配电网自动化技术第七章 电力用户用电信息采集
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• 1）电表带读卡和储值功能。用户必须通过售电窗口购电， 电表将磁卡信息读入并存储，电表连续计算用电并扣除电费， 显示剩余电量/费，余额不足跳闸，续购电后复电。
• 2）电表通过网络获取储值。通过通信网络将用户交费信息 下发到电表，电表储值，连续计算用电并扣除电费，显示剩 余电量／费，余额不足跳闸，续购电后复电。免除用户到窗 口购电，存在电费下发不及时的问题。
居民用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值； 事件记录：电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
公用配变考核计量点
电能数据：总电能示值、总电能量、最大需量等； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据； 事件记录：电能表记录的事件记录数据。
• 该方式适用于电能表集中安装、用电负载特性变化较大的区 。
RS-485
集中器
RS-485
采集器
电能表
RS-485
图7-12 RS-485 总线通信组网
• 该通信方式适用于电能表位置较分散、布线较困难、用电负 载特性变化较小的台区。
集中器
.
电力线 图7-13 低压电力 线载波通信组网
A相
B相
C相
载波 电能表
((o))
((o))
((o))
厂站终端
专变终端
公变终端
低压集抄终端
计量设备
计量设备
计量设备
计量设备
省市两级分布式部署方案
主站层
省级应用（营销系统省公 司采集业务应用）
地市级应用（营销系统地 市公司采集业务应用）
一级系统数据平台（省公司营销系统采集数据平台）
一级主站
二级主站
主站层
二级系统数据平台（地市公司营销系统采集数据平台）
前置采集服务器
通信信道
光纤专网
GPRS/CDMA 无线公网
230MHz 无线专网
其他通信信道
图7-2 系统物理 架构图
载波
采集设备
无线 RS-485
载波
RS-485
采集器 RS-485
集中器 RS-485
电表
应用部署模式—网省集中式部署方案
省（直辖市） 应用
地市（供电公司） 应用
主站层
集中式用电信息采集系统（营销系统采集业务）
第7章
电力用户用电信息 采集系统
• 电力用户用电信息采集系统是用电信息采集、处 理和实时监控的自动化系统，是智能配电网的一 个重要组成部分。
• 用电信息采集系统在逻辑上分为主站层、通信信 道层、采集设备层三个层次。
• 系统可以按照统一的接口规范和接口要求，实现 与“SG186”等系统连接，实现数据共享。
磁带库 备份服务器 应用 服务器
数据 服务器
磁盘阵列 WEB服务器
ATM/DTM
…
1组
前置采集平台 n组 前置服务器集群
防火墙
路由器
GPS时钟
多串口设备
图7-6 营销系 统地市分布式 部署两级系统
物理架构
光纤专网
GPRS、CDMA1X等 无线公网信道
230MHz 无线专网
中压载波专网信 道
((o))
…
1组
前置采集平台 n组 前置服务器集群
防火墙
路由器
GPS时钟
多串口设备
图7-8 营销系 统网省集中 部署两级系 统物理架构
光纤专网
GPRS、CDMA1X等 无线公网信道
230MHz 无线专网
中压载波专网 信道
((o))
((o))
((o))
((o))
厂站终端
专变终端
公变终端
低压集抄终端
计量设备
计量设备
信
信 道
230MHz无线专网
层
其他通信信道
采集请求、设置参数、控制指令
终端数据、执行返回等
专变
专变
远程
集中
采 终端ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
终端
多功 能表
器
集
设
备
集中 器
采集 器
采集 器
层 计量
计量
设备
设备
载
载
波… 波
表
表
电
电
能… 能
表
表
电
电
能…能
表
表
图7-1 系统逻辑 架构图
系统总体架构
系统主站
营销系统主站
数据库服务器
…
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 中压载波、光纤专网等
图7-7 营销系统 网省集中部署两 级系统逻辑架构
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
