電力用戶用電信息采集系統電力基礎業務培訓山大地緯軟件股份有限公司

2014年4月目錄電能的輸送發電站發出的電是通過電線輸送到遠方，因為導線有電阻，輸電過程的損耗主要是電流通過導線電阻引起的電熱損耗，所以在對電能進行傳輸時，利用升壓變壓器對將電壓升高，在輸送同樣的功率時，電壓越高，電流越小，傳輸電流越小，損耗就越低。圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11輸電過程示意圖電能由發電廠生成后，經過升壓變壓器升高電壓，然后由高壓輸電線路將電能輸送到用電區域，由降壓變壓器將電壓降到用電單位可以使用的電壓。電力網絡由不同電壓的電力線路組成，電力線路的作用是將發電廠生產的電能，輸送到遠離發電廠的廣大城市、工廠、礦山、農村。額定電壓在1kV以上電壓稱為“高電壓”，額定電壓在1kV以下電壓稱為“低電壓”。電壓可分為以下幾類：電壓類別電壓范圍低壓1kV以下中壓1kV~69kV高壓69kV~330kV超高壓330kV~1000kV特高壓1000kV以上表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11電壓類別電能的變配電能需要通過變電和配電才能最終使電能到達用戶，變電由變電所完成，配電由配電所完成。變電所的任務是從電源受電，然后經變壓器降壓或升壓，再向用戶配電。配電所的任務是從電源受電，然后向用戶配電，其作用是接受和分配電能。配電所與變電所的區別，主要在于配電所比變電所少了一個變壓功能，也就是變電所比配電所多了降壓或升壓用的電力變壓器。圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s12左為變電所，右為配電所電能的應用電能生產和傳輸的最終點即是電能的應用，電能應用的形式是多種多樣的，電能應用的過程也是電能轉化為其他形式能量的過程：電能轉化機械能：機床、電梯、風扇等。電能轉化光能：燈泡、二極管等。電能轉化聲波：音響、超聲檢查儀等。電能轉化熱能：電爐子、熱水器等。電能的生產和傳輸最終目的是為了供用戶使用，電力應用的終點是電力用戶，是指電力系統中的用電負荷，按用戶對供電可靠性的要求把用電負荷分三類：1、一級負荷：（1）中斷供電將造成人身傷亡者。（2）中斷供電將造成重大政治影響者。（3）中斷供電將造成重大經濟損失者。（4）中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級及承擔重大國事活動的會堂、國家級大型體育中心，以及經常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷，為特別重要負荷。中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網絡正常工作或中斷供電后將發生爆炸、火災以及嚴重中毒的一級負荷亦為特別重要負荷。一級負荷必須有兩路獨立的電源供電，即兩路電源應從不同的電廠或不同的變電所接入，特別重要負荷還需外加一路應急電源。2、二級負荷（1）中斷供電將造成較大政治影響者。（2）中斷供電將造成較大經濟損失者。（3）中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。二級負荷必須有兩路電源供電，電力變壓器或線路故障應不導致中斷供電，或中斷供電后能在15秒內迅速恢復。3、三級負荷不屬于一級和二級的電力負荷，三級負荷對于電力供應保證方面無特殊要求。智能電網智能電網，就是電網的智能化，也被稱為“電網2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。定義智能電網是將先進的傳感量測技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網基礎設施高度集成而形成的現代化電網。