第七章電力用戶用電信息采集

1、機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院 何朝陽7.1 系統(tǒng)方案 7.1.1 對(duì)象分類及采集要求 7.1.2 預(yù)付費(fèi)方式 7.1.3 系統(tǒng)總體架構(gòu) 7.1.4 主站設(shè)備配置 7.1.5 應(yīng)用部署模式7.2 通信信道7.3 公變監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 7.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 7.3.2 系統(tǒng)功能 7.3.3 通信組網(wǎng)7.4 集中抄表系統(tǒng) 7.4.1 技術(shù)展望 7.4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 7.4.3 采集設(shè)備通信組網(wǎng)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)是用電信息采集、處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的自動(dòng)化系統(tǒng)，是智能配電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分。 用電信息采集系統(tǒng)在邏輯上分為主站層、通信信道層、采集設(shè)備層三個(gè)層次。 系統(tǒng)可以按照統(tǒng)一的接口規(guī)范和接口要求，實(shí)現(xiàn)與“SG186”

2、等系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的采集對(duì)象包括所有電力用戶，如：專線用戶、各類大中小型專變用戶、各類380/220V供電的工商業(yè)用戶和居民用戶、公用配變考核計(jì)量點(diǎn)等。 將用戶分為六大類：大型專變用戶、中小型專變用戶、三相一般工商業(yè)用戶、單相一般工商業(yè)用戶、居民用戶、公用配變考核計(jì)量點(diǎn) 采集對(duì)象數(shù) 據(jù) 類 別大型專變用戶電能數(shù)據(jù)：總電能示值、各費(fèi)率電能示值、總電能量、各費(fèi)率電能量、最大需量；交流電氣量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率囚數(shù)等：工況數(shù)據(jù)：開關(guān)狀態(tài)、終端及計(jì)量設(shè)備工況信息；電能質(zhì)量：電壓、功率因數(shù)、諧波等越限統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；事件記錄：終端和電能表記錄的事件記錄數(shù)據(jù)；

3、其他數(shù)據(jù)：預(yù)付費(fèi)信息、負(fù)荷控制信息等。中小型專變用戶電能數(shù)據(jù)：總電能示值、各費(fèi)率電能示值、總電能量、各費(fèi)率電能量、最大需量； 交流電氣量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等；工況數(shù)據(jù)：開關(guān)狀態(tài)、終端及計(jì)量設(shè)備工況信息；事件記錄：終端和電能表記錄的事件記錄數(shù)據(jù)；其他數(shù)據(jù)：預(yù)付費(fèi)信息等。三相一般工商業(yè)用戶電能數(shù)據(jù)：總電能示值、各費(fèi)率電能示值、最大需量等；事件記錄：電能表記錄的事件記錄數(shù)據(jù)；其他數(shù)據(jù)：預(yù)付費(fèi)信息等。單相一般工商業(yè)用戶居民用戶電能數(shù)據(jù)：總電能示值、各費(fèi)率電能示值；事件記錄：電能表記錄的事件記錄數(shù)據(jù)；其他數(shù)據(jù)：預(yù)付費(fèi)信息等。公用配變考核計(jì)量點(diǎn)電能數(shù)據(jù)：總電能示值、總電能量、最大需

4、量等；交流電氣量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等；工況數(shù)據(jù)：開關(guān)狀態(tài)、終端及計(jì)量設(shè)備工況信息；電能質(zhì)量：電壓、功率因數(shù)、諧波等越限統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；事件記錄：電能表記錄的事件記錄數(shù)據(jù)。 主站具備兩種形式的預(yù)付費(fèi)功能。第一種是主站實(shí)時(shí)采集用戶當(dāng)前用電量或每日采集用戶日凍結(jié)電量，交給營(yíng)銷計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)計(jì)算用戶剩余電費(fèi)，將當(dāng)前剩余電費(fèi)下發(fā)給終端或者電表做信息指示，在剩余電費(fèi)不足時(shí)下發(fā)跳閘指令停止電力供應(yīng)，在用戶續(xù)交電費(fèi)后通過網(wǎng)絡(luò)通信恢復(fù)供電。第二種是將用戶交費(fèi)信息發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)通信傳到終端或電表，或者使用電卡傳給電表，由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接執(zhí)行預(yù)付費(fèi)用電控制。專變采集終端也有兩種形式：第一種是執(zhí)行主站下