省市两级分布式部署方案
接一级系统
前置采集数据库
数据 服务器
磁盘阵列
系统主站 通信信道 采集设备
中小型专变用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 事件记录：终端和电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
三相一般工商业用户 单相一般工商业用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值、最大需量等； 事件记录：电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
RS-485
抄表集 中器
其他终端
电能表 智能设备 U盘
笔记本
图7-10 公用配电变压器监测终端通信接口配置
7.4 集中抄表系统
主站
供电公司
集中器
通信网
集中器
远程信道
台区公用 配电室或 集中器表箱
采集器
… 电能表
采集器
采集器
… 电能表
…
…
电能表
图7-11 集中抄表系统基本结构
本地信道 低压用户
7.4.3 通信组网
采集对象 大型专变用户
数据类别
电能数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率囚数等： 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据； 事件记录：终端和电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息、负荷控制信息等。
7.3 公变监测系统
通信网
公用配电 变压器监测
主站
公用配电U 变压器监测I
终端
公用配电U 变压器监测I
无功补偿
终端 无功补偿
电能表 电容器组
电能表 电容器组
7.3 公变监测系统
主站
手持式终端
公网 专网
远程接口
级
红外 设
联
置 微功率 接
终端
转 发
无线 口
接
口
抄表接口 RS-485
维护接口 USB RS-232
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 RS232专线、光纤专网等
图7-3 集中式 系统逻辑结构
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
应用部署模式—网省集中式部署方案
系统主站 省（直辖市）工作站
地市1工作站
…
地市n工作站
应用 磁带库 备份服务器 服务器
7.1系统方案----预付费方式
1.主站具备两种形式的预付费功能。
• 第一种是主站实时采集用户当前用电量或每日采集用户日冻 结电量，交给营销计费业务计算用户剩余电费，将当前剩余 电费下发给终端或者电表做信息指示，在剩余电费不足时下 发跳闸指令停止电力供应，在用户续交电费后通过网络通信 恢复供电。
• 第二种是将用户交费信息发送到现场，通过网络通信传到终 端或电表，或者使用电卡传给电表，由现场设备直接执行预 付费用电控制。
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 中压载波、光纤专网等
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
图7-5 营销系统 地市分布式部署 两级系统逻辑
架构
省市两级分布式部署方案
系统主站 工作站
工作站
…
工作站
通信信道
采集设备
接一级系统
地市公司营销系统主站
• 3）电表执行网络指令。主站连续计算当前剩余电费信息并 下发到电表，电表显示当前剩余电费并执行主站的停电跳闸 指令，用户交费后网络复电，存在电费下发不及时的问题。
系统总体架构
主
营销采集业务应用
站
层
前置采集平台
数据库
采集请求、设置参数、控制指令
终端数据、执行返回等
通
光纤专网
GPRS/CDMA无线公网
计量设备
计量设备
7.2 通信信道
• 远程通信网络完成主站系统和现场终端之间的数据传输通信 功能，现场终端到主站的距离通常较远，在一到数百公里范 围。适用于用电信息采集系统的远程通信网络主要有配电网 光纤专网，GPRS、CDMA、3G等无线公网，230MHz负荷 管理专用无线网络，中压电力线载波这四种网络，主站可以 同时支持各种通信信道。
7.1系统方案----对象分类及采集要求