目標實現電網運行的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全。特征（1）堅強。在電網發生大擾動和故障時，仍能保持對用戶的供電能力，而不發生大面積停電事故；在自然災害、極端氣候條件下或被外力破壞下仍能保持電網的安全運行；具有確保電力信息安全的能力。（2）自愈。具有實時、在線和連續的安全評估和分析能力，強大的預警和預防控制能力，以及自動故障診斷、故障隔離和系統自我恢復能力。（3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，適應分布式電源和微電網的接入，能夠實現與用戶的交互和高效互動，滿足多樣化的電力需求并提供對用戶的增值服務。（4）經濟。支持電力市場運營和電力交易的有序開展，實現資源的優化配置，降低電網損耗，提高能源利用效率。（5）集成。實現電網信息的高度集成和共享，采用統一的平臺和模型，實現標準化和精益化管理。（6）優化。優化資產的利用，降低投資成本和運行維護成本。先進性現有電網總體上是一個剛性系統，智能化程度不高。電源的接入與退出、電能量的傳輸等都缺乏較好的靈活性，電網的協調控制能力不理想；系統自愈及自恢復能力完全依賴于物理冗余；對用戶的服務形式簡單、信息單向，缺乏良好的信息共享機制。與現有電網相比，智能電網體現出電力流、信息流和業務流高度融合的顯著特點，其先進性和優勢主要表現在：（1）具有堅強的電網基礎體系和技術支撐體系，能夠抵御各類外部干擾和攻擊，能夠適應大規模清潔能源和可再生能源的接入，電網的堅強性得到鞏固和提升。（2）信息技術、傳感器技術、自動控制技術與電網基礎設施有機融合，可獲取電網的全景信息，及時發現、預見可能發生的故障。故障發生時，電網可以快速隔離故障，實現自我恢復，從而避免大面積停電的發生。（3）柔性交/直流輸電、網廠協調、智能調度、電力儲能、配電自動化等技術的廣泛應用，使電網運行控制更加靈活、經濟，并能適應大量分布式電源、微電網及電動汽車充放電設施的接入。（4）通信、信息和現代管理技術的綜合運用，將大大提高電力設備使用效率，降低電能損耗，使電網運行更加經濟和高效。（5）實現實時和非實時信息的高度集成、共享與利用，為運行管理展示全面、完整和精細的電腦網運營狀態圖，同時能夠提供相應的輔助決策支持、控制實施方案和應對預案。（6）建立雙向互動的服務模式，用戶可以實時了解供電能力、電能質量、電價狀況和停電信息，合理安排電器使用；電力企業可以獲取用戶的詳細用電信息，為其提供更多的增值服務。重要意義（1）具備強大的資源優化配置能力。我國智能電網建成后，將實現大水電、大煤電、大核電、大規模可再生能源的跨區域、遠距離、大容量、低損耗、高效率輸送，區域間電力交換能力明顯提升。（2）具備更高的安全穩定運行水平。電網的安全穩定性和供電可靠性將大幅提升，電網各級防線之間緊密協調，具備抵御突發性事件和嚴重故障的能力，能夠有效避免大范圍連鎖故障的發生，顯著提高供電可靠性，減少停電損失。（3）適應并促進清潔能源發展。電網將具備風電機組功率預測和動態建模、低電壓穿越和有功無功控制以及常規機組快速調節等控制機制，結合大容量儲能技術的推廣應用，對清潔能源并網的運行控制能力將顯著提升，使清潔能源成為更加經濟、高效、可靠的能源供給方式。（4）實現高度智能化的電網調度。全面建成橫向集成、縱向貫通的智能電網調度技術支持系統，實現電網在線智能分析、預警和決策，以及各類新型發輸電技術設備的高效調控和交直流混合電網的精益化控制。（5）滿足電動汽車等新型電力用戶的服務要求。將形成完善的電動汽車充放電配套基礎設施網，滿足電動汽車行業的發展需要，適應用戶需求，實現電動汽車與電網的高效互動。（6）實現電網資產高效利用和全壽命周期管理。可實現電網設施全壽命周期內的統籌管理。通過智能電網調度和需求側管理，電網資產利用小時數大幅提升，電網資產利用效率顯著提高。（7）實現電力用戶與電網之間的便捷互動。將形成智能用電互動平臺，完善需求側管理，為用戶提供優質的電力服務。