电力采集方式篇（1）

0引言

近年来随着通信技术的发展，为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求，电力通信网发展十分迅速[1]。电力通信网是支撑电网安全稳定运行的重要支撑设施，在通信的稳定性、可靠性等方面有极高要求，因此，对电力通信网进行实时的状态监测是电力通信网管理乃至电网生产运行的重要技术环节。目前在电力通信网实时监测方面，主要依靠通信设备的设备网管、专业网管以及综合网管等通信设备监控软件系统，网管为了满足通信网的管理需求而存在[2]。综合网管实时监测方面，利用直采、北向接口接入等多种技术途径，实现对通信设备和通信网配置信息、运行信息的有效采集[3]，具备动态采集技术，能够保证设备数据的完整性、准确性和唯一性[4]。本文结合北向接口与设备直连进行数据采集的技术经验，对2种模式进行优缺点的对比分析，提出了融合北向接口与设备直连模式的电网通信设备数据采集技术。

1现状分析

1.1电力通信的现状分析

在国际能源格局不断变化的背景下，我国能源发展面临着复杂的挑战。在我国能源战略转型的过程中，电力一直处于中心地位，电力平衡是能源平衡的重要支撑。电网的发展离不开电力通信的支持，经过几十年的发展，国内电力通信网络已经成为通信方式多样、结构完善、功能齐备的现代化通信网络[5]。在电力通信的发展过程中，通信完成了从同轴电缆到光纤传输的过渡，交换机制由纵横模式到程控模式的转变，通信技术从硬件到软件的技术转变，实现了质的飞跃[6]。电力通信网不同于公用通信网，电力通信网中存在着多种通信手段，还有种类繁多的设备，从骨干传输网的SDH、OTN等设备，到终端通信接入网的PON设备、无线专网设备、工业以太网设备以及电力通信网特有的载波通信设备[7]（电力线通信，是指利用已有的配电网作为传输媒介，实现数据传输和信息交换的一种技术），它们通过不同的接口和转接方式连接在一起，构成了复杂的通信网络结构。由于电力生产的不间断性和运行状态变化的突然性，使得电力通信必须具备高度的可靠性和灵活性，同时，电力通信所传输的信号量少但种类复杂，所以对实时性要求很高。

1.2电力通信设备数据采集技术现状分析

由于电力通信网具有多样的技术体制、类型繁多的厂家型号、恶劣的设备运行环境以及需求各异的业务应用等特点，从根本上加大了电力通信网的运维以及管理的难度[8]。目前在电力通信网中，综合网管主要通过北向接口采集和设备直连采集来获取设备告警、资源及运行状态数据，但2种方式各有缺陷，主要体现在：北向接口采集的数据受设备网管限制，采集的数据完整性不足；设备直连方式采集的设备数量庞大，导致采集数据的连接会话数大，处理复杂，并且原始数据解析的难度更大。总体来看，传统单一模式的数据采集，无论是北向接口还是设备直连，均在不同程度上存在着采集数据完整性、准确性、及时性以及稳定性上的不足。

2融合北向接口与设备直连模式的电网通信设备数据采集技术

融合北向接口与设备直连模式的标准化通信设备数据采集技术，可以实现对电力通信设备双纬度立体式数据采集，弥补北向接口或者设备直连模式单纬度采集的缺陷，从而提高数据采集的完整性、准确性、及时性以及稳定性。首先采用协议栈一体化设计，将北向接口连接以及设备直连涉及到的协议栈连接处理方法进行统一封装，智能调配；其次，对采集模式进行自适应识别，根据采集内容，智能化选用更合适的采集方式，通过结合北向接口和设备直连2种模式的数据采集，做到个性化功能互补，提高数据采集的完整性；最后，对通过北向接口和设备直连2种模式采集的数据进行智能化匹配以及双纬度数据验证。采集数据

2.1协议栈一体化设计

协议栈（protocolstack）对常用的协议栈进行封装，统一接口调用，简化协议程序编码复杂度，让协议转换开发人员不用纠结协议栈的实现细节。采集控制层对协议栈的依赖需要获取协议栈需要配置哪些通信参数，需要根据协议参数通过协议栈与下层网管或设备进行通信。在网络管理领域，SNMP体系结构由于其设计简单，易于实现而得到众多厂商的支持和广泛应用[9]。而TL1更适合对各厂商网管进行统一管理。协议栈一体化设计，以具体协议为单位（如SNMP、TL1、FTP等），针对北向接口和设备直连的不同点，在满足连接、数据互通等基本功能的基础上，全部采用异步通信的方式进行数据发送和接收，并且基于非阻塞通信的原理进行数据处理。

2.1.1协议栈封装

1）定义2个通用接口，分别为协议栈管理接口与协议栈执行接口，规范每个协议栈实现的方法。

2）协议栈管理接口向上层管理模块提供该协议栈需要的参数信息，并实例化协议栈执行接口。

3）协议栈执行接口负责提供远端北向接口或者设备的连接方式，并提供数据交互方法。

2.1.2异步处理和非阻塞通信

在协议栈封装过程中，所有的数据交互方式均采用异步接口，以应对在设备直连方式下，设备数量过多而造成线程阻塞，影响程序执行效率。在实际运用过程中，通过北向接口进行数据采集时，北向接口的数量较少，通常由一个线程控制一个连接，以同步方式获取数据，多个连接之间不会互相影响。而在运用设备直连方式进行数据采集时，因设备数量大，通常会共用线程去处理任务。若采用同步方式，一旦遭遇连接不通或任务阻塞，将会影响其余连接，进而影响程序处理效率。而使用非阻塞通信方式，当一个方法需要处理I/O有关的事务时，不要求方法等待I/O操作完成即可返回[10]。为了避免线程阻塞，充分融合北向接口与设备直连2种数据采集模式，在进行协议栈一体化设计过程中，以非阻塞通信模式为核心思想，统一采用异步接口进行数据发送和接收。

2.2采集模式自适应识别

融合北向接口与设备直连模式进行数据采集，支持人工选择采集模式、自适应选择采集模式、智能化采集模式切换等功能。2.2.1人工选择采集模式采集模块设计提供2个配置页面，一个是北向接口采集配置界面，即选定采集模式为通过北向接口采集，配置需要的参数，启动采集任务；另一个是设备直连采集配置界面，即选定采集模式为通过设备直连采集，配置需要的参数，启动采集任务。人工判定需求，选择特定的采集模式。2.2.2自适应选择采集模式本文强调北向接口采集模式与设备直连采集模式的融合，提供了采集模式自适应选择，由于北向接口提供的数据已经过设备网管解析整理，且北向接口方式取得的数据简单清晰容易解析，对于2种模式都支持采集的数据，优先选择北向接口方式采集，对于仅支持设备直连方式采集的数据，则自动选择设备直连方式采集。

2.2.3智能采集模式切换

针对北向接口和设备直连模式均支持采集的指标项，提供采集模式智能切换功能，即当使用北向接口模式采集某项数据时，北向接口突然中断且重连失败，系统会自动切换至设备直连模式进行数据采集。同样，若使用设备直连采集模式采集某项数据时，出现设备连接中断，系统会自动切换至北向接口模式采集，保证了数据采集的稳定性。

2.3个性化功能互补

在传统的单模式数据采集时，北向接口采集的告警、资源、性能等数据，比如EPON网管的北向接口功能与光通信的骨干传输网管的北向接口功能类似，一般包括配置信息管理、网络拓扑管理、告警故障管理、性能数据管理[11]。经过设备网管的解析处理，使得采集到的数据变得清晰易懂，上层网管解析数据更为方便简洁。但是由于设备网管的功能限制，使得北向接口能采集的内容局限于设备网管能提供的数据，因此大部分设备数据无法通过北向接口采集，且数据的及时性也无法高于设备网管。而设备直连采集，由于设备数量巨大，导致采集数据的连接会话数量也很大，处理复杂，且原始数据解析的难度更大，但优势在于摆脱了设备网管的限制，可以采集设备的全量数据。基于以上2种采集模式各自的特性，本文提出了以北向接口功能为基础，进行告警、资源数据采集，通过设备直连模式采集设备配置、性能等数据，做到个性化功能互补。

2.4数据智能化匹配

针对同一个采集对象，采用北向接口和设备直连2种模式采集数据，必然需要对数据关联。在传统电力通信数据采集中，以设备网管分配的逻辑ID作为唯一标识定位资源，但是在设备直连模式下，无法获取该逻辑ID，因此，应当以设备的IP地址作为标识进行数据匹配。无论是北向接口采集的数据还是设备直连采集的数据，资源对象的IP地址稳定不变，而以设备IP地址为标识，可以使不同模式下采集的同一对象的指标数据进行关联匹配，以达到数据定位资源的目标。

2.5双维度数据验证

双维度数据验证方法是针对北向接口和设备直连模式均支持采集的指标项，提供双通道采集，经过特定的模型转换，将数据格式保持一致，然后通过IP地址匹配，对2种模式下采集到的同一个资源对象的数据进行匹配验证排错，提高了数据的全面性以及准确性。

3结语

目前，我国正在大力推进智能电网的建设，电力通信是智能电网建设的基础，能够确保智能电网快速、安全和正常运行，在国家电网公司的“十二五”规划中就明确了电力通信业务需求的特点是“高可靠、全方位、多元化、宽带化、网络化”[12]。如今，电力通信网已经基本实现光纤通信的覆盖，完善传输、数据调度和数据交换三大网络将成为电力通信网的优化方向[13]。智能电网对通信网络的需求是建设一个与电网同覆盖的双向、实时、互动的通信网络，该网络在现有电力通信网络中不断发展、完善，是现有电力通信网络的继承与发展[14]。在电网智能化的建设和发展过程中，对电力通信提出了“全方位、多元化、差异化”的保障需求。电网生产、运行、管理、经营等大规模全过程的监测、控制、分析、计算逐步向动态化、在线化、智能化、全过程化转化，将在电网各个环节部署更多的信息采集与监测点，电网核心业务数量及业务流量不断上升[15-17]本文对融合北向接口与设备直连模式的标准化通信设备数据采集技术进行了研究，通过2种采集模式的融合互补，极大地提高了现有电力通信设备采集数据的全面性和准确性。通过2种采集模式间的智能切换，提高了数据采集过程的稳定性，为上层综合网管进行设备监视、数据分析提供了坚实的数据基础，能够显著提升电力通信网运维管理效率，具有良好的应用前景，为电网安全稳定运行与电网企业现代化管理提供重要支撑。