• 电力用户用电信息采集系统的采集对象包括所有电力用户， 如：专线用户、各类大中小型专变用户、各类380/220V 供电的工商业用户和居民用户、公用配变考核计量点等。
• 将用户分为六大类：大型专变用户、中小型专变用户、三 相一般工商业用户、单相一般工商业用户、居民用户、公 用配变考核计量点
• 本地信道用于现场终端到电表的通信连接，高压用户在配电 房电表处就近安装专变采集终端，采用RS-485方式与电表 连接。而在低压用户中，在一个公用配变下有大量电力用户， 用电容量小，计量点分散。为了将信息采集系统的成本控制 在一个可接受的范围内，需要通过一个低成本的本地信道方 式将信息集中，再进行远程传输到系统主站。在低成本解决 方案中，低压电力线载波、微功率无线网络、RS-485通信 都是可选择方案。
营销系统主站
数据 服务器
磁盘阵列 WEB服务器
ATM/DTM
…
1组
前置采集平台 n组 前置服务器集群
防火墙
路由器
GPS时钟
多串口设备
图7-4 集中式 系统物理结构
通信信道 采集设备
光纤专网
GPRS、CDMA1X等 无线公网信道
230MHz 无线专网
中压载波专网 信道
((o))
((o))
((o))
((o))
7.4.3 通信组网
• 该方式适用于电能表位集中、 用电负载特性变化较大的台区。
集中器
433MHz 小无线
采集器 RS-485
采集器
2.4GHz 小无线
采集器 RS-485
电能表
主站
网络通信
采集器 RS-485
电能表
图7-14 微功率无线通信组网
图7-15 网络通信组网
2.专变采集终端也有两种形式：
• 第一种是执行主站下发的指令，显示用户当前剩余电费信息、 执行停电跳闸命令。
• 第二种是接收主站下发的用户交费信息，连续采集用户用电 信息，计算当前剩余电费，电费不足时跳闸停电，接到主站 的续交电费信息后复电。
7.1系统方案----预付费方式
• 低压用户电表实现预付费功能有以下三种形式：
厂站终端
专变终端
公变终端
低压集抄终端
计量设备
计量设备
计量设备
计量设备
省市两级分布式部署方案
主站层
一级系统应用（省公司营 销系统采集业务应用）
一级系统数据平台（省公司营销系统采集数据平台）
一级主站
二级主站 主站层
二级系统应用（地市公司 营销系统采集业务应用）
二级系统数据平台（地市公司营销系统采集数据平台）
• 2）电表通过网络获取储值。通过通信网络将用户交费信息 下发到电表，电表储值，连续计算用电并扣除电费，显示剩 余电量／费，余额不足跳闸，续购电后复电。免除用户到窗 口购电，存在电费下发不及时的问题。
居民用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值； 事件记录：电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
公用配变考核计量点
电能数据：总电能示值、总电能量、最大需量等； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据； 事件记录：电能表记录的事件记录数据。
• 该方式适用于电能表集中安装、用电负载特性变化较大的区 。
RS-485
集中器
RS-485
采集器
电能表
RS-485
图7-12 RS-485 总线通信组网
• 该通信方式适用于电能表位置较分散、布线较困难、用电负 载特性变化较小的台区。
集中器
.
电力线 图7-13 低压电力 线载波通信组网
A相
B相
C相
载波 电能表
((o))
((o))
((o))
厂站终端
专变终端
公变终端
低压集抄终端
计量设备
计量设备
计量设备
计量设备
省市两级分布式部署方案
主站层
省级应用（营销系统省公 司采集业务应用）
地市级应用（营销系统地 市公司采集业务应用）
一级系统数据平台（省公司营销系统采集数据平台）
一级主站
二级主站
主站层
二级系统数据平台（地市公司营销系统采集数据平台）
前置采集服务器
通信信道
光纤专网
GPRS/CDMA 无线公网
230MHz 无线专网
其他通信信道
图7-2 系统物理 架构图
载波
采集设备
无线 RS-485
载波
RS-485
采集器 RS-485
集中器 RS-485
电表
应用部署模式—网省集中式部署方案
省（直辖市） 应用
地市（供电公司） 应用
主站层
集中式用电信息采集系统（营销系统采集业务）
第7章