同時，電網可綜合利用分布式電源、智能電能表、分時電價政策以及電動汽車充放電機制，有效平衡電網負荷，降低負荷峰谷差，減少電網及電源建設成本。（8）實現電網管理信息化和精益化。將形成覆蓋電網各個環節的通信網絡體系，實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務以及生產和調度應用集成等功能，全面實現電網管理的信息化和精益化。（9）發揮電網基礎設施的增值服務潛力。在提供電力的同時，服務國家“三網融合”戰略，為用戶提供社區廣告、網絡電視、語音等集成服務，為供水、熱力、燃氣等行業的信息化、互動化提供平臺支持，拓展及提升電網基礎設施增值服務的范圍和能力，有力推動智能城市的發展。（10）促進電網相關產業的快速發展。電力工業屬于資金密集型和技術密集型行業，具有投資大、產業鏈長等特點。建設智能電網，有利于促進裝備制造和通信信息等行業技術升級，為我國占領世界電力裝備制造領域的制高點奠定基礎。中國電網結構伴隨著中國電力發展步伐不斷加快，中國電網也得到迅速發展，電網系統運行電壓等級不斷提高，網絡規模也不斷擴大，全國已經形成了東北電網、華北電網、華中電網、華東電網、西北電網和南方電網6個跨省的大型區域電網，并基本形成了完整的長距離輸電電網網架。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s11中國電網結構由于中國的國土面積大，所以把全國的電網劃分成六大電網，由兩大集團分別管理。其中東北電網、華北電網、華中電網、華東電網、西北電網屬國家電網公司，南方電網屬南方電網公司。電網大型區域的劃分，是為了方便管理。國家電網公司圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s12國家電網公司組織結構（1）東北電網有限公司：經營區域覆蓋遼寧、吉林、黑龍江三省和內蒙古自治區東部（赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市和興安盟），電網覆蓋面積126.8萬平方公里，供電服務人口1.21億。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s13東北電網示意圖（2）西北電網有限公司：經營區域覆蓋陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區、新疆維吾爾自治區和西藏自治區。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s14西北電網示意圖（3）華北電網有限公司：包括蒙西電網、京津唐電網、河北南部電網、山西電網、山東電網5部分。華北電網與東北電網、華中電網相連。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s15華北電網示意圖（4）華東電網有限公司：經營區域覆蓋上海市、江蘇、浙江、安徽、福建省電網。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s16華東電網示意圖（5）華中電網有限公司：由河南電網、四川電網、重慶電網、湖北電網、江西電網、湖南電網六部分組成。其中河南電網與西北電網、華北電網相連，湖北電網與華東電網、南方電網相連。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s17華中電網示意圖南方電網公司南方電網覆蓋的區域為廣東電網、廣西電網、云南電網、貴州電網和海南電網。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s18南方電網公司組織結構圖用電信息采集用電信息采集背景智能電網在全球范圍內已獲得廣泛關注，世界各國政府和企業對建立智能電網以改進電能分配和節約電能的需求不斷增大。