5、發(fā)的指令，顯示用戶當(dāng)前剩余電費(fèi)信息、執(zhí)行停電跳閘命令。第二種是接收主站下發(fā)的用戶交費(fèi)信息，連續(xù)采集用戶用電信息，計(jì)算當(dāng)前剩余電費(fèi)，電費(fèi)不足時(shí)跳閘停電，接到主站的續(xù)交電費(fèi)信息后復(fù)電。 低壓用戶電表實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)功能有以下三種形式：1）電表帶讀卡和儲(chǔ)值功能。用戶必須通過售電窗口購電，電表將磁卡信息讀入并存儲(chǔ)，電表連續(xù)計(jì)算用電并扣除電費(fèi)，顯示剩余電量/費(fèi)，余額不足跳閘，續(xù)購電后復(fù)電。2）電表通過網(wǎng)絡(luò)獲取儲(chǔ)值。通過通信網(wǎng)絡(luò)將用戶交費(fèi)信息下發(fā)到電表，電表儲(chǔ)值，連續(xù)計(jì)算用電并扣除電費(fèi)，顯示剩余電量費(fèi)，余額不足跳閘，續(xù)購電后復(fù)電。免除用戶到窗口購電，存在電費(fèi)下發(fā)不及時(shí)的問題。3）電表執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)指令。主站連續(xù)計(jì)算當(dāng)

6、前剩余電費(fèi)信息并下發(fā)到電表，電表顯示當(dāng)前剩余電費(fèi)并執(zhí)行主站的停電跳閘指令，用戶交費(fèi)后網(wǎng)絡(luò)復(fù)電，存在電費(fèi)下發(fā)不及時(shí)的問題。圖7-1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖圖7-2 系統(tǒng)物理架構(gòu)圖 圖7-3 集中式系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu) 圖7-4 集中式系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu) 圖7-5 營(yíng)銷系統(tǒng)地市分布式部署兩級(jí)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖7-6 營(yíng)銷系統(tǒng)地市分布式部署兩級(jí)系統(tǒng)物理架構(gòu)圖7-7 營(yíng)銷系統(tǒng)網(wǎng)省集中部署兩級(jí)系統(tǒng)邏輯架構(gòu) 圖7-8 營(yíng)銷系統(tǒng)網(wǎng)省集中部署兩級(jí)系統(tǒng)物理架構(gòu) 遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)完成主站系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)終端之間的數(shù)據(jù)傳輸通信功能，現(xiàn)場(chǎng)終端到主站的距離通常較遠(yuǎn)，在一到數(shù)百公里范圍。適用于用電信息采集系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)主要有配電網(wǎng)光纖專網(wǎng)，GPRS、C

7、DMA、3G等無線公網(wǎng)，230MHz負(fù)荷管理專用無線網(wǎng)絡(luò)，中壓電力線載波這四種網(wǎng)絡(luò)，主站可以同時(shí)支持各種通信信道。本地信道用于現(xiàn)場(chǎng)終端到電表的通信連接，高壓用戶在配電房電表處就近安裝專變采集終端，采用RS-485方式與電表連接。而在低壓用戶中，在一個(gè)公用配變下有大量電力用戶，用電容量小，計(jì)量點(diǎn)分散。為了將信息采集系統(tǒng)的成本控制在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)，需要通過一個(gè)低成本的本地信道方式將信息集中，再進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)较到y(tǒng)主站。在低成本解決方案中，低壓電力線載波、微功率無線網(wǎng)絡(luò)、RS-485通信都是可選擇方案。圖7-10 公用配電變壓器監(jiān)測(cè)終端通信接口配置 圖7-11 集中抄表系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 該通信方式適用于電能表集中安裝、用電負(fù)載特性變化較大的臺(tái)區(qū) 。圖7-12 RS-485總線通信組網(wǎng)該