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电力采集方式篇（2）

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0156-02

1 低压电力用户集中抄表系统的构成

低压电力用户集中抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过网络还可以与供电企业的电费、账务费系统相连，实现抄表收费自动化、一体化。

1.1 电能表

电能表―低压用户集中抄表系统使用的电能表通常有电子式电能表、脉冲电能表和感应式电能表三种。电子式电能表可以直接将电量数据通过通信接口传输到采集器，脉冲电能表可输出标准脉冲信号到采集器，而感应式电能表需将用户的用电量通过光或磁的方法转换为标准脉冲信号后传输到采集器。根据国家智能电网建设和社会发展的总体要求，脉冲电能表和感应式电能表已基本被电子式的智能电能表取代。智能电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表，这些功能都是围绕坚强智能电网建设而增加的，以满足电能计量、营销管理、客户服务的目的。

1.2 采集器

采集器（或称为采集模块）分为单表采集器和多表采集器两种。单表采集器只能采集、存储1块电表的数据，多表采集器可同时采集、存储2～64块电表的数据，采集器除完成电表的用电数据采集工作以外，还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信，将需要传送的用电数据送到集中器中。

1.3 集中器

集中器的主要任务有两个：1）完成与采集器的数据通信工作，向采集器下达用电数据冻结命令，定时循环接收采集器的用电数据，或根据系统要求接收某个电表或某组电表的数据。2）根据系统要求完成与主站的通信，将用户用电数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。

1.4 数据传输通道

通信信道分上行通道和下行通道。上行通道指的是集中器与主站之间的通信线路，可以采用电话、无线、专线等通信介质; 下行通道指的是集中器与采集器之间的通信线路，主要有485总线、电力线载波两种通信方式。

1.5 主站系统

定时或随时抄收居民或商户电表的电能量数据，对集中器设置通信参数及操作参数，与供电公司营销技术支持系统网联网后，可以进行电费计算、票据打印、统计报表、电费实收等功能。

2 低压集中抄表系统的通信方式

低压集中抄表系统是由主站通过传输媒体（无线、有线、电力线载波等信道或手持抄表终端等介质）经低压集中抄表终端将多个电能表记录值信息进行集中抄读。该系统主要由采集器、集中器、信道和主站等组成。

在低压集中抄表系统中，通信信道是电能计量自动抄表技术中的关键，可分为远程信道、本地信道、直接信道三部分。远程信道是集中器的上行信道，一般为230 M专网、GPRS、CDMA等方式，用于集中器和主站之间的通信，实现主站命令的下发以及集中器信息的上传。本地信道是集中器的下行信道，用于集中器和采集器或直接和表计通信，实现集中器对表计信息的采集。直接信道是表计连接到采集器或直接连接到集中器的数据交换信道，实现近距离的数据通信，通常采用RS485通信接口。

抄表系统的通信方式分为有线和无线，而电力线载波和RS485以其独有的优势已成为有线通信方式的典型，其中电力线载波直接利用配电网络，避免了租用线路或占用频段等问题，降低了建设成本，有利于运营管理，更是受到了供电部门的关注。现针对这两种通信方式进行

分析。

2.1 RS―485通信方式

目前，国内集中抄表系统常采用RS―485通信方式。这种方式下，采集终端通过专用导线接收电能表数据，并按一定的规约打包，然后经专线传给集中器进行加工储存后传给主站。RS―485通信方式作为为一种使用广泛的有线通信方式，具有通信可靠性高、传输速率快、抗干扰性较好等优点；其缺点是施工困难、建设投资大、接线复杂、调整困

难等。

2.2 载波通信方式

低压电力线载波通信是指利用已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种通信手段。发送数据时，发送器将数据调制到一个高频载波上，再经功率放大后通过祸合电路祸合到电力线上。载波通信方式充分利用了现有资源，具有施工容易、综合成本低、覆盖范围广、安全性高、维护量低等优点；其缺点是实时性和稳定性差。

2.3 通信方式选取原则

通过分析RS485 通信和载波通信的特点可知，这两种通信方式互有利弊，适用于不同场合。

1）使用载波通信方式：现场表计安装分散，台区半径大，台区内的电力用户分散，小区电力布线装表不规范。该方式适用于建设年代较早的小区及大部分的城乡结合部用电小区。

2）使用RS485通信方式：现场表计安装集中，用户多分楼层或单元集中装表，装表数量大，台区供电半径小。该方式适用于新建或即将建设的城区住宅小区，采用一层楼或多层楼共用一个采集器的系统建设

方式。

以上两种方式，在某些场合下也可混合使用以达到完全采集电能表数据的目的。

3 低压集中抄表系统的组网方式

基于本地通信信道、供电现场环境和施工条件，可采用的本地采集网络的组网模式有以下三种。

1）低压电力线载波抄表（全载波）模式：电力用户安装载波电能表，载波电能表和集中器之间通过低压电力线载波进行通信，适用于对实时性要求不高，电表分散、施工难度大的居民区。

2）RS―485总线和低压电力线载波混合抄表（半载波）模式：电力用户安装带有RS―485通信接口的电能表，采集器使用485双绞线与电能表通信，采集器和集中器之间通过低压电力线载波进行通信，适应于电表分布较集中、通信线路易于铺设、集中器分布有一定距离的居民区。

3）RS―485总线抄表模式：电力用户安装带有RS―485通信接口的电能表，采集器使用485双绞线与多个电能表通信，集中器和采集器间也采用485总线方式进行通信，适应于电表分布集中、工程施工方便、通信线路易于铺设的新建居民小区。

RS―485总线抄表系统所有信号都通过RS―485专线进行通信，提高了抄表质量，但需要对整个配电网络进行重新布线，改造难度大、成本高，所以该模式不易被采纳。使用全载波网络，只需要更换电能表，加装集中器，改造难度小，受到供电部门的广泛关注；但不是所有台区都适合全载波网络，所以采用半载波网络也是一个重要的发展方向。电力线载波网络利用现有的覆盖范围最广泛的电网作为通信信道，存在传输质量容易受外界干扰的缺点，为保证现场信息的准确采集以及主站命令的准确传送，需要从以下几个方面对现场采集网络进行监控。

1）各节点载波路由的监控，主要包括对各节点路由表的采集、设置、查询以及变更记录等。

2）对采集网络质量的监控。

3）对不同模式的本地采集网络采集成功率的监控。

4）对不同厂家的载波芯片采集成功率的监控等。

4 低压集中抄表系统的发展趋势

目前集抄系统真正大规模应用还不够成熟，主要存在两种发展

状况。

1）一个系统存在多个厂家的不同的集抄设备，各厂家技术自成体系，实现方案有所出入，设备兼容不好，产生问题后厂家存在分歧，问题不能及时解决。

2）集抄系统由一个厂家垄断，从主站到设备完全来自一个厂家，整个系统环境封闭，没有竞争，无法引入新的技术，供电部门对厂家的依赖程度很大，发展和规划都受厂家的制约。

以上两种发展状况都不利于集抄大规模应用。要实现集中抄表系统大规模应用就要保证以下三个统一。

1）统一技术标准和通讯规约：不同厂家、不同型号的设备以及主站系统都必须按统一的技术规范进行设备研制，只要符合技术规范要求的，不论厂商、不论型号、都可以纳入到系统的统一管理中。统一技术标准和通讯规约是系统长期可持续性发展的体系保障。

2）统一主站平台建设：建立统一的系统主站平台，主站平台按规定的技术规范进行建设，按统一的规划和建设目标进行建设，提供稳定的技术实现保障，保证主站平台实现的先进性、公平性。

3）统一检测：提供统一有效的检测手段，各种软件系统和硬件设备（主站设备、集中器、采集器、电表）不论是哪个厂家、通过什么技术实现的，在投运前都应通过统一的检测手段进行检测，经过检测合格的设备才能投入系统建设中，统一检测为系统建设质量提供了有利的技术保障手段。

5 结束语

低压集中抄表系统通过及时采集用电现场的运行状况及用电数据，实现远程抄表、实时计费、用电异常监控等功能，随时掌握电力客户的用电情况，为客户提供更加优良的服务。与此同时，多年来低压集中抄表系统仍是各网省、地市供电公司自行建设，受系统规划、运行管理及资金投入等各方面因素制约，以往的建设、应用模式已无法满足当前公司发展的迫切需要，而将低压集中抄表系统并入用电信息采集系统，实现系统“全覆盖、全采集、全预付费”已成为低压集中抄表系统的进化之路。

参考文献

电力采集方式篇（3）

引言

2010年初，国家电网公司在《关于加快用电信息采集系统建设的意见》中提出，利用5年时间（2010年～2014年），建成覆盖公司系统全部用户、采集全部用电信息、支持全面电费控制，即“全覆盖、全采集、全费控”的采集系统，用电信息采集成果在电网规划、安全生产、经营管理、优质服务工作中得到全面应用。用电信息采集系统建设的全覆盖，将实现城区、郊区范围内所有客户用电负荷、用电量、电压、电费等重要信息的实时采集与管理，从而提高电力营销“全采集、全覆盖、全费控”管理水平，真正实现从“手抄笔算”到“智能掌控”的跨越。