我國電力行業緊密跟蹤歐美發達國家電網智能化的發展趨勢，提出在全國范圍內推行更可靠、節能、優化的智能電力。為響應政府號召，促進節能減排、發展低碳經濟、提高服務水平，國家電網公司積極轉變電網發展方式，在全面實施信息化“SG186”工程基礎之上，于2009年5月首次公布了智能電網計劃，制定了智能電網建設三步走戰略。2010年6月，國家電網公司先后頒布了《智能電網關鍵設備（系統）研制規劃》和《智能電網技術標準體系規劃》等標準規范，開展了一系列示范試點工程，為我國智能電網建設提供指導，以促進和帶動智能電網及相關領域與產業有序發展。當前，智能電網已作為重要內容納入政府“十二五”規劃，“十二五”規劃中明確指出：“加快新能源開發，推進傳統能源清潔高效利用，在保護生態的前提下積極發展水電，在確保安全的基礎上高效發展核電，加強電網建設，發展智能電網”。智能電網包含了電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。其中，智能用電在堅強智能電網的建設中具有十分重要的地位和作用，它作為構建堅強智能電網的重要支柱和六大環節之一，是實現智能電網各項功能的基礎和物理載體，同時也是社會各界感知和體驗堅強智能電網建設成果的主要途徑。電力用戶用電信息采集作為智能用電體系建設的一個重要支撐，通過對配電變壓器和終端用戶用電數據的采集和分析，實現用電監控，推行階梯電價、負荷管理、線損分析，最終達到自動抄表、錯峰用電、用電檢查（防竊電）、負荷預測和節約用電成本等目的，是全面實現營銷業務管理與用戶服務手段自動化、信息化、互動化的基礎，為加快推進營銷現代化建設提供重要的數據支撐。如圖6-1所示，用戶用電信息采集系統的定位是營銷技術支持系統的重要組成部分，既可通過文件、中間庫、WebService方式為營銷業務應用系統提供數據支撐，同時也可獨立運行，完成檔案管理、數據采集管理、負荷管理、費控管理、線損分析等功能。功能上完全覆蓋營銷業務應用系統中電能信息采集業務中所有相關功能，為營銷業務應用中的其它業務提供用電信息數據源和用電控制手段。同時還可以提供營銷業務應用系統之外的綜合應用分析功能，如配電業務管理、電量統計、決策分析、增值服務等功能，并為其它專業系統如GIS系統、配電自動化系統等提供基礎數據。目前，國家電網公司先后出臺了“電力用戶用電信息采集系統功能規范”等一系列標準和規范用于指導用電信息采集工作的開展，保證用電信息采集系統建設工作的順利實施。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s11用電信息采集系統定位用電信息采集發展歷程對電力用戶用電信息的采集開始于19世紀末感應式電能表的誕生，用電信息采集的發展經歷了人工手抄、半智能化、智能化三個階段。隨著智能電網“全覆蓋、全采集、全費控”建設目標的提出，傳統的人工手抄采集方式由于勞動強度大、抄表周期長、容易出現差錯、效率低下等缺點正逐漸被智能化采集方式取代，以適應經濟社會的發展、電力現場的變化和智能電網建設的需求。人工手抄采集自19世紀末第一只感應式電能表用于電量計量以來，對電力現場電能數據的采集很長一段時間僅采用人工手抄方式，人工手抄采集是抄表人員通過對一家一戶的電能計量表計進行查抄，對電費進行計算并收取。現階段人工手抄模式工作流程一般如下：（1）抄表員攜帶抄表本前往現場抄表；（2）抄表員返回辦公室手工將數據輸入電腦；（3）打印繳費通知單；（4）前往現場投遞或通過郵局發放繳費通知單；（5）用戶拿到繳費單去收費點或托收點去繳費。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s12人工抄表人工手抄采集模式由于是到用戶現場挨家挨戶進行抄表，保證了采集電能數據的準確性，但這種抄表模式同時也存在一系列缺點：（1）抄表本攜帶困難。傳統的抄表本體積龐大，因此抄表員一次抄表只能攜帶少量抄表本，造成了一次抄收數量少，工作效率低下。