電力需求側管理中集抄管理系統的應用工學論文
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，是一種將電能計量數據自動采集、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，不僅可以提高勞動效率，還可以提高工作質量，更重要地是推進了電能計量管理現代化的發展進程，為電力需求側管理的發展奠定了基礎。
關鍵詞：電力需求側管理；終端采集器；PS485總線
電力需求側管理(Demand Side Management，簡稱DSM)是指通過提高終端用電效率和優化用電方式，采取有效的激勵措施，引導電能消費者改變用電方式，使電力資源得到優化配置，達到節約能源，保護環境的用電管理活動。20世紀90年代初，電力需求側管理引入到我國，國家有關政府部門及部分省級政府出臺了很多關于電力需求側管理的政策，對實施有序用電、提高能效、緩解電力供需矛盾發揮了積極作用。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，通過網絡還可以和電力公司的營業收費系統相連實現負控、抄表、收費一體化。整個系統的連接是由采集通信系統的2個信道組成：電能表：終端采集器，稱為下行信道；終端采集器：主站系統。稱為上行信道。
1.1電能衰
太原市現主要應用的是全電子多功能電能表。它通過乘法器完成對電功率的測量，可獲得有功、無功、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載波接口型兩大類，可充分滿足終端采集器的要求。
1.2終端采集器
終端采集器是整個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總線網、單導線脈沖采集和低壓電力線載波通訊網。
RS485總線：采集器和電能表之間采用屏蔽雙絞線(485總線)，用于采集電能表數據。該系統適用于城市較分散的商業用戶和居民用戶，每個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485接口傳送到采集器。電能表和采集器之間的485網線長度不能超過1200m，這是目前使用較多的一種方式。
單導線脈沖采集：采集器和電能表之間用一般導線連接，用于脈沖采集。該系統適用于居民和商業戶較為集中，并且電能表計已安裝在集中表箱內。
低壓電力線載波通訊：是電力系統特有的通訊方式，它利用低壓線路進行多路載波調制、線性調頻脈沖、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：低壓電力網噪聲干擾如交、直流兩用電動機、配電變壓器、電視接受器等等，會造成數據傳輸質量的降低；電力線路的阻抗特性限制了信號的傳輸距離。
1.3.2上行信道
按照通訊介質的不同，常見的'分為有線和無線。有線包括：①電話網(PSTN)：投資小，但信息易堵塞；②光纖傳輸：投資大，傳輸質量高；③有線電視網：不易鋪設。無線包括：①GPRS／GSM通訊：是目前常用的一種方式，價格低廉、通訊速度快、可靠但容易發生信息堵塞造成數據丟失；②無線電臺：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，降低了自動化程序和信息數據的實時性。
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。是整個電能計量集抄系統的數據管理層，同時也是其成果體現的地方。中心處理系統作為整個系統的最終組成部分，根據采集回來的數據進行分析整理，為電力管理提供多項服務。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：電力營銷管理功能、DSM信息系統的服務功能、營銷分析與決策分析支持功能等。
2.1電力營銷管理功能
集抄管理系統對電力營銷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
集抄管理中心實現定時實時遠程抄表，保證結算電能表的及時和準確，與電力營銷網相連后可隨時進行電費收取、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布功能，向用戶發送相應催費信息，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履行繳納電費義務的，限制用戶繼續用電。集抄管理系統還可通過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
集抄管理系統實現對用戶端電能計量裝置運行狀況的在線監測，為電能計量及用電秩序管理提供了技術平臺。集抄終端通過數據接口，連續(循環)將電能表數據傳送至中心處理系統，實時在線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、時鐘偏差等異常工況自動報警，同時記錄事件和相關數據；為用電異常分析提供依據，開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支持：①系統對用戶電量數據進行采集和分析。正確反映當前電力市場的需求，為電力企業分析市場、平衡電力需求提供基礎數據；②提供用戶的負荷曲線，能夠幫助用電企業對電力負荷和成本進行分析，為企業節能增效提供技術指導工作；③檢測供電質量，為提高電壓合格率提供數據；④能夠及時判斷電力故障，提高供電搶修的速度；⑤可落實和執行避峰、限電等電力需求側管理措施和方案。
2.3營銷分析與決策分析支持功能
集抄管理系統與電力營銷網連接實現數據共享，為電力營銷管理決策提供技術數據支持。能夠對各種行業的用電特性進行分析，作出行業負荷預測；對每個時段的電量動態監測，決策峰谷負荷；為售電量、線損等報表分析提供數據基礎；為電力線路的負荷平衡和發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絡，也就是兩個信道的選擇。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。每個模式都有優點和缺點，怎么選擇在于各地區的實際情況來考慮。如太原市用戶數量較大分散均勻，且移動和聯通無線通訊覆蓋面較廣，于是下行信道采用全電子多功能表通過RS485總線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GPRS／CDMN無線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，并減少了施工布線和運行維護的工作量。上行信道租賃無線機站或號段，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。數據不易傳輸。無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中的關鍵。
4 結束語
隨著計算機技術、通訊技術、網絡技術和微電子技術的飛速發展，對集中抄表技術水平、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、經測試合格的產品；因地制宜選擇抄表方式；提高集中抄表技術的智能化、多元化；注意集中抄表系統自身安全性；控制系統訪問權限；制定合理、高效的安全策略；追蹤國際技術發展，縮短與國際先進抄表技術的差距，是擺在我們面前的首要問題。電能計量集中抄表技術發展較快，在選用產品時，應選用較為成熟的產品，避免重復投資，從而使電能計量集抄技術更好地為電力需求側管理奠定堅實的基礎。
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