摘要：城市轨道交通供电系统的连续稳定运行，直接关系到列车的行车安全。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：电力系统监控；数据采集系统
引言
一旦发生供电非正常中断，不仅会造成城市轨道交通的瘫痪，甚至可能直接危及到乘客的生命安全和财产安全。因此，对于如何保证供电系统的稳定、可靠、高效、节能运行，长期以来一直是城市轨道交通建设的重中之重，受到广泛关注。本文主要对电力系统监控和数据采集系统研究做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
1国内研究现状
在我国约致力于科研此技术领域约30多年，大约从1977年年底开始，因为今后现代化将越来越重要，为了更见简便直观，使数据能够更精细更准确。这30多年大致可以分为探索、试点、推广应用、转型发展4个重要进程。（1）1977～1986年为我国科研探索进程。在这段时间里，我国的技术专家认真学习研究了国外较为先进的用电信息采集这一技术所采用的方法，并根据实际经验研制了一些例如音频、工频波形畸变、电力线载波和无线电控制等载波装置。（2）1987～1989年为我国科研试点进程。在这段时间里我国的科研专家主要在石家庄、济南、南通和郑州利用我国自主研发的音频系统和用电采集信息系统都获得了巨大的成功。（3）1990～1997年为我国科研推广应用进程。我国科研专家在7年多的不懈努力下，在我国当时已有200多个地（市）建设了主要以230MHZ无线电作为组网信道的用电信息采集系统，也有部分系统采用音频、电力线及分散型装置用来填补很多达不到的用户的控制，在用电信息采集投入运行这7年内，各个地（市）的负荷曲线在飞速革新。（4）1997年以后为我国科研转型发展应用进程，是用电信息采集从单纯的运用转向研究开发的发展阶段。根据国家电网的政策，从“控制”转为“管理”，自1995年后我国开始重视管理应用以来，用电信息采集系统作为供电企业重要的一部分，发展越来越快，刚开始用户测单方面控制，功能也比较单一发展到双方互动，加快了需求侧的发展，同时，对整个社会也起到了明显的经济和社会效益。21世纪初，我国国家电网公司通过发布实施《电力用户用电信息采集系统》系列标准，提升管理的标准化水平，实现系统和采集终端的互联互通，推动用电信息采集工作健康有序发展。明确了用电信息采集系统是电力营销、用户服务、电力需求侧管理不可缺少的组成部分。
2用电采集系统现状
首先是数据采集服务。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。其次是主站应用。主站应用主要是实现采集业务流程管理以及基于采集数据开展的数据查询、数据统计分析等相关应用。主要存在的问题是接口缺乏有效管理，加大采集系统负载压力。采集系统为其他业务应用系统提供大量的数据支撑，目前众多接口采用的方式不尽相同，各业务系统间数据需求存在交叉，一对一方式的接口应用导致接口开发重复无度，对采集系统本身造成了很大的接口服务压力，影响采集系统对外提供数据。
3改进提升方案
3.1变电站采集终端
变电站的采集终端应用了单片机技术由开关电源、CPU电路、MODEM板、RS485接口电路和液晶显示电路组成。开关电源要选择输入范围在AC85V~265V之间的电源，输出+5V和独立的+12V。系统的核心部分是CPU，应用了电量消耗少运行顺带块具有更高可靠性的元器件，以确保数据的采集、计算、处理、通信等功能的完成。通信采用规约库中的设计模式符合国内外主流规约。配有显示器和键盘，可以方便的进行系统设置和数据查询，系统可以设置密封防止非法用户操作使用。
3.2全省范围采集方式
此种方式就是集中式部署的大型数据采集主站系统，而且将230MHZ的无线专用进行有效的使用，再辅助以无线公网。系统就能够对不同通讯信通进行同时的管控，同时利用不同终端的连接，比如大用户负荷管理终端等，通过这一系统可以对所有电力用户数据进行自动采集，从而使三大功能得以实现，一是管理客户用电信息，二是控制负荷，三是控制预购电，这一部署方式主要是通过集抄终端并接入计量点电表，通过这一系统来采集配变数据。全省只能将一套主站系统进行部署，再将一个通信接入平台进行构建，从而使全省全部用户的终端、表计等完成，统一处理信息的采集、保存数据的存储，同时将与之有关的业务进行使用。在这一过程中，不同地市的公司，不必将主站进行独立设置，用户仅需在省公司主站进行统一登录即可，同时结合不同的访问权限，访问相关的数据和行使本地区范围内的运行管理职能。
3.3远程多功能电能表的应用
针对管理要求高的工商业用户，通过远程多功能电能表的应用，使个体用户用电信息采集得以强化，使监控能力得以提升。此方案对于居民用户数量小于1000万的省公司是适用的，对于省直辖市企业以及占地面积不多的企业内部网络构建也是很适合的。对于主站来说，结合用户数对大型、超大型配置进行选择，工作站并发数不能大于700个。而宽带集中抄表终端电表模式，对于城市供电是最为适用的，不必将RS-485接口的电表进行更换。其最主要的区别是：一般来说，宽带载波通讯以IP网络技术为主，可以为综合远程控制提供全面的复杂服务支持，然而和其分散式进行比较，用户可以将采集器进行独立配置，也可以通过远程网络电表来进行辅助，针对供电半径较大的配变台来说，通过这一方案能够进行辅助。对于集抄用户来说，其以配变台为主，将采集与计量装置脱离开来，使接口更加的规范化，使得专业管理以及施工更加的方便，然而在公变状态下，对于供电半径的规定，维护工作量相对较大。
结语
总之，电力采集系统需要满足电力用户的相关数据采集和计算分析以及用电参数的实时监控同时还需要对采集到的信息和数据进行汇总、加工、分析深度挖掘内在需求为供电公司提供更及时有效的数据信息，充分发挥采集系统的及时性、灵活性和准确性的技术要求，未电力发展提供准确可靠的数据，未企业管理人员的决策提供可靠数据支持，便于及时分配各种资源提高企业的效率和经济效益。
参考文献
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