（2）查詢困難。在厚厚的抄表本中手工翻頁查找某一位用戶無疑是件困難的事。（3）手工輸入數據。抄表員在抄表本上抄回數據后，需要將數據回錄入電腦，耗時易錯。（4）現場投遞繳費通知單。數據輸入電腦后，打印出繳費通知單，抄表員需要再次前往現場投遞繳費通知單，造成了運營成本增加。（5）實時性差。不能實時監控電能和供電網絡的使用情況，無法及時發現用電異常現象及用戶竊電行為。半智能化采集20世紀80年代，抄表機在歐洲誕生，用戶用電信息采集進入半智能化采集階段，半智能化人工抄表是通過抄表機完成抄表工作，電能使用費用通過計算機進行整理和計算。抄表機，實際上是一臺功能強大的掌上數據采集器，外形類似手機。機器以內含的CPU為控制核心，帶有鍵盤、顯示屏、大容量存儲器及與電腦連接的通訊端口，抄表機的顯著特點是：存儲容量大，一般一臺抄表機可存儲幾千上萬條數據；數據保存時間長，抄表機內帶后備電池，機器關機后數據仍能保存半年以上；攜帶方便，抄表機外形類似手機大小，攜帶操作極為方便；輸入及顯示數據方便，抄表機的屏幕比較大，而且支持漢字，一般一屏可顯示幾十個漢字，為輸入數據及查詢顯示機內數據提供了很大方便；機器運行速度快，機內CPU一般選用高性能中央處理器，使機器運行速度達到較高的水平；機器應用靈活度高，抄表機內的應用程序不是固化的，而是提供二次開發平臺，用戶可完全按照自己的要求開發抄表機應用程序。具體使用方法為：（1）每次抄表前，計算機操作員將所有抄表戶的詳細數據從電腦下載到抄表機中。（2）抄表員到抄表現場，將用戶表中的數據輸入并保存到抄表機中。若用戶安裝的電能表具有紅外抄表功能，表中數據可通過紅外通訊的方式直接輸入到抄表機中；（3）抄表員抄表全部結束后，由電腦操作員將抄表機與電腦連接，抄表機內保存的抄表數據就全部自動上傳到電腦中。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s13手抄機抄表使用抄表機抄表，與傳統的人工手抄方式比較，具有明顯的優點，主要在以下幾個方面：（1）攜帶方便。由于抄表機的信息容量大，給抄表員的抄表工作帶來很大方便。抄表員不用攜帶抄表本，只須攜帶一個輕便的抄表機。（2）抄表數據處理方便。使用抄表機，機內抄表數據通過通訊線直接傳輸到電腦中，上千條數據只需不到一分鐘就傳輸完畢，大大縮短抄表數據錄入到電腦的時間，避免人工錄入過程出錯。而人工手抄方式，抄表數據要錄入電腦，必須手工將一條一條數據錄入電腦，耗人力、花時間、而且出錯率很高。（3）查詢方便。使用抄表機只須敲幾個鍵，就可調出用戶的全部詳細資料，降低了抄表員的工作強度，顯著提高了抄表員的工作效率；抄表機可隨時查詢統計抄表員已抄用戶的數量、未抄用戶的數量，并同時將未抄戶的情況顯示在屏幕上，使抄表員能隨時掌握自己的工作進度情況，及時了解未抄戶的信息。（4）數據合理性檢查。在抄表員將數據錄入到抄表機時，抄表機會自動對數據的合理性進行判別，如發現該數據有異常情況，抄表機會立即向抄表員提示報警，以便抄表員即時查找原因并處理。雖然半智能化采集模式具有上述優點，但該種方式仍然屬于人工抄表，存在人工抄表模式的弊端，具體如下：（1）管理困難。存在人情電、關系電和人為因素造成的用電管理方面的誤差及漏洞。（2）實時性差。不能實時監控電能和供電網絡的使用情況，無法及時發現用電異常現象及用戶竊電行為。目前，抄表機已經成為一款多功能的掌上電腦，具有多種用途。抄表機內存可達到32MB，CPU多采用16位或32位，安裝多種通訊接口如RS232、紅外、USB、高速光電等。紅外抄表逐漸普及，抄表距離可達10m。智能化采集隨著智能電網的發展以及智能用電體系建設工作的推進，自動抄表方式應運而生。這種采集方式能夠實現電能表的遠程查抄、計量和收費，供電部門能夠實時地監控每一戶用電客戶實際使用電能的情況，還能實時了解供電網絡的負荷情況，以及供電線路網絡出現故障的情況。集抄設備與采集系統之間采用GPRS/CDMA、光纖等方式通信。