用户用电信息采集系统

用户用电信息采集系统

电力用户用电信息采集系统（power user electric energy data acquire system）是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。

国家电网规划，2014年底用电信息采集系统覆盖率达到100%，对直供直管区域内所有用户实现“全覆盖、全采集、全费控”。据统计资料显示，截止2010年年底，各省基本完成15%的覆盖要求。《2013-2017年中国用电信息采集系统行业发展前景与投资预测分析报告》[1] 表示，与国家电网相比，南方电网和农村电网用电信息采集系统普及时间短，覆盖率低，容量合计约是国家电网的50%。目前南方电网正积极制定各项标准，农网划归国家电网直属后也将加大用电侧改造力度。

另一方面，2010年11月，国家发改委、电监会、能源局等六部委联合印发《电力需求侧管理办法》，该办法的出台意味着国家电网公司“全覆盖、全采集”的要求将推广到全国电网，从而打开了用电信息采集系统的市场容量空间。据此预计，未来4到5年专网终端年均需求22.5万台，公网终端年均需求90万台。“十一五”期间，国家电网对用电信息采集系统的投资不足70亿元，而“十二五”期间，国家电网对用电信息采集系统的投资将超过500亿元。在全套用

电信息采集系统中，终端电表的招标建设进度是最快的，2010年实际完成量超过年初计划30%。行业投资的大幅增加以及行业快速增长，意味着用电信息采集系统行业将步入到高成长的周期。

用户用电信息采集系统是通过对配电变压器和终端用户的用电数据的采集和分析，实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析，最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查（防窃电）、负荷预测和节约用电成本等目的。建立全面的用户用电信息采集系统需要建设系统主站、传输信道、采集设备以及电子式电能表（即智能电表）。目前国网公司用电信息采集覆盖率为 4.5%。

用电信息采集终端类型如下：

用电信息采集终端是对各信息采集点用电信息进行采集，从而实现数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备，简称采集终端。

用电信息采集终端按应用场所分类，可分为专用变压器采集终端、集中抄表终端、分布式能源监控终端等类型。

（1）专用变压器采集终端。专用变压器采集终端是对专用变压器用户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。

（2）集中抄表终端。集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换

的设备。采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息，并可与集中器交换数据的设备。

（3）分布式能源监控终端。分布式能源监控终端是对接入公用电网的用户侧分布式能源系统进行监测与控制的设备，可以实现对双向电能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令对分布式能源系统接入公用电网进行控制。

用电信息采集系统在物理架构上可分为主站、通信信道、现场终端3个层次：

（1）系统主站主要由营销系统服务器（包括数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器）、前置采集服务器（包括前置服务器、工作站、GPS时钟、安全防护设备）以及相关的网络设备组成。

（2）通信信道是指系统主站与终端之间的远程通信信道，主要包括光纤专网、GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网、中压电力线载波专网等。

（3）现场终端是指安装在信息采集点的采集终端设备，主要包括专用变压器采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）等。

在电力系统中,电能表和数据采集终端是常用的生产设备,随着电力行业的发展,自动化生产和管理水平的提高,在设备间进行数据交换变得十分频繁。不同设备间的数据交换必然引起数据通信帧的识别和相互兼容问题,因此,对目前常用的协议进行归纳总结,设计一种通用的解析和生成算法,对解决设备间进行多协议兼容及提高相关程序的健壮性和可维护性具有重要意义。本文首先根据实际工作中的经

验,对目前常用的协议解析方法进行分析,指出了其不足。在此基础上,设计实现了一种通用的解析/生成算法。该算法在结构上实现了程序和数据分离,使得在实现算法时,可以仅关心算法流程,而不必关心不同协议的具体数据。在技术实现上,无论是上位机还是下位机,都可以根据实际开发平台进行代码实现,而不必局限于实现的具体工具。本文主要研究在上位机与电子式电能表或数据采集终端设备之间,以及下位机与下位机之间进行通信时,对数据帧进行生成与解析的通用算法。算法通过使用面向对象的方法,以程序与数据分离为原则,将具体协议数据以外部数据源的形式提供,程序仅实现算法。该算法具有通用性强、适用范围广的优点,封装后的对象可用于上位机软件相关通信程序的编写,算法及设计思路也可用于下位机通信相关程序或硬件传输协议的设计。该设计已在实际工作中得到应用和验证,效果良好。