面向智能电网的用电信息采集系统通信技术研究王翼

面向智能电网的用电信息采集系统通信技术研究王翼

王翼李阳

（国网铜陵市义安区供电公司安徽铜陵244100）

摘要：随着用电信息采集系统系统信息化应用的深入，用电信息采集系统是智能电网的重要组成部分。各电力公司根据自身业务需求，按照国网公司有关用电信息采集系统主站软件相关标准，提出了一些本地化系统需求以实现用户智能用电的目标。介绍了用电信息采集系统的基本架构及其通信技术，分析了面向智能电网发展下的通信技术需求，重点研究并比较了用电信息采集系统各种主要的远程和本地通信方式，得出了现阶段通信技术发展条件下，用电信息采集系统最合适的通信方式的选取，为新建用电信息采集系统的通信组网方案设计提供有效依据，对面向智能电网的用电信息采集系统的建设有重要意义。

关键词：智能电网；信息采集；通信方式

引言

用电信息采集系统是集现代数字通信技术、计算机软硬件技术、电能计量技术、电力负荷管理技术和电力营销技术为一体的综合性、实时性信息采集分析处理及数据应用平台。目前，用电信息采集系统在我国各大电网公司得到了一定的应用。随着智能电网的建设和通信技术的不断发展，用电信息采集系统也面临着一些新的需求，如能够支持需求响应的高级量测体系（advancedmeteringinfrastructure，AMI）[1]、智能用电双向交互技术等，为了适应智能电网的发展需要，在建设新的用电信息采集通信网络时有必要充分考虑智能电网的发展趋势，适应新的发展需求。通过对用电信息采集通信系统的基本构架、现有基本通信手段以及面向智能电网的通信技术进行详细的对比分析，旨在为新建的用电信息采集通信系统实施方案提供应用依据。

1用电信息采集系统概述与意义

1.1概述

用电信息采集系统是用电系统的重要组成部分，目前我国产业信息化水平不断深化，国网公司对用电信息采集系统的数据应用程度要求也越来越高，与之相对应的考核指标和管控办法也在逐年上升。依照国网公司用采系统主站标准化规范的说明，对用电信息采集系统主站软件标准进行了重新修订，涉及的范围广、工作多。同时，随着采集系统应用的深入和智能用电的发展，各电力公司根据自身业务需求也提出了一些特色的系统需求[2]。因此，各电力公司根据本公司电力用户用电信息采集系统实际建设情况，以国网公司要求的软件标准为基准，采用各网省公司适合的策略完成采集系统的标准化、信息化升级工作。用电信息采集系统是智能电网建设的物理基础，它以公共的移动通信网络、电力专用通信网络、移动无线、光纤网等作为通信载体，具有数据采集、远程抄表、用电异常信息报警、电能质量监测、线损分析和负荷监控管理等功能。系统主站由数据库服务器、磁盘列阵、应用服务器、前置服务器、接口服务器、工作站、全球定位系统（GPS）时钟、防火墙以及相关的网络设备组成，主要完成数据采集、控制执行、业务应用等功能[3]。通讯信道是采集终端和系统主站通信的桥梁，包括多种通讯方式，主要有GPRS/CDMA、有线电视网（CATV）、230MHZ无线专网、光纤专网、电力载波网络、微功率无线、RS485等。对于同一套主站，其系统同时具有多种通信方式。

1.2意义

在国网信息化要求的基础上，利用用电信息采系统的建设架构，主站软件设计的总体原则是以营销业务需求为引导，注重实际应用。我们可以依照目前国际相关标准、国家相关标准、行业内相关的标准对采集主站的软件内核、各类数据库、作业流程、显示发面以及安全策略等实施对应改进和信息化升级，促使采集主站的软件方面达到一个崭新的高度。满足国家电网公司对网络和信息系统安全运行的要求。在满足实用、可靠的基础上，支持多种硬件平台，应用多种软件平台以及其他组件类工具，使采集主站在软件方面实现灵活的优化升级，并实现各类业务流程的灵活组合、编组与刷新，保证后续使用的升级扩展。