电力用户用电信息 采集系统
• 电力用户用电信息采集系统是用电信息采集、处 理和实时监控的自动化系统，是智能配电网的一 个重要组成部分。
• 用电信息采集系统在逻辑上分为主站层、通信信 道层、采集设备层三个层次。
• 系统可以按照统一的接口规范和接口要求，实现 与“SG186”等系统连接，实现数据共享。
磁带库 备份服务器 应用 服务器
数据 服务器
磁盘阵列 WEB服务器
ATM/DTM
…
1组
前置采集平台 n组 前置服务器集群
防火墙
路由器
GPS时钟
多串口设备
图7-6 营销系 统地市分布式 部署两级系统
物理架构
光纤专网
GPRS、CDMA1X等 无线公网信道
230MHz 无线专网
中压载波专网信 道
((o))
…
1组
前置采集平台 n组 前置服务器集群
防火墙
路由器
GPS时钟
多串口设备
图7-8 营销系 统网省集中 部署两级系 统物理架构
光纤专网
GPRS、CDMA1X等 无线公网信道
230MHz 无线专网
中压载波专网 信道
((o))
((o))
((o))
((o))
厂站终端
专变终端
公变终端
低压集抄终端
计量设备
计量设备
信
信 道
230MHz无线专网
层
其他通信信道
采集请求、设置参数、控制指令
终端数据、执行返回等
专变
专变
远程
集中
采 终端ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
终端
多功 能表
器
集
设
备
集中 器
采集 器
采集 器
层 计量
计量
设备
设备
载
载
波… 波
表
表
电
电
能… 能
表
表
电
电
能…能
表
表
图7-1 系统逻辑 架构图
系统总体架构
系统主站
营销系统主站
数据库服务器
…
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 中压载波、光纤专网等
图7-7 营销系统 网省集中部署两 级系统逻辑架构
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
省市两级分布式部署方案
接一级系统
前置采集数据库
数据 服务器
磁盘阵列
系统主站 通信信道 采集设备
中小型专变用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 事件记录：终端和电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
三相一般工商业用户 单相一般工商业用户
电能数据：总电能示值、各费率电能示值、最大需量等； 事件记录：电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息等。
RS-485
抄表集 中器
其他终端
电能表 智能设备 U盘
笔记本
图7-10 公用配电变压器监测终端通信接口配置
7.4 集中抄表系统
主站
供电公司
集中器
通信网
集中器
远程信道
台区公用 配电室或 集中器表箱
采集器
… 电能表
采集器
采集器
… 电能表
…
…
电能表
图7-11 集中抄表系统基本结构
本地信道 低压用户
7.4.3 通信组网
采集对象 大型专变用户
数据类别
电能数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量； 交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率囚数等： 工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息； 电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据； 事件记录：终端和电能表记录的事件记录数据； 其他数据：预付费信息、负荷控制信息等。
7.3 公变监测系统
通信网
公用配电 变压器监测
主站
公用配电U 变压器监测I
终端
公用配电U 变压器监测I
无功补偿
终端 无功补偿
电能表 电容器组
电能表 电容器组
7.3 公变监测系统
主站
手持式终端
公网 专网
远程接口
级
红外 设
联
置 微功率 接
终端
转 发
无线 口
接
口
抄表接口 RS-485
维护接口 USB RS-232
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 RS232专线、光纤专网等