某电力公司客户用电信息采集系统中采集终端及信道的建设工作。

1 采集终端包括集中器和采集器以及智能电能表

1.1 集中器与主站通信方式

考虑到系统实用化及集中器数据上传的可靠性， 主推采用光纤通道， 目前尚不具备光纤通道的暂采用GPRS 或CDMA等无线公网信道过渡。

1.2 集中器与采集器的通信方式

集中器与采集器的通信方式分为以下三种方式： 低压电力线载波方式， RS485 总线方式， 短距离无线方式。

由于RS485 总线通信方式数据传输性能较低压电力线载波和短距离无线通信方式可靠， 但是RS485 总线的敷设在实际施工中难度较大， 所以在通信线敷设有条件的情况下， 集中器与采集器的通信优先采用RS485 总线方式。

1.2.1 低压电力线载波方式： 以380V 低压电力线作为通信载体的通信方式

该通信方式适用于：

（1）多层（ 6 层及以下） 、中高层（ 7～ 9 层） 房型的小区；

（2）高层（ 10 层及以上） 房型中配电站安装在地面上且非居民电能表安装在高层楼宇之外区域的小区；

（3）别墅及散户住宅。

1.2.2 RS485 总线方式： 以RS485 串行总线作为） 237通信载体的通信方式

该通信方式适用于：

（1）高层房型中配电站安装在地下室的小区；

（2）高层房型中配电站安装在地面之上且非居民电能表均集中安装在高层楼宇配电间内的小区。

1.2.3 短距离无线方式： 采用短距离公共无线频道进行通信的方式

该通信方式作为低压电力线载波盲点补充方案， 适用于台区供电范围过大或者低压电力线载波信号受干扰严重， 以致低压电力线载波方式无法完全采集供电线路末端电能表的情况。

1.2.4 光纤到户采集方式

采用光纤/ 光纤复合电缆及ONU 光电转换设备结合代替部分RS485 总线的方式， 可实现长距离快速通信， 具体方案根据公司光纤到户技术工作小组的相关成果制定。通过智能通信系统来连接所有的电力供应、电力网络和电力需求等组成因素， 能提升客户服务质量， 满足客户多元化需求。

2 居民智能电表的应用

2.1 智能电能表

2.1.1 结构

由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成， 集计量、网络通讯、数据储存及分析、信息互动等功能于一体。

2.1.2 外形

单相： 显示屏、脉冲指示灯、报警指示灯、跳闸指示灯、红外通讯指示灯等。三相： 显示屏、无功指示灯、有功指示灯、报警指示灯、跳闸指示灯、红外通讯指示灯等

2.1.3 显示方式

显示屏显示当前有功总、有功峰、有功谷电量读数、反向有功总电量读数、上一月有功总电量读数、上一月有功总、有功峰、有功谷电量读数。

2.2 智能电能表的应用

（1）实现自动抄表和信息管理，现有的抄表方式都是以人工上门抄表， 碰到各种情况无法抄表， 会出现这样、那样的问题， 准确率大打折扣， 误差经常出现， 费人、费时、费力。用电信息采集系统建成后， 可以实现居民用电远程自动抄表， 大大提高抄表精确性和工作效率， 有效避免人工抄表的误差。

（2）建立一个全新的智能化的计量信息网络，信息采集系统的建设， 智能电度表的普及应用可实现自动抄表和管理， 建立一个全新的、智能化计量管理网络。随着城市家居智能化技术的发展，智能电能表最终将会提供全方位的信息交换功能，优化生活方式， 让家居生活更舒适、安全、有效。

（3）提高对客户用电需求和负荷模式的认识和服务水平，基于实时客户需求，创造新的服务智能电能表能使居民在家中就可以查看电费，各时段用电信息。如果能配合智能插座， 还可以为客户提供各类家电的用电情况统计，了解家中的电量主要是哪些电器消耗的。

（4）引领客户节能， 提高能源利用率，在智能电网的客户侧， 智能电能表将扮演极为重要的角色，它能真正让老百姓感受到智能电网的存在。在不久的将来， 它或许将在每一个智能型家庭中发挥两个重要的作用： 一， 开源； 二，节流。开源就是让自家屋顶的太阳能， 风能等发电接入到家庭用电的负荷中或并入电网。节流就是让自家的电器不要在高电价时乱用电， 低电价时不用电。

（5）方便与居民家中可控智能电气设备通信，智能电能表是一种全新的全电子式电能表，具有电能计量、信息储存及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能， 支持双向计量、分时电价、峰谷电价等需要。信息采集系统的建成、成熟可以通过不同的通讯网络配合家中的智能电能表、智能插座等智能设备很方便的与家中的可控电气设备进行通信， 居民出门在外也能解到家中的电器设备用电情况、及运行状态。

（6）实时显示给客户查看能源的使用情况和价格信息，针对不少居民交电费时产生家用电器不多，电费高， 电耗到哪里去了的疑问， 一张简单的电费单， 往往无法解释。随着智能电表技术的成熟，通过查看表内储存的数据， 居民便可了解到待机家电的耗电量多少， 把吸电虫揪出来。能使客户不仅能了解用电总量， 而且能全面了解家中各种电器、各时段的用电情况及产生的费用。

3 推广居民智能电能表应注意的事项与建议

智能电能表是信息采集系统建设的基础， 必须每个供电点都要安装到位、调试到位， 实现 “全覆盖”、“全采集”。信息采集系统的建设、智能电能表的安装涉及到每家每户，必须宣传好、通知到户。使个家庭都能了解智能电能表的常识， 信息采集系统的好处。

电力采集方式篇（4）

0 引言

用电信息采集系统是坚强智能电网的重要环节，为智能用电服务提供业务支撑[1]，依托各类现场计量采集终端，实现电力用户的“全采集、全覆盖、全费控”，是智能电网用户用电信息重要采集渠道，也是全面实行阶梯电价的技术保障[2-3]。采集成功率是用电信息采集系统的重要考核指标，是其他数据运算和数据服务的基础。目前现场计量采集终端主要通过电力线载波、微功率无线和RS485三种方式进行通信组网，但由于现场工况复杂，实际操作人员阅历不足，仍然存在采集率偏低的问题，据有关机构数据显示，我国华北某省用电信息平均采集率仅为87%，有些区域采集成功率甚至更低，仍需消耗大量人力依靠人工抄表补充[4]，文献[4-9]对用电信息采集系统采集成功率偏低的问题进行了系统的分析，主要归集为环境对通信链路的影响、计量采集终端故障带来的影响、SIM卡损坏或信号覆盖弱、无覆盖或覆盖不稳定造成的通信问题等诸类问题，提出了增加设备消除装置老化和干扰、无线+有线通信结合的方式增加通信可靠性、软件处理进行甄别补遗、增加无线中继或者功率放大器等方法，进而提高采集成功率。但更多的是对原系统的查漏补遗，各类新兴技术没有与传统业务相融合。

1 用电信息采集系统通信技术现状分析

1.1用电信息采集系统通信组网方式

用电信息采集系统架构如图1所示，用电信息采集系统以营销系统主站为核心，省市分别部署工作站。各类集抄终端与前置采集平台间通过光纤专网、230专网无线信道、中压载波专网信道等几种方式进行直接通信。通过GPRS、CADMA1X等无线公网信道的通信方式，需要防火墙进行内外网隔离，保证系统安全。在三种专网的通信方式中，光纤专网的效果最好，无线专网由于受外界环境影响较大，很少采用。而各类集抄终端和终端计量设备之间的本地通信多采用RS485、微功率无线通信及PLC（电力线载波）三种方式，目前电力线载波主要以窄带载波通信为主，正在进行宽带载波通信方式试点和应用推广。

1.2用电信息采集系统现状分析

目前部分地区用电信息采集抄收成功率偏低，给电力系统正常运行带来极大影响。用电信息采集系统采集成功率偏低原因比较复杂，包括接线引起的通讯故障、人为因素造成的影响、环境因素造成的影响及集抄和终端设备故障等多种因素对采集成功率造成的影响[10]。用电信息采集系统采用分层部署，从顶端至终端采用不同链路组网，尤其是终端设备的通信组网方式，采用RS485、微功率无线、电力线载波及多种混合通信模式，各类通信方式存在不同的优缺点，优缺点对比如表1所示。

表1 用电信息采集系统中各类抄表通信方式对比表[11-12]

由于终端数量庞大，安装环境复杂多变，部分依靠无线通信的终端附近信号弱，依靠有线通信的终端环境干扰大或线路损坏，导致总体抄收成功率不高，尤其适用窄带电力线载波通信的计量终端，抄收成功率相对较低。

2 智能家居产品迅猛发展带来的技术更新

2.1智能家居产品发展现状

随着信息技术的迅猛发展对人们生活带来的剧烈变革，让人们看到了智能技术给生活带来的便捷性，智能家居产品呈指数爆发式增长态势，智能家居产品已逐步从家居控制、娱乐延伸到智能楼宇、智能办公等应用场景。在未来几年时间里，其市场的发展前景十分广阔。

智能家居产品仍处于初级阶段，主要以云端服务器为核心，通过路由器或直连的方式，将终端设备连接至云端服务器，通过手机APP客户端实现控制，如图2所示。智能家居系统实现了对于家庭用电设备的监视和操控，使生活更舒适，用电设备使用更便捷。

2.2智能家居产品可能带来的电力变革

在家庭及建筑类能耗中，夏季主要以空调用电为主，空调的大量使用，极大增加了电力负荷。由于用户对于温度调控不合理的空调使用习惯造成了大量能源浪费，应以技术手段引入监管，降低能耗。而冬季，为了减少环境污染，政府在大力推广“以电代煤”，利用电能采暖，从而减少冬季污染物排放。同等的阶梯电价和分时电价对“以电代煤”用户也是不合理的，为了鼓励用户参与“以电代煤”，应合理监控、降低收费。

电力分项计量即是对低压配电柜内各回路进行单独计量，可与随器计量技术相结合，实现更精细化的计量管理。从而利用经济手段，培养用户合理用电习惯。在夏季高峰利用经济手段迫使用户调高空调温度，降低用电负荷。在冬季，通过家居产品进行采暖电器单独计量、单独收费，减少用户电费支出，鼓励用户电采暖，节能减排。

