電力需求側管理中集抄管理系統的應用工學論文
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，是一種將電能計量資料自動採集、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程序，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；終端採集器；PS485匯流排
電力需求側管理(Demand Side Management，簡稱DSM)是指透過提高終端用電效率和最佳化用電方式，採取有效的激勵措施，引導電能消費者改變用電方式，使電力資源得到最佳化配置，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於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資訊系統的基礎，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、終端採集器、採集通訊系統、中心處理系統構成，透過網路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。整個系統的連線是由採集通訊系統的2個通道組成：電能表：終端採集器，稱為下行通道；終端採集器：主站系統。稱為上行通道。
1.1電能衰
太原市現主要應用的是全電子多功能電能表。它透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資料。輸出介面分為RS485介面型和低壓配電線載波介面型兩大類，可充分滿足終端採集器的要求。
1.2終端採集器
終端採集器是整個集抄管理系統中的核心，分為單表採集器和多表採集器兩種，單表採集器只能採集、儲存1塊電錶的資料，多表採集器可同時採集、儲存8、12、16、24、32或64塊電錶的資料，採集器除完成電錶的各類資料採集、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資料通訊。
1.3採集通訊系統
1.3.1下行通道
按照採集資料的通訊方式及媒介的不同，分為RS485匯流排網、單導線脈衝採集和低壓電力線載波通訊網。
RS485匯流排：採集器和電能表之間採用遮蔽雙絞線(485匯流排)，用於採集電能表資料。該系統適用於城市較分散的商業使用者和居民使用者，每個電能表需安裝內建式485模組，該模組將電能表的脈衝轉換為資料，然後透過485介面傳送到採集器。電能表和採集器之間的485網線長度不能超過1200m，這是目前使用較多的一種方式。
單導線脈衝採集：採集器和電能表之間用一般導線連線，用於脈衝採集。該系統適用於居民和商業戶較為集中，並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製、線性調頻脈衝、雙音多頻調製、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，會造成資料傳輸質量的降低；電力線路的阻抗特性限制了訊號的傳輸距離。
1.3.2上行通道
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，但資訊易堵塞；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、可靠但容易發生資訊堵塞造成資料丟失；②無線電臺：訊號不穩定、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，不需要終端採集器，降低了一部分成本但必須人員到現場，降低了自動化程式和資訊資料的實時性。
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體構成。是整個電能計量集抄系統的資料管理層，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，根據採集回來的資料進行分析整理，為電力管理提供多項服務。中心處理系統對硬體的要求比較高，要求工作站具有快的運算速度和大的儲存空間，對應用軟體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資訊系統的服務功能、營銷分析與決策分析支援功能等。
2.1電力營銷管理功能
集抄管理系統對電力營銷管理支援功能包括遠端抄表、電費回收、電能計量、用電秩序管理等。
2.1.1遠端抄表
集抄管理中心實現定時實時遠端抄表，保證結算電能表的及時和準確，與電力營銷網相連後可隨時進行電費收取、票據列印、報表統計等操作。
2.1.2電費回收
集抄管理系統可利用採集終端的資訊釋出功能，向用戶傳送相應催費資訊，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，限制使用者繼續用電。集抄管理系統還可透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使用者端電能計量裝置執行狀況的線上監測，為電能計量及用電秩序管理提供了技術平臺。集抄終端透過資料介面，連續(迴圈)將電能表資料傳送至中心處理系統，實時線上監測電能計量裝置的執行狀況，對掉電、斷相、失流、逆相序、程式設計計數、時鐘偏差等異常工況自動報警，同時記錄事件和相關資料；為用電異常分析提供依據，開展負荷跟蹤對比等綜合資料監測分析功能。
2.2DSM資訊系統的服務功能
電能計量集抄管理系統的主要目的是DSM資訊系統管理的服務支援：①系統對使用者電量資料進行採集和分析。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資料；②提供使用者的負荷曲線，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資料；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援功能
集抄管理系統與電力營銷網連線實現資料共享，為電力營銷管理決策提供技術資料支援。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資料基礎；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資料通訊網路，也就是兩個通道的選擇。在採集通訊系統中上行和下行通道，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，怎麼選擇在於各地區的實際情況來考慮。如太原市使用者數量較大分散均勻，且移動和聯通無線通訊覆蓋面較廣，於是下行通道採用全電子多功能表透過RS485匯流排和多表終端採集器就地連線；上行通道採用終端採集器透過GPRS／CDMN無線通訊和中心主站連線。這樣，下行通道雖然使用了較多的採集器，但就地連線安全可靠、資料採集完整，並減少了施工佈線和執行維護的工作量。上行通道租賃無線機站或號段，極大地減少了投資成本，只需支付簡訊流量費用，但在訊號減弱的地方或資訊高峰時。資料不易傳輸。無論選擇什麼樣的組合方式，通訊通道的可靠性是採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、網路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裝置；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慧化、多元化；注意集中抄表系統自身安全性；控制系統訪問許可權；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，避免重複投資，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。