電力需求側管理中集抄管理系統的應用工學(xué)論文
摘要：電力需求側管理中的集抄管理系統是目前新興的一種技術(shù)，是一種將電能計量數據自動(dòng)采集、傳輸和處理的系統，它克服了傳統人工抄表模式效率低和容易出差錯的缺點(diǎn)，不僅可以提高勞動(dòng)效率，還可以提高工作質(zhì)量，更重要地是推進(jìn)了電能計量管理現代化的發(fā)展進(jìn)程，為電力需求側管理的發(fā)展奠定了基礎。
關(guān)鍵詞：電力需求側管理；終端采集器；PS485總線(xiàn)
電力需求側管理(Demand Side Management，簡(jiǎn)稱(chēng)DSM)是指通過(guò)提高終端用電效率和優(yōu)化用電方式，采取有效的激勵措施，引導電能消費者改變用電方式，使電力資源得到優(yōu)化配置，達到節約能源，保護環(huán)境的用電管理活動(dòng)。20世紀90年代初，電力需求側管理引入到我國，國家有關(guān)政府部門(mén)及部分省級政府出臺了很多關(guān)于電力需求側管理的政策，對實(shí)施有序用電、提高能效、緩解電力供需矛盾發(fā)揮了積極作用。電能計量集抄系統是DSM信息系統的基礎，也是其重要組成部分。
1 集抄管理系統的構成
典型的電能計量集抄系統主要由電能表、終端采集器、采集通訊系統、中心處理系統構成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )還可以和電力公司的營(yíng)業(yè)收費系統相連實(shí)現負控、抄表、收費一體化。整個(gè)系統的連接是由采集通信系統的2個(gè)信道組成：電能表：終端采集器，稱(chēng)為下行信道；終端采集器：主站系統。稱(chēng)為上行信道。
1.1電能衰
太原市現主要應用的是全電子多功能電能表。它通過(guò)乘法器完成對電功率的測量，可獲得有功、無(wú)功、最大需量、電壓、電流和功率因數等多項數據。輸出接口分為RS485接口型和低壓配電線(xiàn)載波接口型兩大類(lèi)，可充分滿(mǎn)足終端采集器的要求。
1.2終端采集器
終端采集器是整個(gè)集抄管理系統中的核心，分為單表采集器和多表采集器兩種，單表采集器只能采集、存儲1塊電表的數據，多表采集器可同時(shí)采集、存儲8、12、16、24、32或64塊電表的數據，采集器除完成電表的各類(lèi)數據采集、儲存工作以外，還要根據系統的要求完成和主站系統之間的數據通訊。
1.3采集通信系統
1.3.1下行信道
按照采集數據的通訊方式及媒介的不同，分為RS485總線(xiàn)網(wǎng)、單導線(xiàn)脈沖采集和低壓電力線(xiàn)載波通訊網(wǎng)。
RS485總線(xiàn)：采集器和電能表之間采用屏蔽雙絞線(xiàn)(485總線(xiàn))，用于采集電能表數據。該系統適用于城市較分散的商業(yè)用戶(hù)和居民用戶(hù)，每個(gè)電能表需安裝內置式485模塊，該模塊將電能表的脈沖轉換為數據，然后通過(guò)485接口傳送到采集器。電能表和采集器之間的485網(wǎng)線(xiàn)長(cháng)度不能超過(guò)1200m，這是目前使用較多的一種方式。
單導線(xiàn)脈沖采集：采集器和電能表之間用一般導線(xiàn)連接，用于脈沖采集。該系統適用于居民和商業(yè)戶(hù)較為集中，并且電能表計已安裝在集中表箱內。
低壓電力線(xiàn)載波通訊：是電力系統特有的通訊方式，它利用低壓線(xiàn)路進(jìn)行多路載波調制、線(xiàn)性調頻脈沖、雙音多頻調制、擴頻、窄帶通訊等多種方式。對低壓電力載波通訊造成較大影響的因素有：低壓電力網(wǎng)噪聲干擾如交、直流兩用電動(dòng)機、配電變壓器、電視接受器等等，會(huì )造成數據傳輸質(zhì)量的降低；電力線(xiàn)路的阻抗特性限制了信號的傳輸距離。
1.3.2上行信道
按照通訊介質(zhì)的不同，常見(jiàn)的'分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)。有線(xiàn)包括：①電話(huà)網(wǎng)(PSTN)：投資小，但信息易堵塞；②光纖傳輸：投資大，傳輸質(zhì)量高；③有線(xiàn)電視網(wǎng)：不易鋪設。無(wú)線(xiàn)包括：①GPRS／GSM通訊：是目前常用的一種方式，價(jià)格低廉、通訊速度快、可靠但容易發(fā)生信息堵塞造成數據丟失；②無(wú)線(xiàn)電臺：信號不穩定、投資較大；③紅外抄表系統：是南紅外掌上電腦和主站系統組成，不需要終端采集器，降低了一部分成本但必須人員到現場(chǎng)，降低了自動(dòng)化程序和信息數據的實(shí)時(shí)性。
1.4中心處理系統
中心處理系統主要由中心處理工作站以及相應的軟件構成。是整個(gè)電能計量集抄系統的數據管理層，同時(shí)也是其成果體現的地方。中心處理系統作為整個(gè)系統的最終組成部分，根據采集回來(lái)的數據進(jìn)行分析整理，為電力管理提供多項服務(wù)。中心處理系統對硬件的要求比較高，要求工作站具有快的運算速度和大的儲存空間，對應用軟件的要求是需滿(mǎn)足電力需求管理的各項功能分析。
2 集抄管理系統的功能