自動抄表是指采用通信和計算機等技術，通過專用設備對各種儀表進行自動采集和處理數據。它—般是通過數據采集器對表計的脈沖進行計數，然后通過傳輸控制器將信息傳至計算機中心，由計算機對數據進行處理、顯示、存儲和打印，必要時還可以通過網絡和營業收費系統相連實現抄表收費一體化。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s14智能化抄表自動抄表系統的出現解決了傳統人工抄表過程中遇到的許多問題，并且提高了工作效率和數據的準確性。隨著近年來計算機技術、網絡技術和微電子技術的飛速發展，越來越多的新技術應用于自動抄表系統，它們能夠減少設備成本，提高可靠性、準確性和抄表效率，為安全生產運行工作提供了有力的數據支撐。（1）自動抄表系統能夠實現完善的日志管理，系統日志記錄了進入系統、離開系統、收費、設置硬件、改變運行參數操作及操作員、操作時間等，凡是改變數據庫的操作均被記錄下來。（2）自動抄表系統能夠實現廣播對時，使得系統中的所有集抄設備的時間基準與主機保持一致。對時成功后，由電池供電的集抄設備內部時鐘，不再需要主機的干預。因此，只要保證在對時時刻主機的時間是正確的，以后在運行的過程中，改變主機的時鐘并不會影響集抄設備的時間。（3）自動抄表系統能夠實現自動抄表，按照設置的抄表開始時間和抄表間隔，到預定的抄表時刻，系統便會依次去抄讀采集器內電表的數據。對于抄讀不到數據的情況，系統會自動補抄或人工發出指令補抄。（4）自動抄表系統能夠實現電量凍結，通過抄讀總表，結合抄讀凍結各分表的讀數（由此得到讀數和），就可以計算出某部分電路的電能損耗，為確定電費提供依據。（5）自動抄表系統能夠實現設備管理，在停電48~72小時內仍可抄表和監控；可結合短信平臺，在告警時，根據具體內容發短信給相關管理人員。（6）自動抄表系統能夠實現統計分析，采用多種圖形對用戶用電情況按時間和范圍進行多維度統計分析。（7）自動抄表系統能夠實現安全管理，綜合運用密碼技術、身份驗證技術、訪問控制技術、防火墻技術、安全內核技術、網絡反病毒技術、信息泄漏防治技術、網絡安全漏洞掃描技術、入侵檢測技術等保護和防范來自黑客、病毒、非法程序的攻擊，以及由主站操作人員的失誤造成的系統脆弱性。用電信息采集體系構成用電信息采集系統利用部署在各種電力現場的智能終端采集來自低壓居民、專變客戶、變電站、線路、臺區等多種電力現場的實時電能信息，并在此基礎上進行數據分析和處理，為電力公司提供具有檔案管理、數據采集管理、負荷管理、費控管理、線損分析等業務功能的管理系統。用戶用電信息采集體系構成如下圖所示：圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s15用電信息采集體系構成用戶用電信息采集體系共包含用電現場、智能終端、通信信道、用電信息采集系統及客戶端5部分，其中用電信息采集系統又分為前置主站和用電信息業務應用系統。下面對各個組成部分進行詳細介紹。用電現場用電現場作為電能信息采集的來源，在當前條件下，幾乎所有供電企業都還未實現終端100%覆蓋，特別是農村居民，由于采集點分散且條件有限，離全覆蓋的目標還有較大一段距離。按照國家電網公司制定的三步走戰略，最終要實現對包括專變客戶、低壓居民、變電站、熱電聯產、充電樁、小火電及清潔能源等發、供、配、售等多環節的各種電力現場的全覆蓋。智能終端智能采集終端是對各信息采集點用電信息進行采集，從而實現數據管理、數據雙向傳輸以及轉發或執行控制命令，完成數據采集及數據管理等任務的設備。用電信息采集終端按應用場所，可分為專變采集終端、配變采集終端、變電站終端、集中抄表終端（包括集中器、采集器）等類型。智能終端外觀見下圖所示。