2用电信息采集通信技术简介

通信技术是用电信息采集系统功能实现的重要基础，通信技术的性能、承载能力保证了用电信息采集系统功能的多样性和数据的安全性，在整个系统中起着至关重要的作用[4]。在现阶段智能电网建设中用电信息采集系统采用的通信信道主要有远程通信方式和本地通信方式两种。其中远程通信方式主要有230MHZ无线专网、GPRS/CDMA、光纤专网、CATV（有线电视网）等，本地通信方式有窄带电力载波、宽带电力载波、RS485、微功率无线通信等。

3面向智能电网的通信方式比较研究

用电信息采集系统最重要的支撑是低压用户侧的本地通信网络以及系统主站侧的远程通信网络，要安全、可靠、稳妥的实现面向智能电网的用电信息采集，迫切需要解决用电信息采集系统的通信问题。由于低压电力用户基数大、覆盖面广、建设难度大等原因，长期以来缺乏实用的通信技术解决方案与建设模式，目前出现的一些通信方式都无法较好解决这一问题。如何有效解决智能电网中用电信息采集过程中的通信问题，满足目前正在迅速发展的智能电网用电信息采集的需求，提高系统在智能电网中发挥的作用，成为目前迫切需要解决的关键问题[5]。但它对通信技术的应用有着一定的技术要求，具体如下：一是系统需要传输的信息应该具备高可靠性，确保100%的数据采集成功率，即高可靠性；二是随着智能电网的不断推进，系统要求采集的信息种类以及表计数量都会大幅增加，即信息采集时间短；三是由于通信技术所应用到的采集终端、表计数量庞大，因此需要系统所使用的通信技术具备低功耗特点，即功耗低；四是由于系统采集的用电信息涉及到用户个人的资金等敏感信息，因此需要通信传输具备较高的安全性能，即通信安全性高。

对于几种主要的远程通信方式的特点对比如表1所示：

表1远程通信方式特点比较

通过表1对比可知，在远程通信方式中，相对于其他几种通信方式，光纤专网传输频带宽、传输速率快、抗干扰能力强、传输距离远、传输质量高且可扩展性较强，适合应用在用电信息采集系统远程通信信道中，而且光纤通信技术也逐渐成为电力通信领域的主流传输技术。

通过表2对比可知，在本地通信方式中，相对于其他几种通信方式，RS485通信方式可靠性高、实时性强、通信速率较快、受环境因素影响小，并且在数据传输中可以进行双向交互，适合在用电信息采集系统本地通信方式中选用。

结束语

本文详细介绍了用电信息采集系统的发展现状、应用前景以及主要架构，提出了现阶段智能电网建设中用电信息采集系统通信技术应用所面临的突出问题，针对问题将用电信息采集系统中需要用到的各种通信方式进行比较，可知在其远程通信方式中，选择光纤专网通信方式较为合适，而在其本地通信方式中，选择RS485通信方式较为合适。

参考文献：

[1]夏水斌，张芹，谢玮，冉艳春，董重重，叶新青.电力用户用电信息采集系统建设研究[J].自动化与仪器仪表，2018（10）：48-50.

[2]洪海峰，余梦泽，郇嘉嘉，隋宇，潘险险.电网与用户双向互动中用电信息采集系统研究[J].电工电气，2018（10）：60-63.

[3]陈石东，陈向群，黄瑞，陆俊，李子，王凯亮.基于混合流量模型的用电信息采集业务带宽预测方法[J].电力信息与通信技术，2018，16（09）：39-44.

[4]刘荣敏，郝松，冯巩，张京艳，刘震，游奕洁.基于132kHz载波模块的双频点载波用电信息采集技术及应用[J].河北电力技术，2018，37（04）：18-19+36.

[5]巫钟兴，阿辽沙?叶，刘兴奇，张宇鹏.面向对象的用电信息采集通信协议一致性测试设计[J].电测与仪表，2018，55（15）：65-70.