集抄管理系統的主要功能是：電力營(yíng)銷(xiāo)管理功能、DSM信息系統的服務(wù)功能、營(yíng)銷(xiāo)分析與決策分析支持功能等。
2.1電力營(yíng)銷(xiāo)管理功能
集抄管理系統對電力營(yíng)銷(xiāo)管理支持功能包括遠程抄表、電費回收、電能計量、用電秩序管理等。
2.1.1遠程抄表
集抄管理中心實(shí)現定時(shí)實(shí)時(shí)遠程抄表，保證結算電能表的及時(shí)和準確，與電力營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)相連后可隨時(shí)進(jìn)行電費收取、票據打印、報表統計等操作。
2.1.2電費回收
集抄管理系統可利用采集終端的信息發(fā)布功能，向用戶(hù)發(fā)送相應催費信息，增加電費催收的途徑；可利用負荷控制功能，對違反電力法和不按時(shí)履行繳納電費義務(wù)的，限制用戶(hù)繼續用電。集抄管理系統還可通過(guò)預付費電能表提供預售電控制功能，從而增加了電費回收的力度。
2.1.3電能計量及用電秩序管理
集抄管理系統實(shí)現對用戶(hù)端電能計量裝置運行狀況的在線(xiàn)監測，為電能計量及用電秩序管理提供了技術(shù)平臺。集抄終端通過(guò)數據接口，連續(循環(huán))將電能表數據傳送至中心處理系統，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測電能計量裝置的運行狀況，對掉電、斷相、失流、逆相序、編程計數、時(shí)鐘偏差等異常工況自動(dòng)報警，同時(shí)記錄事件和相關(guān)數據；為用電異常分析提供依據，開(kāi)展負荷跟蹤對比等綜合數據監測分析功能。
2.2DSM信息系統的服務(wù)功能
電能計量集抄管理系統的主要目的是DSM信息系統管理的服務(wù)支持：①系統對用戶(hù)電量數據進(jìn)行采集和分析。正確反映當前電力市場(chǎng)的需求，為電力企業(yè)分析市場(chǎng)、平衡電力需求提供基礎數據；②提供用戶(hù)的負荷曲線(xiàn)，能夠幫助用電企業(yè)對電力負荷和成本進(jìn)行分析，為企業(yè)節能增效提供技術(shù)指導工作；③檢測供電質(zhì)量，為提高電壓合格率提供數據；④能夠及時(shí)判斷電力故障，提高供電搶修的速度；⑤可落實(shí)和執行避峰、限電等電力需求側管理措施和方案。
2.3營(yíng)銷(xiāo)分析與決策分析支持功能
集抄管理系統與電力營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)連接實(shí)現數據共享，為電力營(yíng)銷(xiāo)管理決策提供技術(shù)數據支持。能夠對各種行業(yè)的用電特性進(jìn)行分析，作出行業(yè)負荷預測；對每個(gè)時(shí)段的電量動(dòng)態(tài)監測，決策峰谷負荷；為售電量、線(xiàn)損等報表分析提供數據基礎；為電力線(xiàn)路的負荷平衡和發(fā)展提供必要的電量分析結果。
3 集抄管理系統的選擇
選擇集抄管理系統就是選擇數據通訊網(wǎng)絡(luò )，也就是兩個(gè)信道的選擇。在采集通訊系統中上行和下行信道，可以相同也可以完全不同，不同的組合能夠形成不同的集抄系統。每個(gè)模式都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，怎么選擇在于各地區的實(shí)際情況來(lái)考慮。如太原市用戶(hù)數量較大分散均勻，且移動(dòng)和聯(lián)通無(wú)線(xiàn)通訊覆蓋面較廣，于是下行信道采用全電子多功能表通過(guò)RS485總線(xiàn)和多表終端采集器就地連接；上行信道采用終端采集器通過(guò)GPRS／CDMN無(wú)線(xiàn)通訊和中心主站連接。這樣，下行信道雖然使用了較多的采集器，但就地連接安全可靠、數據采集完整，并減少了施工布線(xiàn)和運行維護的工作量。上行信道租賃無(wú)線(xiàn)機站或號段，極大地減少了投資成本，只需支付短信流量費用，但在信號減弱的地方或信息高峰時(shí)。數據不易傳輸。無(wú)論選擇什么樣的組合方式，通訊信道的可靠性是采集通訊系統技術(shù)中的關(guān)鍵。
4 結束語(yǔ)
隨著(zhù)計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對集中抄表技術(shù)水平、集中抄表的投資成本、抄表的效率、可靠性和準確度、管理體制提出了更高的要求。選擇合格的抄表終端設備；選用較為成熟的、經(jīng)測試合格的產(chǎn)品；因地制宜選擇抄表方式；提高集中抄表技術(shù)的智能化、多元化；注意集中抄表系統自身安全性；控制系統訪(fǎng)問(wèn)權限；制定合理、高效的安全策略；追蹤國際技術(shù)發(fā)展，縮短與國際先進(jìn)抄表技術(shù)的差距，是擺在我們面前的首要問(wèn)題。電能計量集中抄表技術(shù)發(fā)展較快，在選用產(chǎn)品時(shí)，應選用較為成熟的產(chǎn)品，避免重復投資，從而使電能計量集抄技術(shù)更好地為電力需求側管理奠定堅實(shí)的基礎。
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