用电器电力负荷识别技术，通过电压、电流、谐波等用电参数分析用电器用电行为，识别电器类型，并提供用电器异常监控，为用电器寿命预估提供技术支撑。电力负荷识别技术为分项计量提供了更高级的技术手段，通过负荷识别实现更精准电器监控，防止瞒报电量及骗取补贴等行为。

随着智能家居产品的快速崛起，产品成本也在急剧下降，智能家居不再是奢侈品，已经走进千家万户。一个小小的插座，即可实现一台电器的智能控制，降低产品待机功耗及不必要的能源浪费。目前已有部分智能家居运营商通过各种投资方获得部分资金，通过峰谷调节对错峰用电用户进行补贴。

3 智能家居产品为用电信息采集系统的补充

3.1智能家居产品在用电信息采集系统中的补充应用

智能家居产品基于家庭公网信道进行信息传输，一般是通过家庭路由器连接公网，网络稳定、带宽高。将PLC（电力线载波）通信技术与智能家居产品相结合，智能家居产品植入PLC通信模块后，利用家庭内部电路与电表通信，采集电表数据，通过公网信道传至前置采集平台。如图3所示。

智能家居产品通过PLC通信采集计量设备信息，是对既有用电信息采集系统的补充实现。由于智能家居产品与家庭或者楼宇内计量设备距离近，除空开外无其它变压器类设备连接，通信链路良好，采集成功率较高。到前置采集平台剔除用电信息采集系统已采数据，对采集未成功数据进行补充，完成用电信息采集系统补缺工作，提升采集成功率。

3.2智能家居产品在用电信息采集系统中的前景分析

随着智能家居产品的快速推广，为分项计量和随器计量提供了环境基础。在下一代用电信息采集系统中可能就不再是使用电表作为入户表进行整体计量，可利用分项计量实现大负荷电器的计量和峰谷调节，利用随器计量实现单一电器精准收费。而这一切随着智能家居产品的推广都变成了可能。

单一电器精准计量是大势所趋，同时也是电力负荷调整的技术基础。家庭电器品种繁多，有些是属于不可调控的，譬如冰箱、洗衣机、电灯等，需硬性使用；有些是属于高负荷但又柔性可控的，譬如空调、热水器、电暖气等，该类负荷很大，但也有很大的柔性负荷调整空间，易于被电网统一调度。而之前由于电器设备并未连网，无法进行统一调度。智能家居为既有的用电信息采集系统提供了补充，为未来的用电信息采集系统实现了向下延伸。

柔性负荷的调控可通过费率手段实现。费率手段包括增高费率、降低费率及节能补贴等多种方式。譬如夏季高峰负荷，就可以调高空调用电费率，规范用户使用习惯，降低能耗；冬季可以降低“以电代煤”家庭电采暖费率，鼓励用户通过电暖气采暖，降低煤排放；也可以通过峰谷，在谷电时鼓励用户用电，给与一定的节能补贴，避免多发电造成的浪费。

在“互联网+”的时代，基于智能家居的采集系统，可以为用电行为分析提供更好数据支撑。基于千家万户的用电信息大数据分析，可以对各种用电问题进行提前告警，譬如根据各年历史数据，分析当年用电高峰及年用电需求量，可以与分布式电力负荷调控系统结合，实现柔性调整，在电网发生意外的情况下，可以有效削减空调、热水器等柔性负荷，减轻电网压力，而又保证基本民生用电。

4 结语

电力系统正在实现逐步放开，售电领域已经允许第三方资本介入，成立售电公司。而在光伏领域，更是鼓励民众利用屋顶光伏发电，电网回收发电电量，有效利用民间资源。所以，电力系统将是一个逐步放开的生态系统，更多的社会资源和新兴技术将被吸纳，在下一代用电信息采集系统中必然会引入更为精准的负控技术和数据分析、挖掘技术。智能家居产品目前已经广泛应用，实现和大多数电器捆绑或者随器计量，为高精度的用电信息采集奠定了基础条件，再与分布式电力调荷系统相结合，必将快速实现能源互联和柔性调整，形成电网与用户互惠互利的新局面。

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作者简介：

电力采集方式篇（5）

中图分类号：R363.1+24文献标识码： A

概述

自动抄表是采用微电子和计算机及网络技术自动读取和处理各类表计数据的自动化系统。自动抄表技术的应用克服了传统抄表方式(人工抄表)存在的问题:抄读数据存在人为误差,统计数据不准确;操作难以规范化,造成不明损失增加;数据读取不及时,无法实时反应系统状况,不能对用户进行有效监控;数据存储、查询不方便、分析不准确,耗费人工多、成本高、效率低等。人工抄表模式直接阻碍了最大需量、复费率、预付费等增值服务的推行。自动抄表不仅能节约人力资源,更重要的是提高抄表的准确性,减少因人工估算或手工抄写而造成的各种错误,使供、用电管理部门能及时准确获得各电表的数据信息。自动抄表具有同步性好,准确度高,采集速度快,可靠性好等优点。电能计量低压自动抄表系统是将低压电力用户的电能量数据自动采集、传输和处理,可以实现多个用户同时抄表、单个用户分别抄表,可以定时抄表或实时抄表。

2电能计量低压远程自动抄表系统构成及特点

典型的电能计量远程自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统三部分组成(如图1所示)。

2·1前端采集子系统

远程自动采集系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端,把用户用电量以电脉冲形式传递给上一级数据采集

装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构,由安装于用户侧的采集器采集一至六个（目前江苏采集器最多外接六块表）电能表的示数，再由安装在配电变压器下的集中器负责从采集器读取数据，最后由用电信息采集系统执行读取任务，把数据存储于数据库中。

2·2通信子系统

按照通信介质的不同,通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和电力线载波传输四种。

光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点,适合上层通信网。但因其安装结构受限且成本高,很少在自动抄表系统中使用。

无线通信适用于用户分散且范围广的场合,在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。其优点是传输频带较宽,通信容量较大(可与几千个电能表通信),通信距离远(几十千米,也可通过中继站延伸)。缺点是需申请频点使用权,如果频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。

电话线通信是利用电话网络,在数据的发出和接收端分别加装调制解调器(modem)。该方法的数据传输率较高且可靠性好,投资少;缺点是存在费用(每部电话每月需20~30元)。

低压电力线载波通信是利用低压电力线作为系统的数据传输通信信道。在发送数据时,先将数据调制到高频载波上,经功率放大后耦合到电力线上。高频信号经电力线路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,滤去干扰信号后放大,再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络,避免租用线路或占用频段等问题,降低了成本,有利于运营管理。但如何抑制电力线上的干扰，提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。

按照抄表系统线路连结的不同,通信系统可分为星形通信系统和总线形通信系统两种。星形通信系统是以中心处理工作站为中心点、以发散的方式分别通过通信信道与集中器连接,形成一对多的连结构架。信道通信数据量较大,要求有一定的传输速率和带宽。一般光纤、无线和电话线通信都采用该连结方式。总线形通信系统是以1条串行总线连接各分散的采集器或电能表,实现各结点的互连。特点是信道上结点较多,传输速率低、距离短,一般用于底层(采集器、集中器层)电能数据的采集。低压电力线载波及RS-485总线网是常见的总线形结构。

2·3中心处理子系统

中心处理子系统主要由中心处理工作站及相应的软件构成,是整个电能计量自动抄表系统的最上层,所有用户的用电信息通过信道汇集到这里,管理人员利用软件对数据进行汇总和分析,作出相应的决策。如果硬件允许,还可直接向下级集中器或电能表发出指令,对用户的用电行为实行控制(如停、送电远程操作)。

由于数据量大,要求中心工作站的硬件必须有一定的运算和存储能力。软件上要求操作系统稳定可靠,抄表软件必须具有处理大量数据的能力。典型的抄表软件具有的功能:远程设定抄表集中器和采集器内的参数;抄收整个系统中所有电能表的数据;系统可以对某1块电能表进行时时抄表;系统可以使中央控制站远程对用户电能表进行断电和送电控制;运行数据库可生成用电量日报、月报,进行电费发行结算;系统可进行查询管理,对异常用户给予告警提示;系统对所属台区进行准确的线损分析。

3低压自动抄表技术现状

3·1电能表

传感器、自动化仪表及集成电路技术的发展,无论是机电脉冲式还是电子式电能表都能实现电能计量自动抄表功能。对于机电脉冲式电能表,需在表内安装光电转换模块和相应的端口,实现反映用电量的脉冲信号输出。这类模块和接口成本低、小巧且易于拆装。但由于电能表圆盘及光电转换模块的质量问题,使传输数据不准确。电子式电能表可直接读取其脉冲输出,数据非常可靠,一次抄读成功率基本为100%。

3·2采集器和集中器

采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置,由单片机、存储器和接口电路等构成。

3·3通信信道

通信子系统是电能计量自动抄表系统的重要部分。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。西方发达国家电能计量自动抄表技术的研究起步较早,配电网络比较规范、完备,低压电力线载波技术被广泛应用。我国受条件所限,低压电力线载波只应用于数据由采集器到集中器传送1个环节,由集中器到中心处理系统较多使用电话线通信。随着对扩频技术研究的深入,低压电力线载波干扰问题逐步得到解决,低压电力线载波通信方式在电能计量集中抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。

4低压自动抄表系统

自动抄表系统关键是能及时、准确地采集所需的各类信息,因此,相关通信信道的选择非常重要。

自动抄表系统的主站与集中器的通信方式随着宽带网络覆盖面的扩大和专网的铺设,光纤网络将是未来的主导通信方式。由集中器上行信道而造成的数据延时、出现错误等可能性越来越小,重点是集中器下行信道通信方案的选择和使用。

4·1RS-485通信方式

每块表通过RS-485通信线与采集器通信,采集器通过低压载波与集中器进行数据通信,集中器再利用Modem通过电话线与主站进行通信,模式为:主站+集中器+采集器+电能表。RS-485通信是电能表中最常见的通信接口,在低压自动抄表系统中应首选RS-485通信方式。RS-485通信方式适用于集中装表的场所。