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s16左為專變采集終端，中右為集中抄表終端智能電能表智能電能表是以計算機應用技術、現代通訊技術、量測技術為基礎的進行數據采集、數據處理和管理的先進計量設備，由測量單元、數據處理單元、通信單元等組成，具有電能量計量、數據處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能。電能表是連接電網與用戶的關鍵節點，是實現電能信息采集自動化和智能化最重要的測量儀表，也是用戶用電信息采集系統建設最基本的單元，其基礎作用是購售電雙方用于電力交易的法定計量器具，同時承載著用電信息、數據的采集任務。智能電能表是由傳統電能表逐步發展起來的，它在智能電網中是重要的智能終端。它已經不是傳統意義上的電能表，智能電能表除了具備傳統電能表基本用電量的計量功能以外，為了適應智能電網和新能源的使用它還具有雙向多種費率計量功能、用戶端控制功能、多種數據傳輸模式的雙向數據通信功能、防竊電功能等智能化的功能，實現了用戶采集、預付費管理、分時電價、階梯電價的“全覆蓋”。智能電能表代表著未來節能型智能電網最終用戶智能化終端的發展方向。智能電能表的大量使用將會使得智能電網的節能、高效、安全的性能得到更充分的體現。智能電能表外觀見下圖所示。圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s17智能電能表通信信道傳輸系統是用電信息采集系統、智能采集終端、電能表之間進行數據交換的通信網絡，是信息交互的承載體。在用電信息采集系統中用于傳輸數據的通信網絡也稱為信道。終端與系統主站之間的數據信道稱為遠程信道（從現場終端到系統主站的信道稱上行信道，從系統主站至現場終端的信道稱下行信道），終端到電表之間的信道稱為本地信道。當前通信信道種類繁多，具體信道類型如下表所示。每種信道都有其自身優缺點，而各種電力現場地形復雜，需要針對不同地形選擇合適的通信信道，使其滿足在智能電網中電力現場與用電信息采集系統間雙向互動的要求。分類信道類型遠程通信專網通信230MHz無線專網光纖專網公網通信無線公網信道GPRSCDMA有線公網信道ADSLPSTN撥號本地通信有線通信窄帶載波寬帶載波RS485總線無線通信微功率無線表STYLEREF1\s5SEQ表\*ARABIC\s11通信信道類型用電信息采集系統1、采集主站用電信息采集主站作為與現場采集終端通信的唯一接口，不僅負責與現場采集終端的通信，同時還負責通信信道管理、采集數據持久化、終端事項持久化等工作，所以對采集主站的實時性、安全性、穩定性等方面的要求較高。具體而言，主站應具備的功能如下：（1）接收來自用電信息業務應用系統的采集、負控、參數、狀態等標準指令，標準指令系統的設計遵循主流通信規約。目前主要包括：國電2004規約、國電2009規約、國電2013規約、DLT645-2007規約。（2）提供多種通訊通道的終端接入方式，屏蔽通訊通道差異，使主站業務人員對終端進行操作時，無需關心通道的差異。（3）實現各種規約類型終端的接入，針對每種終端規約開發一種適配器，采集主站支持規約適配器的可配置插入接口，支持符合采集主站規范的規約插件開發接入，為擴展規約接入提供實現基礎。（4）采集主站可以配置主備多種通訊通道與終端進行通訊。當主通道通訊發生異常情況，無法正常采集，采集主站支持動態切換至其他通訊通道，以保證采集的正常進行。（5）支持主動預警，包括終端上送的預警及警告類事項信息、采集服務本身產生的警告類信息等，最終通過事項告警服務反映給用戶。（6）支持高可用冗余配置，分為主備采集服務，正常情況下使用主采集服務，當發生異常情況時，系統支持動態切換至備用采集服務，保證采集正常進行。（7）具備主動檢測數據完整性及自動補召功能，保證數據采集過程中由于各種因素造成的數據缺失的自動補遺。（8）提供校時、報警、訪問控制、流量統計功能。2、業務應用系統系統主要功能包括終端運行管理、費控管理、線損管理、有序用電、事項管理、反竊電管理、綜合查詢、系統管理等。（1）終端運行管理。主要包含系統檔案管理、終端運行調試、數據采集任務管理、終端數據自動采集和數據上傳管理。