2015年第31 科技创新与应用面向电力双向互动业务的数据接入技术研究 (1、东南大学,江苏南京 210096 2、国网山西省电力公司长治供电公司,山西 长治 046011 3、国电南瑞科技股份有限公司,江苏 南京 210061) 2009 年,国家电网公司发布了“智能电网”计划,以实现电力业 务信息流、业务流和电力流三个方面的一体化运行为主要特征。在 智能电网的用电环节上,主要以智能用电与互动化技术为导向,以 高速、安全的数据通信网络为支撑,应用于智能家居、智能大用户服 务、电动汽车充换电管理、分布式发电/储能监控、需求侧管理与能 效评估等方面 。智能用电的建设,有助于电网和用户的互动,使用户用电更加灵活,对电力公司服务的满意度更高。 电力业务种类繁多,其所需的通信技术和组网方式各不相同, 为将这些业务数据纳入统一的电网和用户服务平台,需要平台的通 信架构能够很好地满足各种电力业务终端设备接入以及信息交换。 把高级量测体系(Advanced Metering Infrastructure,AMI)引入电力 通信组网架构中,可很好地使电网和用户双向的信息流、电力流能 够在不同的智能设备和业务系统之间相互交换。
文章研究在高级量测体系的框架下,电力双向互动业务数据接 入的通信技术及其相应的组网方案。 双向互动业务数据接入通信系统组成高级量测体系(AMI)是测量、采集、分析和应用电力用户用电 信息的网络和系统,是智能电网的重要组成部分。AMI 的重要组成 部分有:智能电表、通信网络、量测数据管理系统(MDMS)和用户户 内网络/前端局域网(HAN/PAN) 为更好地满足电力业务接入的需要,需对AMI体系进行拓展, 把通信网络细分为:邻域网(LAN)和广域网(WAN),各自承担着不 同的任务。具体来说,LAN 将多个智能电表连接到统一的数据集中 器。WAN 将多个LAN 连接起来,可以借助电力专网或运营商公网, 将已集中的双向互动数据接入MDMS。基于AMI 的双向互动用电数 据接入通信架构中,对电网和用户双向互动起支撑部件有:户内网 感知设备、智能电表、数据集中器、量测数据管理系统、双向互动平 台/终端等。 1.1 户内网感知设备 户内网感知设备主要包括智能插座、各类传感器及其他智能终 端设备。主要采集电量和温度等非电量数据,上传给智能电表或其 他的监控终端,也充当用户需求侧响应和其他操作命令的执行机 1.2智能电表 智能电表具有双向通信功能,支持电能表的及时读取、窃电监 测和需求侧管理等。
智能电表连接电力公司和用户户内网,充当通 信网关,便于用户近乎实时查看其用电信息、户内智能设备的状态 和电价信息。 1.3 数据集中器 数据集中器统一集中、存储和转发多个智能电表的用电数据, 包括分类用电实时信息、故障检测信息、设备运行数据等。并将上述 信息通过WAN 网络传输至电力公司,也可以向HAN 网络执行机构 转发上游命令指令,起到连接LAN 和WAN 的桥梁作用。 1.4 量测数据管理系统 MDMS 中含有一个实时数据库及分析工具,对数据集中器上传 的数据进行分析并且可通过企业总线上传数据至双向服务平台,也 可以下达命令给数据集中器以控制智能电表及其他HAN 内设备。 1.5 双向互动服务平台/终端 电力用户通过双向互动平台完成与供电公司互动,实现各类业 务各自的具体任务,平台主要形式有:以手机应用为主的APP,以微 信业务为主OTT 和基于网页发布的服务HTML 等形式。双向互动 终端主要由移动终端和PC 终端实现,可用以太网和Wi-Fi 通过互 联网,或用GSM/GPRS 同双向互动平台交换数据,完成双向互动功 双向互动业务组网通信技术2.1 HAN 网络通信组网技术 HAN 由带有传感器和执行器的智能设备、智能表计和电能监 控管理系统组成。
HAN 网络主要通过智能表计把智能感知设备连 接起来,采集电量和非电量数据,处于现场采集地位,使得用户能根 据电力公司的需要,积极参与需求侧响应或电力市场。 HAN 网络组网通信技术主要分为有限通信技术和无线通信技 术两种。有线通信主要有LonWorks、PLC、CAN、BACnet、HomePlug 及传统的Ethernet、X10等通信协议,无线通信主要有ZigBee、RFID、 Wi-Fi、6LowPAN 等。HAN 网络的组网方式十分丰富,不同电力业务 对象组网的最大区别就在于其HAN 网络组网方式的不同。 2.2 LAN 网络通信组网技术 LAN 是连接多个HAN 和电力、信息分配的个人服务连接之间 的一个或多个网络,其特点是:距离在20-1000m,现场情况较复杂, 通信实时性要求不高。 LAN 网络接入协议主要是私网协议,主要目的是接入核心网, 主要采用PLC/DPL,RS485,EPON 网络接入技术等有线通信技术和 WiMAX,Wi-Fi/ZigBee 等无线通信技术。在电力双向互动业务中,以 PLC、RS485 总线以及EPON 为主,无线通信方式为补充 2.3WAN 网络通信组网技术 WAN 将多个分布式系统或通信孤岛连接起来,统一接入电力 公司通信专网,充当HAN、LAN 和电力公司网络间的桥梁。