该通信方式的优点如下。

a.成本低。更换和维护电能表的成本低,且不受表计生产厂家的限制,可互联互通。

b.投资少。宜保护已有的带485接口电能表的投资。

c.施工方便。集中装表和有布线槽的小区施工非常方便。

d.成功率高。电能表和线路正常时,通信成功率100%。

e.安全可靠性高。RS-485通信方式是统一的物理层通信技术。

f通信的实时性好。

其缺点有以下几个。

a.传输方式总线分支太多,传输距离受限制,需加中继器加长传输距离。

b.对已建成的居民小区和分散小区施工难度和强度大。

c.运行中线路受损严重,维护量大。

d.需考虑线路防雷,增加维护环节和成本。

4·2微功率无线通信

微功率无线通信方式是由现场安装具有微功率无线模块的集中器、无线采集器和电能表组成。其模式:主站+集中器+采集器+电能表。微功率无线方案主要应用在集中器与采集器之间的通信。采用特殊电能表(内附无线模块)或普通电能表+无线模块的方式,适合分散装表场所。国内有专门的抄表频段(470~510MHz)。微功率无线通信能提高通信速率和较大数据的承载量,以满足用电信息采集系统对通信实时性的要求,并能给用电管理增值服务和远程断送电、远程费率调整、远程预付费及实时用电稽查等提供技术支持。微功率无线通信方式的优点如下。

a在空旷地带传输距离远,容易覆盖整个居民小区。

b.易升级和替换。

c.安装、维护方便。

d.通信速度快、组网方便。

e.通信的实时性较好。

其缺点有2个。

a.传输距离受穿墙能力影响。

b.易受外界强电磁场干扰。

4·3低压电力线载波通信

低压电力线载波通信技术是电力系统特有的通信方式,利用现有的低压电力传输线作为高频载波信号的信道,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输。应用于电力系统的继电保护、远程计量、远端系统控制及语言传输。

该通信方式优点如下。

a.覆盖面广、安装方便。

b.免维护。安装调试后基本可实现免维护。

c.成本低。不需要线路投资。

d.通信的实时性较好。

e.安全可靠性高。由于使用电力线作为高频载波信号的传输媒介,信息传输稳定可靠。

f电源与通信介质统一。

g.寿命长。

其缺点有以下几个。

a.衰减强。

b.噪声大。

c.存在致畸性和时变性。

d.拓扑未知。

5、自动抄表系统在电力企业电能计量应用的发展分析

作为现代电力企业营销效率提高的重要手段，自动抄表系统能够为电力企业提供纤细的配网信息、用户现状以及需求，通过电能计量自动抄表系统充分采集用户的各种数据信息，对数据进行集中存储和统一分析，对于加强需求管理，具有重要意义，对电力企业更好的提供供电服务具有深远的影响。加快自动抄表系统在电力企业电能计量的推广与应用已经成为影响电力发展的重要因素，是现代电力企业电能计量工作开展的关键。

结论

综上所述，电力企业电能计量中自动抄表系统的应用不仅对电力企业科学的掌握供电信息有着重要的影响，同时其还对电力计量准确性、实时性有着极大的提高。自动抄表系统的应用解决了传统人工抄表存在的不足，促进电能计量工作效率的提高，有效的降低了电力工程企业综合成本。可以看出自动抄表系统对现代电力企业电能计量有着重要的影响，其已经成为现代电能计量的主要技术之一。

【参考文献】

[1] 刘荣武，张骏啸. 自动抄表系统的组成及应用 [J]. 电子机械信息，2009.12.

电力采集方式篇（6）

中图分类号： F407 文献标识码： A

一、低压电力用户集中抄表系统的构成

低压电力用户集中抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过网络还可以与供电企业的电力营销管理系统相连，实现抄表收费自动化、一体化。

1.1 电能表

低压用户集中抄表系统使用的电能表通常有电子式电能表、脉冲电能表和感应式电能表三种。电子式电能表可以直接将电能量数据通过通信接口传输到采集器，脉冲电能表可输出标准脉冲信号到采集器，而感应式电能表需将用户的用电量通过光或磁的方法转换为标准脉冲信号后传输到采集器。根据国家智能电网建设和社会发展的总体要求，脉冲电能表和感应式电能表已基本被电子式的智能电能表取代。智能电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表，这些功能都是围绕坚强智能电网建设而增加的，以满足电能计量、营销管理、客户服务的目的。

1.2 采集器

采集器（或称为采集模块）分为单表采集器和多表采集器两种。单表采集器只能采集、存储1块电表的数据，多表采集器可同时采集、存储2～64块电表的数据，采集器除完成电表的电能量数据采集工作以外，还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信，将需要传送的电能量数据送到集中器中。

1.3 集中器

集中器的主要任务有两个：1）完成与采集器的数据通信工作，向采集器下达电能量数据冻结命令，定时循环接收采集器的电能量数据，或根据系统要求接收某个电表或某组电表的数据。2）根据系统要求完成与主站的通信，将用户电能量数据等主站需要的信息传送到主站数据库中。

1.4 数据传输通道

通信信道分上行通道和下行通道。上行通道指的是集中器与主站之间的通信线路，可以采用电话、无线、专线等通信介质; 下行通道指的是集中器与采集器之间的通信线路，主要有485总线、电力线载波两种通信方式。

1.5 主站系统

定时或随时抄收居民或商业用户电表的电能量数据，对集中器设置通信参数及操作参数，与供电企业电力营销管理系统网联网后，可以进行电费计算、票据打印、统计报表、电费实收等功能。

二、 低压集中抄表系统的通信方式

低压集中抄表系统是由主站通过传输媒体（无线、有线、电力线载波等信道或手持抄表终端等介质）经低压集中抄表终端将多个电能表记录值信息进行集中抄读，主要由采集器、集中器、信道和主站等组成。

在低压集中抄表系统中，通信信道是电能计量自动抄表技术中的关键，可分为远程信道、本地信道、直接信道三部分。远程信道是集中器的上行信道，一般为230 M专网、GPRS、CDMA、CATV等方式，用于集中器和主站之间的通信，实现主站命令的下发以及集中器信息的上传。本地信道是集中器的下行信道，用于集中器和采集器或直接和表计通信，实现集中器对表计信息的采集。直接信道是表计连接到采集器或直接连接到集中器的数据交换信道，实现近距离的数据通信，通常采用RS485通信接口。

抄表系统的通信方式分为有线和无线，而电力线载波和RS485以其独有的优势已成为有线通信方式的典型，其中电力线载波直接利用配电网络，避免了租用线路或占用频段等问题，降低了建设成本，有利于运营管理，更是受到了供电部门的关注。现针对这两种通信方式进行分析。

2.1 RS―485通信方式

目前，国内集中抄表系统常采用RS―485通信方式。这种方式下，采集终端通过专用导线接收电能表数据，并按一定的规约打包，然后经专线传给集中器进行加工储存后传给主站。RS―485通信方式作为为一种使用广泛的有线通信方式，具有通信可靠性高、传输速率快、抗干扰性较好等优点；其缺点是施工困难、建设投资大、接线复杂、调整困难等。

2.2 载波通信方式

低压电力线载波通信是指利用已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种通信手段。发送数据时，发送器将数据调制到一个高频载波上，再经功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上。载波通信方式充分利用了现有资源，具有施工容易、综合成本低、覆盖范围广、安全性高、维护量低等优点；其缺点是实时性和稳定性差。

2.3 通信方式选取原则

通过分析RS485 通信和载波通信的特点可知，这两种通信方式互有利弊，适用于不同场合。

1）使用载波通信方式：现场表计安装分散，台区半径大，台区内的电力用户分散，小区电力布线装表不规范。该方式适用于建设年代较早的小区及大部分的城乡结合部用电小区。

2）使用RS485通信方式：现场表计安装集中，用户多分楼层或单元集中装表，装表数量大，台区供电半径小。该方式适用于新建或即将建设的城区住宅小区，采用一层楼或多层楼共用一个采集器的系统建设

三、集抄系统实施方案

目前集抄系统常用的实施方案包括RS-485总线方案、全载波方案、半载波方案、无线方案等,不同的方案各有优缺点,可根据实际需要选择采用,以期达到理想的实施效果。下面以半载波方案为例介绍集抄系统的构成,半载波方案是指集中安装的电能表采用RS-485接口电能表,采集终端采用RS-485方式与电能表通讯,采用载波方式与集中器通讯,分散安装的电能表采用载波电能表,通过载波方式直接与集中器通讯。其系统架构同时兼容RS-485和电力载波通信方式，应用范围较广。

为了节约通讯费用,可将集中器与已经安装运行的配变监测计量终端级联,通过配变监测计量终端与计量自动化主站通讯,传输集中器采集的数据。这种方式下,系统还可以方便地采集到公用变压器总表电量数据,实现台区线损自动统计功能。

四、多台公用变压器小区实施集抄系统时遇到的问题

对于单台公用变压器独立运行的小区,按照上述实施方案,集抄系统可以正常工作,并实现相应的应用功能。如果小区有多台变压器,当其中一台或多台变压器停运,所属低压用户由其它变压器代供电时,集抄系统将无法正常工作。当1号变压器运行、2号变压器停运时(主断路器1合上,主断路器2断开,母联开关合上),台区1的集中器和配变监测计量终端正常工作,台区2的集中器和配变监测计量终端不带电,台区2的低压用户电能表不能实现集中抄表功能。

五、解决方案

如果将集中器电源线后移,接在主断路器之后，,则不管在何种运行方式下,两个台区的集中器始终带电,可以与采集终端和载波电能表正常通讯,实现抄表功能。由于停运变压器对应的配变监测计量终端不带电,无法利用级联功能,通过配变监测计量终端与计量自动化主站通讯。

