析、排名等.4三相平衡度分析通过分析配电变压器三相负荷或者台区下所属用户按相线电能量统计数据,确定三相平衡度,进而适当调整用户相线分布,为优化配电管理奠定基础.1.4.4.2 负荷预测支持分析地区、行业、用户等历史负荷、电能量数据,找出负荷变化规律,为负荷预测提供支持.1.4.5 异常用电分析1.4.5.1 计量及用电异常监测对采集数据进行比对、统计分析,发现用电异常.如同一计量点不同采集方式的采集数据比对或实时数据和历史数据的比对,发现功率超差、电能量超差、负荷超容量等用电异常,记录异常信息.对现场设备运行工况进行监测,发现用电异常.如计量柜门、TA/TV 回路、表计状态等,发现异常,记录异常信息.用采集到的历史数据分析用电规律,与当前用电情况进行比对分析,分析异常,记录异常信息.发现异常后,启动异常处理流程,将异常信息通过接口传送到相关职能部门.1.4.5.2 重点用户监测对重点用户提供用电情况跟踪、查询和分析功能.可按行业、容量、电压等级、电价类别等分类组合定义,查询重点用户或用户群的信息.查询信息包括历史和实时负荷曲线、电能量曲线、电能质量数据、工况数据以及异常事件信息等.1.4.5.3 事件处理和查询根据系统应用要求,主站将终端记录的告警事件设置为重要事件和一般事件.对于不支持主动上报的终端,主站接收到来自终端的请求访问要求后,立即启动事件查询模块,召测终端发生的事件,并立即对召测事件进行处理.对于支持主动上报的终端,主站收到终端主动上报的重要事件,应立即对上报事件进行处理.主站可以定期查询终端的一般事件或重要事件记录,并能存储和打印相关报表.1.4.6 电能质量数据统计1.4.6.1 电压越限统计对电压监测点的电压按照电压等级进行分类分析,分类统计电压监测点的电压合格率、电压不平衡度等.1.4.6.2 功率因数越限统计按照不同用户的负荷特点,对用户设定相应的功率因数分段定值,对功率因数进行考核统计分析；记录用户指定时间段内的功率因数最大值、最小值及其变化范围；超标用户分析统计、异常记录等.1.4.6.3 谐波数据统计统计按设置的电压、电流谐波限值对监测点的电压谐波、电流谐波进行分析,记录分相2～19次谐波电压含有率及总畸变率日最大值及发生时间,统计分相谐波越限数据.1.4.7 线损、变损分析根据各供电点和受电点的有功和无功的正/反向电能量数据以及供电网络拓扑数据,按电压等级、分区域、分线、分台区进行线损的统计、计算、分析.可按日、月固定周期或指定时间段统计分析线损.主站应能人工编辑和自动生成线损计算统计模型.变损分析,是指将计算出的电能量信息作为原始数据,将原始数据注入到指定的变损计算模型中,生成对应计量点各变压器的损耗率信息.变损计算模型可以通过当前的电网结构自动生成,也支持对于个别特殊变压器进行特例配置.1.4.8 增值服务系统采用一定安全措施后,可以实现以下增值服务功能：系统具备通过WEB进行综合查询功能,满足业务需求.能够按照设定的操作权限,提供不同的数据页面信息及不同的数据查询范围.WEB信息发布,包括原始电能量数据、加工数据、参数数据、基于统计分析生成的各种电能量、线损分析、电能质量分析报表、统计图形曲线、棒图、饼图网页等.系统可以提供数据给相关支持系统,实现通过手机短信、语音提示等多种方式及时向用户发布用电信息、缴费通知、停电通知、恢复供电等相关信息,实现短信提醒、信息发布等功能.可支持网上售电服务,通过银电联网,费控费数据与系统进行实时交换.可以提供相关信息网上发布、分布式能源的监控、智能用电设备的信息交互等扩展功能.1.5 运行维护管理1.5.1 系统对时系统具有与标准时钟对时的功能,并支持从其它系统获取标准时间.主站可以对系统内全部终端进行广播对时或批量对时,也可以对单个终端进行对时.主站可以对时钟误差<5min的电能表进行远程校时.1.5.2 权限和密码管理对系统用户进行分级管理,可进行包括操作系统、数据库、应用程序三部分的用户密码设置和权限分配.并可根据业务需要,按照业务的涉及内容进行密码限制.登录系统的所有操作员都要经过授权,进行身份和权限认证,根据授权权限使用规定的系统功能和操作范围.1.5.3 采集终端管理终端管理主要对终端运行相关的采集点和终端档案参数、配置参数、运行参数、运行状态等进行管理.主站可以对终端进行远程配置和参数设置,支持新上线终端自动上报的配置信息.主站可以向终端下发复位命令,使终端自动复位.1.5.4 档案管理主要对维护系统运行必须的电网结构、用户、采集点、设备进行分层分级管理.系统可实现从营销和其它系统进行相关档案的实时同步和批量导入及管理,以保持档案信息的一致性和准确性.1.5.5 通信和路由管理对系统使用的通信设备、中继路由参数等进行配置和管理.