WAN 网络的特点为:距离远、大数据量的实时交互、高可靠、低 延时,通常是用公用网络或电力专用网络。常见的广域网通信方式 由光纤通信、中压载波等有线通信方式和230MHz 无线专网、GPRS 无线公网等无线通信技术。综合考虑成本、容量、通信实时性、可靠 性及安全性等因素,双向互动业务的广域网通信应以光纤专网和无 线公网为主,230MHz 无线专网和电力线载波为辅 不同的通信协议一般来说是不兼容的,为使采用不同的通信协议的上传量测数据和下达控制指令能够顺利读取,有必要统一进行 规约转换。TCP/IP 协议普遍适用于公网和专网中,且在全球范围内 具有标准型,因此,基于IP 的网络可实现不同厂家的智能电网设备 的互操作。 此外,IP 协议是一种可扩展的技术,一旦智能设备接入IP 络,将会得到一个IP地址,此外,IP 技术的强大路由能力也为通信 要:为了提高电网和用户之间的双向互动能力,文章充分调研现有的电力业务数据接入通信技术和通信协议,针对电力业务种类繁多,标准不兼容等问题,把高级量测体系引入电力通信体系。介绍了高级量测体系的组成及其拓展,详细阐述了各个组 成部分的功能,重点分析了用户户内网络(HAN)、邻域网(LAN)、广域网(WAN)等采用的通信技术及其对应的通信协议数据接入技术,并提出 了通信协议IP 化思想。
最后,文章以大用户业务为例,详细介绍了在高级量测体系框架下,电力双向互动业务数据接入的部署 策略,具有较大的实际意义。 关键词:双向互动;高级量测体系;数据接入 基金项目院国家电网公司科技项目资助渊电网与用户双向互动服务能力提升关键技术研究袁课题编号526408130022冤袁起止时间2013.1-2015.12 179 2015年第31 科技创新与应用时间 供电量 (kWh) 售电量 (kWh) 理论线损计算结果 用户2000000675用电量 (kWh) 12 9 2.34 2.74 476280 236 2.65 25653602476993 2.86 3.44 451440 210 5.94 5.33 2801670707 6.27 5.73 1139760 浅谈镇级供电企业用电检查管理 陈英杰 (广东电网有限责任公司江门新会供电局,广东 江门 529100) 前言 用电检查环节是供电行业经营管理中的重中之重。用电检查是 保证企业安全生产管理的重要程序,安全用电检查可促进企业的正 常生产管理。
但随着用电客户越来越多,客户的用电模式多样化,越 发加重了用电检查的任务,在镇级供电所中,往往用电用户数以万 计,如果全面开展,将费时费工而成效低。我们应根据用检任务合理 分配,提高效率。用电检查通常涵盖:根据我国电力方面的相关法 律,用户必须参照相关的政策、规章制度等来享受供电服务,依照相 关的法规政策、制度规定等来使用电能;客户受电装置施工过程中 的质量检查;用户用电装置的安检;实际用电情况的检查;电源的安 检等:客户进网作业电工的资格、进网作业 安全状况及作业安全保障措施;用户的用 电计划、节省用电的检查,电能计量设备的 运行安检,电力负荷控制设备、继电保护与 自动设备、调度状况类似的检查。其他的检 查方面还包括:用电、供电合约、相关协议 是否如规定执行,受电端的电能质量,是否 出现了违规用电、非法窃电等现象。广义的 用电检查则涵盖:用电业务的办理、用电稽 查等。对于一般的日常用电检查内容都比 较简单,可在抄表收费或业扩等营业工作 时同时进行;而故障电表、违章用电、窃电行为等带有隐蔽性则可以 作为重点独立开展。在数以万计的用户中查找故障电表、违章用电、 窃电行为需要排查科学的方法。
选取重点用电检查目标1.1 建立四分线损分析制度数据接入技术,缩小用电检查范围 根据站-线-变-户关系,进行分区、分压、分线、分台区四分管 理,通过四分管理,使异常情况凸现,这将使用电检查范围缩小,对 用电检查的开展能起到事半功倍的效果。 1.2 开展线损理论计算 根据公式:统计线损=管理线损+理论线损,我们可以通过统计 要:随着经济的发展,人民生活水平的提高,电力在生产中的运用越来越广泛,电能成为必不可少的能源。为保障用电安全,用电检查成为供电行业经营管理中的重要任务,通过用电检查,将帮助企业查找问题隐患,并提出相应整改意见,提高企业经济 效益。其中查处违章用电、窃电行为和故障计量是用电检查主要内容。随着用电用户不
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