（2）費控管理。主要包含費控用戶建檔、費控參數維護和下發、費控用戶購電、費控短信產生與發送、費控指令下發和回傳營銷等功能。（3）線損管理。主要包含各類線損模型維護、計算和分析等功能。（4）有序用電。管理人員針對地區負荷缺口維護負荷指標，結合負荷指標編制有序用電方案，維護方案中各用電客戶時段控、廠休控、功率下浮控或電量定值控參數，將方案投入執行，參數下發到終端，終端根據用戶實際負荷進行控制。（5）事項管理。終端根據自身設定的各項閾值參數，自主判斷現場是否存在用電異常，然后將異常信息主動上傳至采集系統主站。（6）反竊電管理。管理人員根據終端上送的異常事項、抄表數據、反竊電模型計算數據，綜合判斷用電客戶是否存在竊電嫌疑，對于重點竊電嫌疑用戶發起反竊電工單，由用電稽查人員現場核查并處理。（7）綜合查詢。主要包含系統各類檔案數據和業務數據統計查詢。（8）系統管理。主要包含系統各類后臺參數、身份權限配置。3、外圍系統接口用電信息采集系統從現場獲取大量的現場采集數據，能夠為營銷信息化系統提供數據支撐，其提供的采集數據具備數據量大、涉及范圍廣、交換頻度高等特點。用電信息采集系統通過數據接口實現與其他相關系統之間的信息共享和業務互動，一方面需要從其它系統中獲取本系統不存在但又要使用的數據，例如需要從營銷信息化系統獲取客戶檔案信息、抄表請求等其它相關信息；另一方面需要向其它系統提供數據，例如向客戶服務系統提供客戶終端信息、實時負荷等其它相關信息。用電信息采集系統與營銷信息化系統之間的接口主要包括營銷MIS電量接口、營銷預購電接口、檔案同步接口、費控接口方案、營銷稽查監控平臺接口、營銷配電一體化接口、熱電終端地調接口、配電自動化接口、稽查監控系統實時線損接口等。現以營銷業務應用系統檔案同步接口、預購電接口為例給出用電信息采集系統與營銷信息化系統之間交互的主要內容。（1）檔案同步接口交互的主要內容包括：單位信息、變電站信息、線路信息、變壓器信息、公用區信息、用戶信息、終端信息、電表信息、計量點信息、采集點信息等。（2）預購電接口交互的主要內容包括：預購電客戶檔案維護、預購電終端參數設置、購電單下發等。用戶端用戶目前可以通過電力內網辦公電腦訪問用電信息采集系統。用電信息采集體系組網物理架構圖STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s18用電信息采集體系物理架構系統網絡系統網絡主要包括采集電力內網、通信子網組成。采集電力內網主要由省公司采集系統網絡、省地公司采集系統網絡、地市公司采集系統網絡、省公司外圍系統網絡組成。通信子網由采集系統前置服務器以及通信子網交換機等設備組成。用電信息采集系統與其他外圍應用系統在一個網絡中，為確保安全，用防火墻進行安全隔離；和其它應用系統的互聯采用防火墻進行安全隔離；通信子網與采集系統網絡之間采用防火墻進行安全隔離。數據庫服務器為了滿足系統對穩定性、可靠性和高性能的要求，用電信息采集系統數據庫服務器采用雙機熱備份模式。所謂雙機熱備就是使用互為備份的兩臺（或多臺）服務器共同執行同一服務，按照運行狀態可將這些服務器分為主機（ActiveServer）和備機（StandbyServer）兩類。雙機熱備屬于高可用領域，作用是在不進行人工干預的情況下保證系統能持續提供服務。應用服務器在用電信息采集系統中，為保障系統的可靠性及穩定性，需要將集群技術應用于應用服務器。應用服務器利用負載均衡集群實現對終端接入容量的伸縮支持。當現有集群規模無法滿足大量終端用戶的接入需求時，通過增加服務器資源的方式滿足終端大規模接入需求。通過負載均衡技術保障系統的負載以及工作站并發數等性能指標要求。集群技術負責將單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上做并行處理，每個節點設備處理結束后，將結果匯總，返回給用戶，從而使得系統處理能力得到大幅度提高。負載均衡技術則