我国的电力事业正在快速发展，构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系势在必行。落后的电能量信息采集方式阻碍了供电企业电力营销智能化管理水平的提高，采集方式的改变迫在眉睫。电能量信息采集与监控系统在供电企业营销管理中的开发与应用，能够有效提高工作效率以及电网的经济运行水平，从而推进供电企业营销管理智能化进程^[1]。

目前包头供电局电能量信息采集方式主要是使用抄表器抄表和IC卡预付费电能量数据采集2种方式。现场使用抄表器采集电能表数据，直接计算出电费，较为方便，且提高了电量计算的准确性；IC卡预付费电能量数据采集方式是让用户根据自己的用电情况提前购买电量，购买的电量使用完毕后，电能表自动断电。IC卡预付费电能表的使用解决了供电企业普遍存在的收费难问题。但是，这2种方式仅仅是简化了抄表或催费工作的工作量，没能真正解决自动抄表和负荷管理等问题。

针对目前电能量信息采集方式存在的问题，2012年包头供电局进行了电能量信息采集与监控系统的开发与应用，依托自动控制、高速通信、快速存储等技术，实现对运行电能表数据的自动采集、传递，并进行实时记录、整体分析。电能量信息采集与监控系统主要由主站、传输信道、采集终端3部分组成。

电能量信息采集与监控系统的主站是整个系统的管理中枢^[2]，是该系统的指挥中心，同时又是数据采集和处理中心，通过数据汇总和业务处理实现管理区域的用电监测、负荷控制、供电质量分析、线损分析、客户节能评估等功能。主站的硬件设备及软件系统的性能将直接决定电能量信息采集与监控系统的稳定性和可靠性。电能量信息采集与监控系统主站的物理结构如图 1所示。

图1(Figure 1)

图1 电能量信息采集与监控系统主站的物理结构

电能量信息采集与监控系统的传输信道用来实现主站和电能采集终端之间的通信^[3]，传输信道只有满足稳定、可靠的技术特性要求，才能构建起系统主站、采集传输终端、电能表之间的通信连接，确保采集终端能够实时、准确地响应主站系统命令。目前使用的传输信道方式主要有光纤网络通信、GPRS/CDMA通信、230 MHz无线通信、PSTN有线信道4种。

在确定电能量信息采集与监控系统数据传输信道时，应首先选择电力专用以太光纤网络；其次应用无线公共网络中的GPRS/CDMA通信技术，构建虚拟数据传输通信网络，实现无线终端与数据采集系统的通信；同时也要利用供电企业现有的无线通信专网资源。选择信道时要按优选原则采用其中1种或同时采用多种传输信道方式，根据用户线路长度、用户集中密度的不同，以及用户计量装置安装位置信号接收程度等实际情况，综合利用各类信道的优势，相互弥补，实现准确采集电能量信息的目的。几种电能量信息采集传输信道方式特点对比情况如表 1所示。

表1(Table 1)

表 1 电能量信息采集传输信道方式特点对比

表 1 电能量信息采集传输信道方式特点对比

电能量信息采集与监控系统的采集终端是转载用户端，受主站监控，负责各信息采集点的电能数据采集、数据传输，执行、转发主站下发的控制命令到各个设备，用来实现数据采集、冻结数据的上报以及执行主站命令等功能。采集终端主要有5种：变电站电能量终端、大客户负荷管理终端、专用变压器负荷管理终端、公用配电变压器监测终端、低压居民集抄设备^[4]。

电能量信息采集与监控系统的建立，实现了电能量信息自动采集、电量异常监测、电能质量监控、用电分析、线损管理以及负荷管理等功能。

电能量信息采集与监控系统的首要功能就是实现了自动抄表。应用该系统将采集点日冻结数据上报到服务器，抄表员根据抄表例日调取报表，查看电能表的指示数，再在营销管理信息系统中按表本发行电量，即完成抄表发行工作。

自动抄表功能的实现，杜绝了人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等错误，以及人工抄表时间跨度大、无法抄录同一时间数据等问题。系统自动抄表，随时获取用户的各种运行电能量数据，全面提高了抄表工作质量及工作效率。电能量信息采集与监控系统采集的数据如图 2所示。

图2(Figure 2)

图2 电能量信息采集与监控系统的采集数据截屏图

通过在线监测每条线路的采集点数以及终端，尤其是在采集系统中对高损耗线路及电量异常波动用户的实时监控，能够及时分析现场情况，为线损分析提供真实、可靠的依据。例如：包头供电局幸福913线某天的线损数据为9.85%，高于日标准值。对该条线路的所有采集点数据进行召测，发现有1户采集点数据缺失。对设备消缺后重新召测该数据，计算该条线路的线损为5.07%，指标恢复正常。

线损实时统计功能截图如图 3所示。利用实时线损统计功能，对高损耗线路的异常情况进行分析，有效修补电量流失漏洞；同时利用电能量信息采集与监控系统实时监测计量设备运行工况，对客户用电负荷进行在线监测，可及时发现异常并快速处理，有效提高了电力营销精细化管理水平^[5]。

图3(Figure 3)

图3 线损实时统计功能截屏图

在实际工作中，供电企业人员利用电能量信息采集与监控系统召测每位客户的电能表指示数、功率、相位角等数据，及时、准确地掌握客户的电量使用情况，进行动态分析，一旦用户的电量出现异常，可将其设为重点用户，进行实时监测^[6]。数据召测功能截图如图 4所示。

图4(Figure 4)

图4 数据召测功能截屏图

包头供电局用电检查人员通过电能量信息采集与监控系统发现：根据包头站服务综合楼采集的数据，计算出的用电量与现场核定的用电量不符。之后用该系统对用户进线电压进行了召测，召测结果为缺少2相电压，而该用户是采用3相计量用电，在缺少2相电压数据的情况下，仍能正常用电。检查人员立即赶赴现场检查计量装置，发现该用户擅自开启计量装置，将U、V两相电压线金属正常接触部分加装绝缘套后压入表内，致使计量装置不准确，属于窃电行为。

电能计量数据是用电营销管理最基础、最核心的数据，其准确性、及时性直接影响其他用电信息的计算、统计、分析。因此，电能量信息采集与监控系统的实际应用，能够为线路改造、电网规划以及需求侧管理提供准确的依据。另外还能通过电压、电流的曲线图分析变压器是否过负荷、三相负荷分配是否均匀等问题，从而确保了安全用电，达到科学用电、节能降耗的目的。电能质量曲线分析截图如图 5所示。

图5(Figure 5)

图5 电能质量曲线分析截屏图

电能量信息采集与监控系统的应用，减少了抄表和台区巡视的工作量，营销人员在办公室微机上就能完成计量装置在线监测、用户用电量实时采集、计算电费等工作。当用户电费不足时，远程控制系统会进行余额报警或发送欠费信息到用户手机并中断供电，提醒用户充值缴费。同时，按预设时间，对采集终端的数据进行抄收，并导入营销管理系统，集数据抄核收、信息监控、线损分析于一体，降低了工作人员的工作强度，使工作人员有更多的精力投入到营销基础资料管理、用电客户服务等方面，从而改善供电企业人员的服务质量，提高企业管理的内在素质，促进供电企业服务水平的进一步提高。

供电企业信息化建设正在向企业生产、营销、决策服务方面发展。电能量信息采集与监控系统的建立，使得自动化技术与电能信息采集业务有效结合，完善了营销管理业务功能，为电网的经济、安全运行提供了分析依据，加快了电力企业智能电网建设的步伐，可为电力企业带来较大的经济效益和社会效益。