对配变监测计量终端的接线方式也作了调整，,将其电压回路也后移到主断路器之后,不管在何种运行方式下,两个台区的配变监测计量终端也始终带电,可以实现级联功能,并与计量自动化主站保持正常通讯。这种接线方式下,低压用户电能表与所属台区集中器对应,即使运行方式变化,也无需在集中器和计量自动化主站对户变关系作任何调整。至于台区线损统计,只要计量自动化主站后台以“小区”为单位,将多台变压器作为一个整体进行统计。

这种接线方式下,如果多个集中器同时发出载波信号,就有可能出现载波信号冲突问题,严重影响抄表成功率。针对这一问题,可以合理设定集中器抄读采集终端和载波电能表数据的时间,尽量避免2个或以上集中器同时发出载波信号的情况出现。

结语

介绍了提高集抄系统抄表成功率的一个小窍门。评判集抄系统应用效果最重要的指标就是抄表成功率,为了提高集抄系统抄表成功率,还有很多细节值得探讨,如合理选择实施方案、降低干扰影响、优化载波软件和硬件性能等。

电力采集方式篇（7）

2方案设计

2．1硬件布置

鉴于该系统采用了移动通信运营商无线方式、间接采集等方式进行电力数据接入，故该系统布置在非安全区。若要将电力数据信息提供给电力调度分站系统或四川省电力公司调度中心系统，则需要配备反向隔离装置。该系统采用双机集群负载均衡配置，进而保证了其运行的可靠性和稳定性。为适应多种接入方式，我们同时布置了三层交换机和串口服务器。在网络专线或移动通信运营商提供的2M专线接入后，在前端布置了硬件防火墙，进一步保证了系统运行的安全性。

2．2系统采集方式

由于系统需要符合电力系统相关规约，经市场比较，我们最终采用了KZD公司生产的KZD8000数据采集终端。KZD8000数据采集系统能适应各种网络和串口通讯方式，采用APN专网接入。采集方案结构为:沙黑河电站多功能电表KZD8001数据采集终端APN调度主站系统。多功能电表:用于记录并网电能数据及储存，支持97或07规约。KZD8001数据采集终端:用于采集多功能电表的电能数据及实时数据、发电厂的各线路开关状态，监视发电站的运行工况。上行通讯为CDT92，下行采集规约支持97和07规约。

2．3系统采集规约

在两台采集服务器上，我们采用了安全的Linux操作系统及LVS集群负载均衡技术。对于综合数据采集终端的数据通信，我们采用了部颁循环式远动规约(CDT)进行电力数据采集。我们对全系统内的所有综合数据采集终端进行了编号，对每个编号的采集终端进行点对点通信，不局限于CDT规约中站地址的限制，接入容量可无限扩展。采集周期为1～60min可调。利用CDT规约，可以对采集终端进行时钟召唤和设置。利用CDT规约的遥测帧可以采集到电站的电压、电流、有功功率、无功功率、频率等。利用遥信D1帧，可以采集到电站的断路器、刀闸开关位置;利用电能脉冲计数D2帧，可以采集到电站的电表计量信息;利用E帧，可以采集到电站的遥信变位、开关动作事件。

2．4系统主站通讯方式

由于数据采集系统位于非安全区，因此，若要传送电力数据给位于安全生产区的调度主站，必须穿反向网络隔离装置。当外网通过隔离装置向内网发送报文时，网络隔离器的系统程序会对数据包进行判断，当数据包中TCP段的应用数据长度小于3BYTEs时，便将报文通过内网侧的网络收发器转发到内网，否则将报文丢弃;而由内网通过隔离装置向外网发送报文时，网络隔离器的系统程序将会直接把报文通过外网侧的网络收发器转发到外网且对报文长度不加限制，从而在逻辑上实现了由内网到外网的单向通信，达到了隔离效果，隔离装置将提供文件传输程序用于传送文本文件。为满足电力系统数据模型的高效描述和大量在线数据的高效交换，国家电力调度通信中心编制了数据模型描述“E语言”。E语言采用基于文本文件的存贮和交换方式，独立于数据库和操作系统，适合描述电力系统中的复杂模型，应用于电力系统中计算用电网设备模型和参数的描述、电网运行数据交换等领域。我们利用E语言格式的文件标准，将采集到的电站数据导出成E语言格式的电力数据断面文本文件，按1～60min可调的间隔存储在采集服务器上，数据采集系统再用隔离装置提供的文件传输程序把E语言格式的断面文件传送给调度主站系统。

2．5系统远程维护

同时，我们在采集服务器上安装有装置远方调试维护软件，用来进行参数下装、下行对时(系统对时)、故障诊断等。

电力采集方式篇（8）

中图分类号：F42 文献标识码：A

在电力营销业务中，使用智能用电技术，可以使电网的运营成本大大地降低，而且能够满足用电用户所提出的更高要求。为了大幅度地提高电网的社会效益，就需要建立起科学而合理的电力营销模式，使电网能源的供给与用户的用电需求达到平衡。在激烈的市场竞争当中，电力系统为了能够在同行业中占据着足够的优势以提高竞争力，就需要对于电网营销的各个环节设计最优的配置方案。通过实现与用电用户之间的互动，将双方的信息通过计算机信息网络平台公开，以信息透明化的方式提高服务质量，并增强社会信誉度，从而建立起了更为高效的市场行为。

一、用电信息采集系统

在电力系统的智能化电网建设过程中，用户用电信息采集系统的建立是其中的一个重要环节。智能用电目前已经覆盖了多方面的领域，除了用电服务技术和职能测量技术等等之外，信息采集技术是其中的一个基础环节。其所采用的技术涵盖之广，将计算机技术、通信技术以及测量技术和信息控制等等都进行了交叉应用，并且在实践中还实现了可视化操作。在用电信息采集系统的技术应用方面，已经通过智能化技术信息网络，实现了供电系统与用电用户之间的互动。随着技术支持平台建设的不断加强，智能用电服务系统的功能性更为完善。

建立用电信息采集系统，可以将传统的人工抄表作业模式加以改善，形成了一种全封闭的创新模式，即可以实现对于用户用电的实时采集，并通过计量装置进行在线检测。从抄表到电费的核算都实施了系统化管理。从电力营销业务的角度来分析，采用用电信息采集系统，能够将符合市场需求的营销机制建立起来。通过观察用电信息系统所显示的数据，可以将包括用户所使用的电量加以采集，同时还可以检测到其用电负荷和电压使用情况。将有关用户的各种用电信息收集起来之后，经过整理和分析，就可以了解到用电市场上所发生的变化，供电公司就可以尽快地调整电力营销服务项目，以通过提高服务质量来提高用户的满意度。各种电力营销策略的出台，诸如根据用户的用电性质的不同，可以采用分时电价的计算方法、阶梯电价的计算方法，也包括全面预付费结算模式。各种的用电结算模式，其目的都是为了将电费欠费的风险度降低。通过对于电力营销业务不断地优化，建立起电网与用电用户之间的互动模式，推动的营销业务顺利地开展的同时，还提高了市场竞争力。可见，建立用电信息采集系统，能够提升对于用电市场变化的敏感度，及时地做出反应并采取必要的措施，为智能用电体系的构建奠定良好的基础。

二、用电信息采集系统的特点

用电信息采集系统的功能主要是对于用电用户的用电情况进行自动信息采集，并对于这些信息进行处理和分析，此外还要具备实时对于计量中所出现的异常状况和质量问题进行监控。此外，用电信息采集系统还要具备在电力网络平台上信息的功能，监控分布式能源，实现智能用电设备能够顺利地接受信息和发出信息。所谓的“信息交互”，就是实现信息的传递和交流。在信息交流的过程中，信息从信息源发出之后，通过传递通道或者是网络将信息输送给信息的接收者。当信息交流的质量通过检验合格之后，进行反馈，以实现信息交互系统不断地完善。

用电信息采集系统实现了全覆盖、全采集、全费控。与传统的用电信息系统相比，用电信息采集系统实现了各个环节的优化配置之后，所有的用电用户都被纳入到检测范围内，并且覆盖了公用配电考核的所有计量点。用电用户所使用的用电负荷、用电量以及用电电压等等都可以自动采集，用电用户实现了全面预付费。

（一）用电信息采集系统实现用电用户全覆盖

通过使用用电信息采集系统，对于用电用户采集已经实行了100%全覆盖。所有的用电用户都被纳入在采集的对象当中，除了居民用户和专线用户之外，还包括工商业户以及各种类型的专变用户，用配电考核计量点也被覆盖在用电信息采集系统当中。

（二）用电信息采集系统实现用电用户全采集

用电信息采集系统被用于采集所有用电用户的信息，对于其的管理，是通过多种通信信道来实现的。为了强化对于用电用户的信息数据管理，将用户负荷管理终端接入其中，以做好负荷控制工作。集中抄表终端要完成配变数据的数据采集工作，主要是通过将其接入公配变计量点电表，从而实现用电用户的用电信息采集。

（三）用电信息采集系统实现用电用户全面预付费管理

所谓的用电用户预付费，就是用电用户根据自己的用电需要购买电量，通过远程的售电控制系统进行付费，以无线通信方式传递到收费系统当中。预付费控制设备对于用户电能表的信息进行实时采集，根据用电用户的预付费来计算预期将使用的电量，并自动扣除电量。预付费设备的功能能够实现对于用户的全面服务。当出现余额不足的时候，该设备就会将有关信息传输到后台系统，包括用户的用电情况，预付费的交付以及欠费额等等，后台系统对于所接受的信息进行收集、处理和分析之后，就会以中文短信的方式通知给用户，便于用户及时交付预付电费，以避免因停电而造成不必要的损失。预付费电能表还具有自动断电功能。当用电用户的预付电费余额不足的时候，用户就要及时付费，否则，当用电量余额为“0”的时候，终端就会将用户的负荷自动切断，直到用户购电之后，才能够启动电源。

