薛陈林
国网湖北省电力有限公司郧县供电公司 湖北十堰 442500
摘要：伴随着接入电网体系的用户数量逐步增多，对于配网运维管理工作提出更高要求，需要在配网运维管理方面取得突破。本文主要介绍了一种用电采集系统的设计和运用过程，在充分融合智能化思想的采集基础上提升配网运维管理质量。
关键词：智能用电；采集系统；配网运维
引言：配网运维管理是保障电力体系正常运行的生命线，用户数量和用电需求的扩张意味着配网运维管理体系亟需升级。在智能化技术推广的背景下，有必要结合智能理念开发一种用电采集系统，并阐述系统的设计过程和运用效果。
一、采集系统设计
1．整体设计思路。电能采集管理任务繁重，尤其是中低压电量采集；将智能化因素应用其中，建立一套新的采集系统方案。集中器在采集系统中处于核心地位，完成台区用户电表负荷数据的采集工作，根据用户的用电情况发出停电告警信息，同时自动完成负荷类数据的采集任务；智能化效应还体现在拓扑信息识别采集领域。对于监控范围内的停电、恢复供电事件以及负荷数据的上传情况也可以及时记录。采集到的负荷数据能够推送到自动化系统，另外可以采集用电用户的电压电流信息，满足配网运维管理的相关要求。
2．采集系统优化。已知通过采集系统实现台区用户关系的识别功能，可以对获取的停电事件进行上报，同时提升采集系统的数据采集频率，信息采集效率由此显著提升。电力采集系统的关注点在于电压、电流、功率等多种参数，针对目标范围用户采集上述信息，而且采集数据需要精确到每个小时；监测获取的台区数据会被采集系统的数据中心接收，为开展用电服务提供重要的数据基础。供电服务体系存在对小时级别数据的应用需求，利用监测反馈的数据为制定服务方案提供依据。
集中器在采集系统中承担抄录用电数据和扩展采集频率的职责，属于非计量范畴内的数据信息都可以被集中器读取抄录；对于低压范围内的用户，则能够满足采集频率提升的需求。
采集系统的电能表的核心是通信模块，在通信模块中应用到载波通信原理，在足够电容的支撑下，对监测范围低压用户的停电和恢复供电事件进行实时采集并完整上报，集中器接收到采集系统上报的数据。配变终端在接收到上报的事件后，根据事件类型发出相应的告警处理信号，对电力系统中的分支箱和配变进行停电处理，并实现停电信息的实时上报效果。
3．自动化主站建设。采集系统强调精益化运行分析，通过自动化主站实现。如果出现新的智能配变终端信息，需要判断配变的状态，判断过程中关注到电压信息。自动化主站最终接收到上报的分析信息，这部分信息由指挥平台接收。如果存量台区表发生故障，基于光纤通信方式将故障告警信息上报，采集系统接收到上报信息后传输到指挥平台。此处需要确定信息从采集系统到指挥平台的最大时间长度，一般为5min。
4．配变终端建设。智能用电采集系统的智能化效应与配变重点建设关系密切，配变终端与自动化主站之间形成顺畅的通信关系，通信过程依托4G网络，光纤通信也是通信环境的选项之一。配变终端建设需要关注智能电容、调压变控制器等组件，采用RS485完成对各种电气设备组件的连接任务，实现监测采集效果。在配变终端体系中还实现用电监测、载波通信监测等多种监测效果，部分用电设备的监测对于频率和载波要求较低，因此可以采用宽带载波技术达到监测用电设备的目的。另外宽带载波监测还可以应用在低压设备监测、电能表监测的场景中。
在配变终端部分实现与集中器的集成化效果，此前所述集中器可以采集到智能电能表中的负荷数据信息，另外可以获取停电告警信息。智能配变终端获取停电告警信息的过程，需要事先与集中器形成互联关系；在两者互联互通的基础上，能够获取到电能表每个小时反馈的电压电流信息，并由此形成智能电能表的读数档案。配变终端承担读取集中器数据的职责，这项职责一般每小时执行一次；获取的信息应当反馈智能电能表在上一个时间单元内的电压、电流、功率等信息，并根据反馈的电能表数据信息建立记录文件；如果获取集中器上报的停电信息，则接收到的停电信息应当是报文形式。
5．配网一体化管控建设。
在建设一体化管控体系时需要综合考虑采集系统的功能，注意挖掘采集系统的潜力点；具体方向则是与互联网、物联网的融合。例如将物联网技术与采集系统相融合，发挥物联网技术对于电能表、分支箱等设备的监测优势，不仅扩展采集系统的接入能力，针对各类设备数据的监测效果也会进一步提升。
6．主站系统建设。对于采集系统的数据信息要加强使用力度，例如配变设施可能工作在异常状态，需要加强对设备异常状态和停电状态的监控力度，提升状态监测体系的响应能力和执行能力，达到完善采集系统的效果。另一方面需要扩展测量数据的类型，同时提升采集频率的能力，更好地适应配网运维管理体系扩展要求。
7．注意事项。采集系统的应用要关注到设备标准问题，由于采集系统面向的设备种类较多，客观上存在多种标准并行的局面。伴随着配网改造的不断深入，配网运维管理体系中的设备规约将逐步统一。因此应当根据电容器、温度传感器等不同设备的特征编制设备规约标准。针对集中器与配变终端的交互场景，未来逐步侧重于就地交互模式，通过就地交互达到上报采集数据、停电事件的效果。另外要注意智能电能表数据种类的要求，例如通过智能电能表获取的采集频率信息并不能满足阻抗分析的数据要求，需要通过算法深入处理得到结果；对于采集频率并没有建立统一的要求，一定程度上降低技术方案的执行效果。
二、采集系统应用效果
1．促进用户互动。采集系统实现就地集成效果，为开展智能电能表的大数据分析工作提供技术和数据支撑。主站系统提供的数据与大数据分析的需求吻合，数据转推路线同样满足要求。智能电能表的应用潜力被进一步拓展，也为分析监测范围内的用户用电行为提供了重要依据，即便对于非监测范围内的数据也可以进行分析，配网运维管理的价值进一步体现。用户互动效果需要数据作为基础，在发掘数据价值的基础上为负荷预测提供方便。
2．提升配网运维自动化。采集系统的应用显著扩充运维管理的范畴，实现网格化管理理念与配网运维管理体系的融合，智能监测范围进一步拓宽，成功实现对低压设备的配网运维效果。例如在电网体系发生低压停电的场景，同样作为采集系统配网运维计划的重要组成部分。用电范围的扩张间接导致短暂停电现象数量的提升，降低电网的供电服务质量。应用采集系统可以从容应对各种突发性事件的影响，提升配网运维管理的专业性和规范性。
3．加强预判能力。配网低压故障是电网体系的常见故障，应用采集系统可以有效预判配网低压故障。首先定位可能发生故障的区间，统计受到低压故障影响的用户数据信息；与此同时根据用户级别确定重要用户的用电状况，如果重要用户用电状况发生异常，则需要发出报警信号，将用电异常情况包含在报警信息中，反馈到电力运行监控人员处，为异常故障信息到作业平台的传输提供条件。用电用户同样可以接收到采集系统发出的停电事件信息，进而掌握电网系统的实时状态。在预判故障的基础上为检修人员争取宝贵的时间，充分体现精益化管理理念。
结束语：智能用电采集系统的开发，充分适应用电监测管理场景复杂化的需求，也为配网运维管理体系的升级更新提供有效途径，全面推动智能化理念与用电采集体系的深度融合。
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