0 引言

随着电网建设规模的不断加大，国内各大电网在不断发展物理电网的同时，开始将许多现代科技，如计算机技术、信息技术、通信技术以及控制技术逐步与物理电网紧密结合，设计了许多科学的电网管理及应用体系。其中，在电能量信息采集方面，电能量信息采集与监控系统以其强大的数据监测、分析功能和对现场设备实时控制的能力，得到了广泛推广使用，成为现代电网营销体系最重要的系统之一^[1]。

自2008年内蒙古电力（集团）有限责任公司（以下简称内蒙古电力公司）营销技改项目启动以来，电能量信息采集与监控系统一直是重点建设和维护的项目。由于该系统能够实现电能量信息采集、用电实时监控、计量异常监测、电能质量监测、用电分析、线损管理和负荷管理等功能，在实际工作中，对数据采集、节约用电、防止窃电、降低线损方面都起到了巨大的作用。本文详细介绍了呼和浩特供电局电能量信息采集与监控系统（以下简称采控系统）的应用情况，供同行参考。

1 采控系统构成

采控系统主要由主站系统、通信通道、采集终端3部分组成。

1.1 主站系统

主站系统是整个系统的管理中枢，可实现命令下发、终端管理、数据分析、系统维护、外部接口等功能。

主站系统由硬件和软件2部分组成，这2部分的性能直接决定了主站系统的运行稳定性和可靠性。主站系统主要包括前置机、数据库服务器、应用服务器、采控管理软件4大部分，各级基层供电局将采控终端所采集到的数据，通过多种通信方式传递到主站前置机，前置机将其转发至主站服务器，主站服务器再通过复制服务器将数据转发到营销运行数据库以及数据中心数据库，实现数据分析、储存以及后续的管理、下发等功能。

1.2 信道

信道用于实现主站和电能量信息采集终端之间的通信连接，包括GPRS、CDMA、以太网和PSTN电话线等方式。由于主站系统与终端所处位置距离较远，一般采用远程通信方式。

1.2.1 GPRS或CDMA通信方式

GPRS或CDMA通信方式主要是基于移动、联通、电信三大通信网络运营商的通信网，利用公用通信网络进行数据传输。由于减少了网络维护工作，因此该种通信方式的成本较低。但是，通信范围受网络覆盖率的制约，而且通信时由于手机用户对信道的抢占，以及不同地区网络基站信号强度的不同，在传输数据时可能会发生数据丢失或传输失败情况，所以，该种通信方式的安全性、可靠性不高。

1.2.2 PSTN电话线方式

PSTN电话线方式及普通的电话拨号模式，由电力公司负责铺设相应的电话线路并进行维护，设置拨号号码，即可用拨号的方式进行数据传输。这样虽然增加了铺设线路及维护的工作以及施工和后期的维护成本，但是能够保证数据传输可靠、安全。由于需要铺设专用的电话通信线，所以此项传输方式仅局限于变电站关口电能量的采集与监测。

1.2.3 以太网光纤通信方式

利用光信号可以在光纤通道中传输的原理，以及光信号与电信号之间可以相互转换的技术实现此项通信方式。由于光纤设备投入使用后易于维护，且光纤传输信号距离远、可靠性高，信息传输较为安全，因此目前变电站采用以太网光纤通信方式更为经济合理^[2]。

1.3 电能量信息采集终端

电能量信息采集终端主要实现数据的采集、冻结数据的上报和主站下发命令的执行。

电能量信息采集终端采集的数据主要有电能量示值，系统二次电流、电压等参数，日冻结数据及报表，电能表运行工况，告警事件等。采集终端应具备多种通信方式，且至少具有2路RS485数据抄表接口^[3]。

2 采控系统的实现方式 2.1 公变终端、专变终端及大客户终端

在内蒙古电网呼和浩特供电局配电网中，通常情况下公变终端、专变终端、大客户终端均采用GPRS通信方式。现场电能表与采控终端之间的通信方式主要有电力线载波、微功率无线、红外线接口、RS485通信接口等。在公变终端中，由于台区所带电能表数量较多，一般采用电力线载波通信方式将电能表中数据汇集到采控终端进行转发及储存；在专变终端及大客户终端中，由于电能表与终端装设在一起，因此采用单独的RS485 数据线，通过RS485数据接口进行传输以保障信息传输的安全性和可靠性。

当物理连接正确无误且终端已在现场调试上线后，便可以在后台采控系统中建立档案，将现场电能表及终端信息录入系统，将对应的参数通过GPRS网络下发到终端后，进而实现数据远程抄读以及现场远程控制，完成如远程缴费充值、远程终端复位、保电与解除保电等操作。

