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1、用户用电信息采集系统电力用户用电信息采集系统(power user electric energy data acquire system)是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监 控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、 用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的 信息交互等功能。国家电网规划，2014年底用电信息采集系统覆盖率达到100%， 对直供直管区域内所有用户实现“全覆盖、全采集、全费控”。据统 计资料显示，截止2010年年底，各省基本完成15%的覆盖要求。2013-2017年中国用电信息采集系统行业发展前景与投资预测分析 报告1表示，与国
2、家电网相比，南方电网和农村电网用电信息采 集系统普及时间短，覆盖率低，容量合计约是国家电网的50%。目前 南方电网正积极制定各项标准，农网划归国家电网直属后也将加大用 电侧改造力度。另一方面，2010年11月，国家发改委、电监会、能源局等六 部委联合印发电力需求侧管理办法，该办法的出台意味着国家电 网公司“全覆盖、全采集”的要求将推广到全国电网，从而打开了用 电信息采集系统的市场容量空间。据此预计，未来4到5年专网终端 年均需求22.5万台，公网终端年均需求90万台。“十一五”期间， 国家电网对用电信息采集系统的投资不足70亿元，而“十二五”期 间，国家电网对用电信息采集系统的投资将超过500
3、亿元。在全套用 电信息采集系统中，终端电表的招标建设进度是最快的，2010年实 际完成量超过年初计划30%。行业投资的大幅增加以及行业快速增长， 意味着用电信息采集系统行业将步入到高成长的周期。用户用电信息采集系统是通过对配电变压器和终端用户的用电数据 的采集和分析，实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析， 最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查（防窃电）、负荷预测和 节约用电成本等目的。建立全面的用户用电信息采集系统需要建设系 统主站、传输信道、采集设备以及电子式电能表（即智能电表）。 目前国网公司用电信息采集覆盖率为4.5%。用电信息采集终端类型如下：用电信息米集终端是对各信息米集点
4、用电信息进行米集，从而实 现数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备，简称采 集终端。用电信息采集终端按应用场所分类，可分为专用变压器采集终 端、集中抄表终端、分布式能源监控终端等类型。（1）专用变压器采集终端。专用变压器采集终端是对专用变压 器用户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能 计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监 控，并对采集数据进行管理和双向传输。（2）集中抄表终端。集中抄表终端是对低压用户用电信息进行 采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集器或电能 表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换 的设
5、备。采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息，并可与集 中器交换数据的设备。（3）分布式能源监控终端。分布式能源监控终端是对接入公用电网 的用户侧分布式能源系统进行监测与控制的设备，可以实现对双向电 能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令对分布式 能源系统接入公用电网进行控制。用电信息采集系统在物理架构上可分为主站、通信信道、现场 终端3个层次：（1）系统主站主要由营销系统服务器（包括数据库服务器、磁 盘阵列、应用服务器）、前置采集服务器（包括前置服务器、工作站、 GPS时钟、安全防护设备）以及相关的网络设备组成。（2）通信信道是指系统主站与终端之间的远程通信信道，主要 包括光
6、纤专网、GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网、中压电力线 载波专网等。（3）现场终端是指安装在信息采集点的采集终端设备，主要包 括专用变压器采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）等。在电力系统中，电能表和数据采集终端是常用的生产设备，随着 电力行业的发展，自动化生产和管理水平的提高，在设备间进行数据 交换变得十分频繁。不同设备间的数据交换必然引起数据通信帧的识 别和相互兼容问题，因此，对目前常用的协议进行归纳总结,设计一种 通用的解析和生成算法,对解决设备间进行多协议兼容及提高相关程 序的健壮性和可维护性具有重要意义。本文首先根据实际工作中的经 验，对目前常用的协议解析方法进
7、行分析，指出了其不足。在此基础上, 设计实现了一种通用的解析/生成算法。该算法在结构上实现了程序 和数据分离，使得在实现算法时，可以仅关心算法流程，而不必关心不 同协议的具体数据。在技术实现上，无论是上位机还是下位机，都可以 根据实际开发平台进行代码实现,而不必局限于实现的具体工具。本 文主要研究在上位机与电子式电能表或数据采集终端设备之间，以及 下位机与下位机之间进行通信时,对数据帧进行生成与解析的通用算 法。算法通过使用面向对象的方法,以程序与数据分离为原则，将具体 协议数据以外部数据源的形式提供,程序仅实现算法。该算法具有通 用性强、适用范围广的优点，封装后的对象可用于上位机软件相关通 信程序的编写，算法及设计思路也可用于下位机通信相关程序或硬件 传输协议的设计。该设计已在实际工作中得到应用和验证，效果良好。