对系统使用的公网信道进行流量管理.1.5.6 运行状况管理运行状况管理包括主站、终端、专用中继站运行状况监测和操作监测：1主站运行工况监测实时显示通信前置机、应用服务器以及通信设备等的运行工况；检测报文合法性、统计每个通信端口及终端的通讯成功率；2终端运行工况监测终端运行状态统计包括各类终端的台数,投运台数、终端数据采集情况包括电能表数据采集、通信情况的分析和统计；3专用中继站运行监测实时显示中继站的运行状态,工作环境参数；4操作监测通过权限统一认证机制,确认操作人员情况,所在进程及程序、操作权限等内容.系统自动记录重要操作包括参数下发、控制下发、增删终端、增删电能表等的当前操作员、操作时间、操作内容、操作结果等信息,并在值班日志内自动显示.1.5.7 维护及故障记录自动检测主站、终端以及通信信道等运行情况,记录故障发生时间、故障现象等信息,生成故障通知单,提示标准的故障处理流程及方案,并建立相应的维护记录.统计主站和终端的月/年可用率,对各类终端进行分类故障统计.对电能表运行状态进行远程监测,及时发现运行异常并告警.1.5.8 报表管理系统提供专用和通用的制表功能.系统操作人员可在线建立和修改报表格式.应根据不同需求,对各类数据选择各种数据分类方式如按地区、行业、变电站、线路、不同电压等级等和不同时间间隔组合成各种报表并支持导出、打印等功能.1.5.9 安全防护系统的安全防护应符合电力用户用电信息采集系统安全防护技术规范的要求.对于采用GPRS/CDMA无线公网接入电力信息网的安全防护,对接入必须制定严格的安全隔离措施.对于采用230MHz无线专网接入电力信息网的安全防护,应采取身份认证、报文加密、消息摘要、时间戳技术等措施.采集终端应包含具备对称算法和非对称算法的安全芯片,采用完善的安全设计、安全性能检测、认证与加密措施,以保证数据传输的安全.智能电能表应符合智能电能表信息交换安全认证技术规范要求.1.6 系统接口通过统一的接口规范和接口技术,实现与“SG186”营销管理业务应用系统连接,接收采集任务、控制任务及装拆任务等信息,为抄表管理、有序用电管理、电费收缴、用电检查管理等营销业务提供数据支持和后台保障.系统还可与“SG186”其它业务应用系统连接,实现数据共享.。
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电信息采集系统设计
发表时间：
2018-05-30T10:18:19.210Z 来源：《电力设备》2018年第1期 作者： 李斌
[导读] 摘要：电力行业在信息时代也得到了飞速的发展。
（青岛科技大学自动化与电子工程学院 山东青岛 266199）
摘要：电力行业在信息时代也得到了飞速的发展。为了能够更好的满足社会需求，有效的保障电网可靠性和安全性，智能电网营运而
生。为了更好的提高电网管理的科学性，并提高效益，必须要将用电信息采集系统进一步的完善，并不断提高其功能性。本文对用电信息
采集系统设计进行简要分析。
关键词：用电信息；采集系统；设计；分析
引言
随着科学技术的快速发展，数字技术、信息技术逐渐被应用于用电信息采集系统建设中，有利于创建安全、经济、环保的电力营销模
式。通过应用智能用电技术，电力营销不仅局限于为用户售电，同时，还能够促进电力营销业务朝向智能化方向发展，促进电力营销服务
转变。因此，对电力营销中的用电信息系统建设方式进行详细探究具有十分重要的现实意义。
1
用电信息采集系统概述
在电力营销中，用电信息采集系统的作用是采集电力用户用电信息，并对用电信息进行处理和实施监控，通过实施监测，能够及时发
现电能计量异常问题，因此，其还具备分布能源监控、用电信息交互等功能。在用电信息采集系统中，智能采集终端的主要作用是对各个
采集点的电能信息进行采集、管理和传输，同时，还可以执行控制命令，对主站下发的各类电网信息进行转发。智能采集终端的种类有很
多种，根据应用场所不同，可以将其分为专变智能采集终端、智能分布式能源监控终端以及智能集中抄表终端。在用电信息采集系统中，
智能电能表是由通信单元、数据处理单元、测量单元等所组成的，不仅能够进行电能计量，同时还能够对电能计量信息进行存储、处理、
自动化控制和信息交互。在电力营销用电信息采集系统建设过程中，需要应用高级测量技术、通信技术、快速存储技术等，应用智能用电
管理系统，综合应用系统硬件和应用软件，提升电力营销服务水平。
2
用电信息采集系统的结构呈现金字塔的
形式分布，共分为四层网络结构。如图1所示第一层为结构的最底层，由各个用户端的电能表联合组成，其功能便是负责对用户的用
电信息进行记录。第二层便是整个系统的采集终端，它的主要作用，是在用户电能表与集中器之间形成一个有效的连接，根据上层命令，
对用户的电能表中的数据进行有效的实时采集，并通过网络传送到上层。在实际应用当中，可以根据实际情况，对采集终端所负责的电能