2.2 变电站终端

在呼和浩特供电局管辖范围内的变电站中，大部分已经通过信息网络改造工程铺设专门用来通信的光纤信道，只有少数变电站依然使用PSTN电话线信道进行数据传输。

变电站终端与现场电能表之间的传输方式有2种：

（1） 直接利用RS485通信线将所有电能表并联接入电能量采集终端进行数据采集；

（2） 对于距离采集终端较远的电能表，普通RS485数据传输距离无法满足要求，需要使用光端机，将电能表抄表RS485通信接口输出的电信号转换为光信号，通过光纤传输至采控终端侧，再将光信号转换为电信号，由采控终端进行数据收集及储存。

变电站终端与主站之间的通信方式主要分2种，即前文所说的以太网信道与PSTN 电话线信道。通过铺设好的信道，将通信线接入采控终端相应的数据接口，完成数据设置后便可调试采控终端上线运行。在后台建立档案，进行数据下发等操作。

3 采控系统应用

在营销管理系统中将工作票传递完毕后，便可在采控系统中进行档案建立、参数下发、数据召测、报表分析等一系列操作。

3.1 数据召测

数据召测是采控系统中最常用的一项功能，利用此项功能可以召测终端、电能表及低压用户表的实时、历史数据，透传抄读低压电能表数据。通过数据召测，远程召回现场终端及电能表的版本信息，电流、电压、电能量示值，日冻结数据等参数，同时还可以将电能表参数曲线召回，用于负荷分析、故障判断等。实现对数据的实时监测后，工作人员不必再到现场抄读数据，有效减少了工作人员的工作量。实时数据召测应用截屏如图 1所示。

3.2 值班管理

值班管理的主要功能是对终端运行中的数据进行分析与统计，从而实现对现场情况的实时监测^[4]。可以对值班日志、所发生的事件、操作记录进行查询，还能够统计出终端、信道运行情况，对终端异常状态或不在线状态进行监测。值班管理功能事件查询应用截屏如图 2所示。

3.3 线损管理

线损管理功能不但可以为营销业务中线损分析工作提供数据，也可以在确定线损考核指标后，自动对高压线路、低压台区等进行线损分析并生成各种报表以供查询（见图 3）。在线损管理中，可以进行线损查询、线损图表分析、母线电量平衡分析、变损分析等。各分局在统计线损过程中，能够清楚、直观地看到线路的线损情况，可为高损线路的改造及维护提供参考依据。

3.4 报表管理

报表管理功能是在运行管理人员进行了档案维护后，根据系统内维护的具体档案信息和终端上报的相应数据生成各类报表，以供工作人员查询，生成的用户电流数据报表截屏见图 4所示。具体生成的报表包括档案报表、数据报表、事件报表、运行情况报表、线损报表。通过对各类报表的查询，可以在后台完全了解现场运行情况并做出详尽的说明。例如，某用户在运行过程中发生失压或失流故障，导致计量差错，而且一旦故障时间超过系统中保存的冻结数据时间，在冻结数据中便难以查到当时的数据。此时，即可利用报表管理功能，查询到故障时间以及故障时的电量，从而进行电量追补。

3.5 计量网络

计量网络功能分为图形管理和数据展示两部分。在图形管理中，由计量网络图维护人员进行计量网络图绘制，将相应的采集点、线路等一一对应匹配，然后便可以在数据展示中按照电网、厂站、配电、低压4个不同级别进行计量网络图的查看（见图 5）。同时，还可以在完成情况统计中查看各单位对计量网络图的绘制进程，以便全面了解工作情况。

4 采控系统应用中存在的不足

目前，呼和浩特供电局的采控系统主要用于对系统中的电能表指示数进行采集分析，节约了大量的人力、物力。采控系统除具有实时电能量采集功能外，还有其他较强的功能，如异常检测、线损分析、报表管理等。但是，营销工作人员在工作过程中，对于采控系统的其他功能使用较少，而且对于采控系统的维护管理仍存在一定的问题，例如部分终端召测功能未上线或上线运行不成功，导致采控系统部分功能得不到有效利用。

5 结束语

在现代的智能化电网中，由互联网及电子信息技术支撑的采控系统的重要性还将不断提高，营销工作人员也将越来越依赖采控系统^[5]。目前呼和浩特供电局已实现采控系统的全面应用，该系统能够实现稳定、安全运行并为工作人员提供了极大的便利。但是，系统的可靠性对网络的依赖程度仍然较高，一旦网络出现故障，将会影响整条线路甚至整个变电站的数据传输。同时，一些功能（如对现场设备进行远程控制）尚未完全实现，需要进一步研究与改进。