用电信息采集系统在具体的自动操作过程中，需要通过多个环节来实现，那么预付费的方式也会以不同的形式出现。主站环节所执行的是主站预付费形式、终端环节和电表环节则分别采用终端预付费和电表预付费的形式。

三、电信息采集系统的主要功能

电信息采集系统的功能性主要体现在其应用性上，即数据采集功能、对于数据进行分析和处理的功能、实施各项功能的有效控制功能以及综合应用功能等。

（一）电信息采集系统的数据信息采集功能

电信息采集系统所采集的数据信息，主要包括有交流模拟量信息，电能量信息和电流信息、电压信息，终端和电能表所记录的信息，电能质量超越局限的统计信息以及预付费信息等都在电信息采集系统的信息采集范围内。由于不同的操控任务，对于数据采集的标准也会有所不同，所以，在进行编制和管理采集方案的时候，要定期地自动采集，随机进行检测，并且要将所采集到的数据主动上报。当完成了采集任务之后，还要对于这些数据进行检验，采取统计学的方式进行分析，并获得统计数据。

（二）电信息采集系统的数据分析功能和处理功能

数据分析功能和处理功能，就是对于所采集到的数据进行检测处理，并通过计算的方式进行分析、存储。当电能量出现异常问题的时候，就可以通过所显示的异常数据进行判断，因此要保证数据的真实性和完整性。用电信息采集系统的功能应用数据，都是建立在所采集的信息的基础之上的，其对于数据的计算和统计的准确性，对于系统的运行非常的重要，这些数据经过分类之后，就要以存储的方式来实现。此外，在数据的统计分析上，对于电能的负荷、用电量以及电能质量等等，都要按照相关的规则来进行统计分析，做好线损数据计算工作，以为电力营销业务提供决策的依据。

（三）用电信息采集系统的控制功能

用电信息采集系统的控制功能主要体现为远程控制。对于用户的用电情况，包括用电的功率、用电量以及电费等等方面，都可以在系统中进行定值控制。当用户用电超过了规定的局限，系统的控制功能就会通过输出遥控信号来执行动作，或者直接跳闸，实施断电功能。

（四）用电信息采集系统的综合应用功能

目前所采用的电信息采集系统经过进一步地发展和技术完善，已经具备了综合应用功能。其可以根据需求，对于用电用户的电能表数据进行自动采集，根据用户的性质不同，可以采取不同的预付费管理形式。当用用电出现异常状况的时候，系统能够进行自动分析，并对于重点用户跟踪查询。系统的主站能够自动地查询信息，终端也会将信息及时上报，目的都是对于设备运行中所出现的事件进行及时处理。

总结：

综上所述，现在已经进入到信息化时代，计算机信息技术已经渗入到各个应用领域当中。电力系统的营销业务引进了信息化先进技术设备，以满足用电用户更高的要求。随着电力系统智能电网建设的加强，为了能够将电力用户的信息及时而准确地采集和管理，就需要对于客户用电信息采集系统在技术上进行不断地完善。

参考文献

[1]张帆，王垒.浅析电力营销中用电信息采集系统的建设[J].河南科技，2013（09）.

[2]许树实，顾群.用电信息采集系统的实践应用研究[J].城市建设，2013（20）.

电力采集方式篇（9）

目前常见的采暖方式有三大类：城市集中热力网供热、居住区规模集中供热、分户供热。

1 城市集中热力网供热

城市政热力网采暖一般适用大型高层住宅社区，优点是安全、清洁、方便。而其缺点是不能按住户需要安排采暖季，采暖费用固定，长期以来我国北方地区大都采用集中供暖方式，也多以居室采暖面积而定。这种计量收费方式给供暖收费带来很大麻烦，不论用户是否居住，都得交采暖费；由于末端无计量方式和调节手段，导致30-40%的热量浪费。按照前苏联的大规模实验结果，供热末端增加调节手段，并采用按热量计量收费后．可节省热量30%以上。其次，长距离输送，管网初投资高，维护、管理费用也高。集中供暖分户计量是目前国家非常提倡的一种供暖方式。采取集中供热、分户计量可避免以上采暖方式的诸多弊端。对于普通的社区，集中供热，分户计量应是以后采暖方式的一种发展方向。因为只要有众多企业能生产出美观质高的暖气片，这种采暖方式既安全，又经济而且还相当美观。

城市集中供热中的热电联产方式，热电联产是利用燃料的高品位热能发电后，将其低品位热能供热的综合利用能源的技术。目前我国大型火力电厂的平均发电效率为33％，而热电厂供热时发电效率可达20％，剩下的80％ 热量中的70％ 以上可用于供热。一万千焦热量的燃料，采用热电联产方式，可产生2000千焦电力

和7000千焦热量。而采用普通火力发电厂发电，此2000千焦电力需消耗6000千焦燃料。因此，将热电联产方式产出的电力按照普通电厂的发电效率扣除其燃料消耗，剩余的4000千焦燃料可产生7000千焦热量。从这个意义上讲则热电厂供热的效率为170％，约为中小型锅炉房供热效率的2倍。同时热电厂可采用先进的脱

硫装置和消烟除尘设备，同样产热量造成的空气污染远小于中小型锅炉房。因此在条件允许时，应优先发展热电联产的采暖方式。

2 小区锅炉供暖方式

适用于中型住宅社区，其优点是安全、清洁和方便，并且采暖时间可由小区业主协调决定。而其缺点是费用比城市集中供热方式略微有些高，由于管理不当还存在污染问题。和城市热力管网集中供热一样，用户不住也得交钱，否则会影响其他层的供暖，还有就是容易出现系统失调、冷热不均等状况。

3 分户采暖主要有分户燃气炉采暖和分户电热直接采暖两种

燃气壁挂炉天然气取暖是一种重要形式，自从上世纪90年代进人我国，在短时间内有了飞速的发展。虽然集中供暖仍然是我国政府推荐的方式，但是由于我国采暖地域广阔、形式多样，而且目前我国在积极推进分户计量采暖，再加上壁挂炉采暖、生活热水―体的结构形式，使得壁挂炉在目前的建筑采暖方式中也有着很广泛的应用。燃气壁挂炉采暖和集中采暖相比有如下特点：

(1)分户采暖，每家一台壁挂炉，可根据住户自己的需要灵活调节供热温度，避免了集中供热中调节困难，能量浪费的问题。(2)完全按照每户的燃气使用量收费，避免了目前大多数集中供暖系统按照建筑面积收费的不合理性，可以真正实现舒适性和运行费用的统一。(3)由于使用天然气或者石油气等作为热源，对环境的污染大大减少。(4)采暖和生活热水的―体化，使燃气壁挂炉成为家庭的小型能源中心，壁挂炉一机多用，使用灵活，而且减少了占地，方便了用户，提高了居民的生活质量。燃气壁挂炉采暖运行的费用主要有燃气费、电费、水费，在这几项费用中，燃气费所占的比例在90％ 以上，所以燃气价格对壁挂炉采暖的运行费影响最大。对于特定区域的特定建筑，单位建筑面积的采暖运行费主要只和燃气价格有关。

目前，在我国利用燃气壁挂炉进行采暖和生活热水供应是可行的，是众多采暖方式中很有竞争力的一种形式，而且系统的运行费用按照目前的情况看还是可以承受的，分户式燃气炉供暖一般在低密度住宅使用比较适合。这种方式建设快，用户人住后采暖费、室温标准和户内设备管理都由用户自行控制，计量收费简单，能很快实施。但使用费用高于集中供暖，需要住宅做好墙体的保温。而且其也有缺点：

3.1 )燃气排放有空气污染等问题，在密集的高层公寓式楼群中应用户式燃气炉采暖，燃烧的废气会滞留在小区内，污染环境。天然气本身虽然是清洁燃料，但把热源分散到各家，特别是高层住宅，同时使用时二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳等对环境的影响不可低估

3.2 一般壁挂炉都放在空间不大的厨房或阳台上，紧邻居住房间，由于使用条件及产品质量方面的原因，存在安全隐患，在东北地区就曾发生过爆炸事故，同时其还有噪声问题。

3.3 它是一个需连续长期运行的设备，其检修维护住户难以胜任。虽然减轻了物业的负担，但把设备维修的工作推给了用户，用户直接和厂家的对峙中，显得力不从心。

3.4 严冬季节长期无人居住时，也需保留低温燃烧。

3.5 对楼房要求较高，需设置烟道并预留安装位置，影响楼房的外立面效果。

3.6 不能满足公建等建筑的要求。分户直接电热采暖方式包括低温电缆采暖方式、低温电热膜采暖方式等。牦 是可根据需要调节室温，达到节能目的，室内温暖舒适，取消了暖气片及管道，增加了使用面积，节省了锅炉房、热力站及室外管网，计量方便。家用电采暖方式，它的优点是占地面积小，安装简单，操作便利，采暖时间、各房间温度可调，可独立计量。电热膜取消了传统的水循环供暖方式，不会发生跑冒滴漏事故。电热膜产生的温度自然、舒适，无干燥感采暖的同时也能提供生活热水。舒适性高，最先进之处在于具有多种时段、不同温控预设功能。这种采暖设备根据需要一周内可预设多种不同温度，一天里也可预设多种不同时段温度，可大大提高住宅的舒适度。但其也有缺点，比如：用电高峰期，不能保存蓄热，像电暖器也存在同样的问题。另外就是它作为家庭采暖设备前期投入较大，目前我国大型火力发电厂的平均热电转换效率为33％，在加上输送损失，电热采暖的效率仅为30%，远低于热电联产的170％，也低于燃煤或燃气采暖85-90%。电力作为高品位的能源转换为低品位的热能，存在浪费，在能源利用上不合理。除非发电以水电和核电为主。合理利用能源，提高能源利用率，节约能源是我国的基本国策，我国还是以火电为主，采用电热方式，在能源的合理利用上存在问题，一般情况下是不合适的。