表总数进行有效调整。譬如对多层住宅，住户较少，可以让采集终端负责一栋楼的整体数据采集工作。对于住户数量较多的高层住宅，一
个采集终端是无法有效满足数据采集工作的，因此必须要在每一个单元，都设置一个采集终端，从而满足数据采集工作的要求。第三层便
是系统当中的集中器，其主要功能便是按照固定的时间，对采集器下达工作命令，使得采集器能够按照要求进行抄表，并对采集器所上传
的数据进行接收，存储到存储器当中。从而更好的方便上层控制中心对于数据的实时调用，或者按照控制中心的要求，在固定的时间完成
相应的操作。第四层为整个系统的控制中心，控制中心是整个系统运行当中的最上层。控制中心需要完成的任务非常多，其中最为主要
的，便是通过通信网络，对整个系统当中的所有层面，进行有效的控制与管理。
3
用电采集系统设计
3.1
物理构架设计
物理构架系统能让原始数据集中起来，最终以实现数据系统的统一化；将相关数据集中在一起定位系统中故障，在分布采集中，减少
运行压力；各级地市能在较短的时间内对数据的短时容灾备份提升，这就让数据的原始数据具有较好的系统安全性。另外，由于这种分布
式很简单，能让地市的公司投入较少的资金，对系统的经济性而言十分有利。具体各层级说明情况如下：（
1）用电信息系统从物理角度上
思虑，能根据部属位置的不同直接分为主站、通信信道、采集设备这三个重要部分，其中系统主站建议进行单独的组网，用以隔离其他的
公网信道，使系统的安全性更佳。（
2）主站网络的物理结构主要构成要素分为数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器这几个主要的设备构
成要素。（
3）用电采集系统在采集硬件设计内容的时候，需要遵循以下的原则：首先，应具有可集成性。只有遵循集成才能有更好的发展
思路，也能在综合考虑到硬件资源的前提下，在现有资源集成的前提下做好硬件设计；其次，可扩展性。硬件设计中可扩展性的采用十分
必要，这能对今后的升级或者性能提升做好铺垫；最后，安全性。硬件设计过程中考虑到安全因素能让安全设备的设计和投入做到最优。
3.2
用电信息采集系统逻辑架构
用电信息采集系统逻辑架构包含主站层、通信信道层和采集设备层。在主站层中主要进行业务应用、前置通信调度、数据采集、控制
执行等工作。业务应用能够为采集系统所有应用奠定逻辑支持；前置通信调度是指经通信管理以确保所有远程通信可以正常运行；数据采
集是指通过采集终端设备来搜集相关数据，并凭借协议机制来解析这些数据；控制执行则是指通过相应操作来实现终端设备的一些控制功
能。通信信道层是采集设备与主站设备之间的联系纽带，通过无线或有限通信方式，以保持终端与主站之间数据、信息传播的畅通。而采
集设备层的主要任务就是搜集以及传输各种用电数据。
4
用电信息采集系统的应用
4.1
实现电价的市场化
伴随电力企业各项改革的不断深入，目前各个地区电力输配工作得到了细化。与此同时，电煤市场联动机制日益完善，电网运行中对
新型能源的不断应用，促使地区电价越来越细分化和市场化。所以伴随电价调整的灵活性日益增强，通过用电信息采集系统可以针对不同
的电力用户进行及时有效的电价合理调整。如此一来，不仅方便了电力企业的额度管理工作，也为电力用户提供了诸多便利，进而促进电
力企业服务水平和质量的不断提高。
4.2
实现信息实时交互
用电信息采集系统的构建，将使得电力企业抄核收工作的自动化管理得以逐步实现，尤其是伴随电力系统的不断发展与日趋成熟，智
能化的电能表在未来的应用，将有助于实现电气企业与电力用户之间的信息双向交互。一方面，电力用户能够将自己的用电需求信息经用
电信息采集系统发送给电力企业，当电力企业接收到用户发来的用电需求信息后，就能够针对用户不同的个性化需求而提供个性化的用电
服务，从而有效提高电力服务的效率和水平。另一方面，电力企业也可以经用电信息采集系统将电力企业自身的一些供电信息发送到电力
用户手中，帮助电力用户实时掌握电力企业的相关供电信息。
4.3
解决降损难题
线损的种类大致分为两种：一种是管理线损，另一种是技术线损。但是在现实生活中管理线损的问题比较常见，因为管理线损与营销
存在很多的联系，所以技术处理人员应该从营销管理方面入手，让问题得到根本性的解决，设计降损的营销环节主要包括抄表账务、计量
故障消缺处理技术与反窃电环节等。
结语
用电信息采集系统能解决多年来受到通信规约不兼容而产生的多种终极采集终端系统的软件应用局面，并能将抄表的数据，进行功能
性、规范性和管理性的统一。用电信息采集系统能实现与其他系统的信息资源共享，系统中以中间库的形式进行数据接口，这样就能实现
各项数据之间的动态化传输。
参考文献：
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