图7-3 集中式 系统逻辑结构
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
应用部署模式—网省集中式部署方案
系统主站 省（直辖市）工作站
地市1工作站
…
地市n工作站
应用 磁带库 备份服务器 服务器
7.1系统方案----预付费方式
1.主站具备两种形式的预付费功能。
• 第一种是主站实时采集用户当前用电量或每日采集用户日冻 结电量，交给营销计费业务计算用户剩余电费，将当前剩余 电费下发给终端或者电表做信息指示，在剩余电费不足时下 发跳闸指令停止电力供应，在用户续交电费后通过网络通信 恢复供电。
• 第二种是将用户交费信息发送到现场，通过网络通信传到终 端或电表，或者使用电卡传给电表，由现场设备直接执行预 付费用电控制。
通信平台（前置采集）
通信层
230M、GPRS、CDMA1X、PSTN、ADSL、 中压载波、光纤专网等
采集层 采集终端（厂站终端、专变终端、公变终端、低压集抄终端）
图7-5 营销系统 地市分布式部署 两级系统逻辑
架构
省市两级分布式部署方案
系统主站 工作站
工作站
…
工作站
通信信道
采集设备
接一级系统
地市公司营销系统主站
• 3）电表执行网络指令。主站连续计算当前剩余电费信息并 下发到电表，电表显示当前剩余电费并执行主站的停电跳闸 指令，用户交费后网络复电，存在电费下发不及时的问题。
系统总体架构
主
营销采集业务应用
站
层
前置采集平台
数据库
采集请求、设置参数、控制指令
终端数据、执行返回等
通
光纤专网
GPRS/CDMA无线公网
计量设备
计量设备
7.2 通信信道
• 远程通信网络完成主站系统和现场终端之间的数据传输通信 功能，现场终端到主站的距离通常较远，在一到数百公里范 围。适用于用电信息采集系统的远程通信网络主要有配电网 光纤专网，GPRS、CDMA、3G等无线公网，230MHz负荷 管理专用无线网络，中压电力线载波这四种网络，主站可以 同时支持各种通信信道。
7.1系统方案----对象分类及采集要求
• 电力用户用电信息采集系统的采集对象包括所有电力用户， 如：专线用户、各类大中小型专变用户、各类380/220V 供电的工商业用户和居民用户、公用配变考核计量点等。
• 将用户分为六大类：大型专变用户、中小型专变用户、三 相一般工商业用户、单相一般工商业用户、居民用户、公 用配变考核计量点
• 本地信道用于现场终端到电表的通信连接，高压用户在配电 房电表处就近安装专变采集终端，采用RS-485方式与电表 连接。而在低压用户中，在一个公用配变下有大量电力用户， 用电容量小，计量点分散。为了将信息采集系统的成本控制 在一个可接受的范围内，需要通过一个低成本的本地信道方 式将信息集中，再进行远程传输到系统主站。在低成本解决 方案中，低压电力线载波、微功率无线网络、RS-485通信 都是可选择方案。
营销系统主站
数据 服务器
磁盘阵列 WEB服务器
ATM/DTM
…
1组
前置采集平台 n组 前置服务器集群
防火墙
路由器
GPS时钟
多串口设备
图7-4 集中式 系统物理结构
通信信道 采集设备
光纤专网
GPRS、CDMA1X等 无线公网信道
230MHz 无线专网
中压载波专网 信道
((o))
((o))
((o))
((o))
7.4.3 通信组网
• 该方式适用于电能表位集中、 用电负载特性变化较大的台区。
集中器
433MHz 小无线
采集器 RS-485
采集器
2.4GHz 小无线
采集器 RS-485
电能表
主站
网络通信
采集器 RS-485
电能表
图7-14 微功率无线通信组网
图7-15 网络通信组网
2.专变采集终端也有两种形式：
• 第一种是执行主站下发的指令，显示用户当前剩余电费信息、 执行停电跳闸命令。
• 第二种是接收主站下发的用户交费信息，连续采集用户用电 信息，计算当前剩余电费，电费不足时跳闸停电，接到主站 的续交电费信息后复电。
7.1系统方案----预付费方式
• 低压用户电表实现预付费功能有以下三种形式：
厂站终端
专变终端
公变终端
低压集抄终端
计量设备
计量设备
计量设备
计量设备
省市两级分布式部署方案
主站层
一级系统应用（省公司营 销系统采集业务应用）
一级系统数据平台（省公司营销系统采集数据平台）
一级主站
二级主站 主站层
二级系统应用（地市公司 营销系统采集业务应用）
二级系统数据平台（地市公司营销系统采集数据平台）