结论

电力采集方式篇（10）

在电力市场运营过程中，买卖双方交易的物理量是电能量，对发、供电量、联络线交换电量、网损（线损）电量及分时、分类电量的采集、监视、统计、分析、运算是电力市场运营的主要内容；建设电能量自动采集系统是实现电力市场运营的基础。对火力发电厂，主要对发、供电量进行统计，对机组平衡率、交接班电量等进行统计计算，以加强管理，并采取相应措施降低损耗，提高效率。

以我们江苏新海发电有限为例，每天分四班，传统的方式是每次交接班时抄表，人工录入进行统计计算；这种人工抄表、统计不能满足实时、分时及动态分析管理的要求，电能量采集方式的改变已势在必行。江苏新海发电有限公司电能量自动采集系统于2001年9月底基本建成。该系统已采集了所有机组的全部电能量数据，完成了电能量的自动采集、存储、总加计算、统计、报表打印等功能；系统代替了人工抄表，提高了数据的同步性、及时性、准确性和完整性；系统对全公司发电情况和各类平衡率进行自动统计，提高了统计计算速度和自动化水平；利用系统进行分班次考核，提高了企业的管理水平和效率；各部门可通过Web查看所有数据和报表，进行不同的二次开发，提高了电能数据的利用率。系统（如图1所示）分主站和采集终端（ERTU）两部分，主站与ERTU之间采用网络通信方式进行数据传输。主站采用南京华瑞杰自动化设备有限公司的COM-2000系统、厂站采用该公司的MPE-III电能量远方数据终端。

1、江苏新海发电有限公司电能量自动采集系统配置

1.1主站系统配置

该系统采用高性能的PC机作为硬件平台，系统的数据库服务器采用双机备份，互为热备用，并保持数据的一致性；前置机负责采集数据，连接GPS用于全网对时，后置机负责处理并保存数据，报表工作站负责所有报表的编辑和打印，Web服务器提供Web浏览，各MIS工作站通过Web可查看所有数据和报表；主网采用10/100M网，由交换机来连接服务器和所有计算机。

系统操作系统采用目前广泛使用的、安全性能较高的Windows2000Server，网络通信采用TCP/TP协议，数据库采用具有Client/Server模式的商用数据管理系统SQLServer2000，编程全部采用VC、VB、Delphi等，集成EXCEL作为报表工具生成图文并茂的图形报表。

1.2主站系统主要功能模块

（1）数据库管理系统

COM-2000数据库管理系统采用标准的商用数据管理系统。数据处理是整个系统的核心，它涉及到数据结构、数据存取、数据维护、数据共享等多方面的管理

数据库大致分四部分，即系统信息数据库(档案信息库)、原始数据库、二次统计数据库和公式统计库。系统数据库存放了有关系统的配置、参数等信息，原始数据库主要数据来源于各采集终端的电表数据，二次统计数据库主要存放来源于原始数据库，经过计算、统计的数据。公式统计数据库来源于二次统计数据库，存放了公式的计算结果。

（2）WEB服务管理系统

WEB服务管理系统响应来自Internet/Intranet的WEB服务请求，提供客户端请求的数据库数据和WEB页面格式。

（3）前置通讯及数据处理管理系统

此系统完成电能量自动采集系统对采集终端数据的采集和处理，数据采集采用大容量高速数据传输部件，保证准确性。全部操作均为在线完成，随输随用，响应性好。具体功能为：对所接收的报文完成规约转换、系数处理和合理性检查，将处理结果交给数据库。可即时查看通讯状况及具体通讯报文。

（4）数据统计及公式管理系统

该系统完成统计计算公式的设定和定时统计任务，如班次电量、日电量、月电量、年电量及电能量总加、平衡、线损、变损等数据的定时统计任务。

（5）报表图形设置显示打印系统

用户可根据实际需要设置报表和图形显示的格式，完成班次电量、日电量、月电量、年电量等报表数据的定时打印，并可根据用户要求对任意电表、任意采集终端或全厂的历史数据的显示及打印。

（6）终端、电表参数设置下装及召唤系统

该系统完成从主站对采集终端中各电表的基值、转比、时段方案、PT、CT等参数的在线设置和下装，并在线查看终端、电表状态和参数。

（7）内部网络通讯管理系统

该系统是整个系统中各个子系统之间的纽带，其功能为：在操作系统所提供的网络支持的基础上实现面向应用的高层网络通讯；根据应用所定义的数据流动模式确定数据流向，提高应用的通信效率。该系统采用完全的Client/Server模式，基于TCP/TP协议，保证了整个平台在不同网络通信协议之间的可移植性。

（8）告警管理系统

该系统根据用户的要求和数据处理的结果，以及设备状态的变化，对系统中发生的特定变化进行提示和告警。如电量值越界、设备异常等，可进行弹出提示框、语音等多种方式告警，对告警信息，可进行打印和保存，可分时段查询和检索。

（9）远程诊断管理系统

该系统用以完成对用户已投运的系统的诊断和维护。系统可通过拨号MODEM和用户系统连接，对其运行情况进行分析诊断；可远程更新系统程序，排除系统故障；并可远程系统更新消息，提高系统使用水平。

（10）安全机制管理系统

该系统完成安全性校核，防止非法操作。对使用用户进行分级管理，根据用户的类别赋予不同的操作权限；在进行关键操作时，对使用者身份的操作权限进行合法性检查；记录关键操作过程，提高系统管理水平。.3电能量采集装置

采用MPE-III电能量远方数据终端，装置采用交、直流双电源，同时对全厂的脉冲和数字电表进行采集。每时段的电能量均带时标，并保留1个月；采用Polling方式实现远程通信；具备接受当地或远方参数下装、自诊断、远方诊断、自恢复等功能；中文液晶显示；设置、查看、核对具有密码保护；具有输入、输出电压、电流保护、防雷保护、直流反极性输入保护。

1.4通信方式

主站系统与远方电能量采集终端之间的通信方式采用网络方式通讯，由于距离较小，各采集终端直接连接在主站系统网络交换机上。电能量采集终端与电能表之间直接通过RS-485口进行数据传输，对脉冲电表增加脉冲采集板。

2、火电厂电能量自动采集系统建设中的几个问题

2.1主站系统建设

（1）电能量自动采集系统有别于SCADA/EMS系统。当电力工业转向市场化运营后，电网的生产和经营工作将更加细化，电能量自动采集系统必将成为一个独立的系统。

（2）电能量自动采集系统的建设，必须符合相应的国家计量管理标准和技术规范。

（3）数据库的设计。在选用数据库时，一方面要考虑性能和功能；另一方面，还要考虑和现有调度自动化系统数据库的继承，以及开放平台和数据接口等问题。电能量自动采集系统数据库内容的设计，要涉及到今后兼容的问题。我国的电能量自动采集系统从无到有，市场规则一定会不断的修改和完善，应尽量减少和避免数据库结构和内容的变动。完善的数据库系统是研究和设计电能量自动采集系统的一项重要工作。

（4）系统的安全性。电能量自动采集系统实现的功能涉及到企业的切身利益，系统应当具备很强的抗干扰能力，系统运行必须稳定可靠。

（5）数据的完整性。由于电能消耗是前后连贯的，因此电能计量的是一系列随时间递增的电能量累加值，要求在计量、采集、传输、存储和处理的整个过程中，保证在任何环节出现故障时，都不允许丢失数据。特别是在进行分班次电能量统计和结算时，数据的完整性成为电能量自动采集系统的基础。系统数据处理应采用分层处理方式存储数据，确保电能量数据的安全性和完整性。

（6）数据的修改。系统必须保证采集的电能量原始数据完整准确。存入的原始电能量数据只能查看，不能修改；各电能量备份数据有权限才能修改，并保存修改记录档案。

（7）数据的可恢复性。对意外情况引起的系统故障，系统应具有恢复数据的能力，保证电能量数据的安全和完整。

（8）数据的及时性。电能量数据应以5min（或1min）为单位进行带时标采集、传送和存储，便于电能量的统计、分班次考核。

（9）系统的时间性，整个电力系统一直处于电能的发、变、输、配、用的动态平衡状态中，电力交易的产、售、购是同时进行的，电能量自动采集系统应以标准时钟（GPS）为基准，以保证各个计量点基于相同的时间基准完成对电能量的计量及电能量数据带时标的存储。主站系统连接GPS时钟，系统对采集终端对时，采集终端对电表对时（要求电表支持）。

（10）系统的容错性。电能量自动采集系统的软件和硬件设备应具有良好的容错能力。当各软件、硬件功能发生一般故障，以及运行人员或维护工程师在操作中发生一般性错误时，均不引起系统的主要功能丧失或影响系统的正常运行。

（11）系统的灵活性。目前我国的电力市场有其特殊性，电能量自动采集系统的应用功能应当具有很大的灵活性，能够适应政策和市场的变化，并符合不同用户的要求。

（12）系统的扩展性。系统设计必须采用标准化、模块化结构，功能扩展部分的安装要简单、方便，对系统不造成有害影响。

（13）系统的开放性。电能量自动采集系统在保证安全的情况下，要求系统的开放性强，保证电力市场运营的公平、公正、公开的原则，提高电力企业的信誉。

（14）系统的可维护性。电能量自动采集系统的软件和硬件设备应便于运行维护。系统应具有在线维护处理功能，电能量自动采集系统的维护处理必须在不中断和不干扰系统正常工作的情况下进行，确保系统安全。

（15）系统的接口。电能量自动采集主站系统要为SCADA、EMS以及MIS等系统提供标准接口，实现数据共享。

（16）系统的权限管理，系统的安全性、可靠性和数据的准确性，直接关系到企业的经济利益，电能量自动采集系统必须具有严格的权限管理功能。

2.2电能量采集终端

（1）采集终端要求有很高的稳定性和可靠性，主要部件应有备份。

（2）采集终端与电能表之间的通信宜采用RS-485数据通信。

2.3电能表

（1）电能表是电能量自动采集系统的基础，数量非常大。电能表要求运行稳定可靠、精度高、使用寿命长、通信可靠、易于安装维护等。