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1、智能电表远程抄表推介方案2015年5月一、背景介绍21.1 能源的精确计量是全球性节能减排的要求21.2 政府及电力部门相关政策推动21.3 电能计量是智能电网的核心 3二、电力系统电能计量42.1 电能计量点设置42.1.1 设置原则42.1.2 主要计量点52.2 智能电能表是核心的计量装置 52.2.1 电能计量装置的分类52.2.2 计量信息的采集与传输 6三、电力客户需求及现有方案分析73.1 客户需求分析73.2 现有远程抄表解决方案分析 93.2.1 组网架构93.2.2 远程抄表终端及连接方式 103.3 实际应用中的不足 12四、智能电表远程抄 表解决方案 134.1 方案概
2、述134.2 组网架构144.3 远程抄表终端 144.3.1 集中器的硬件构成 144.3.2 通信模组154.3.3 通信卡选配164.4 通信传输网络174.4.1 网络搭建174.4.2 码号资源及数据配置 184.4.3 终端认证机制 194.5 中心控制平台 194.5.1 SIM卡全生命周期管理 194.5.2 SIM卡实时状态监测及自动化管控 204.5.3 远程故障诊断204.5.4 API集成204.6 常见通信卡故障分析 21五、产品推广模式及思考225.1 推广模式225.2 思考22一、背景介绍1.1 能源的精确计量是全球性节能减排的要求全球性的节能减 排要求必须进行
3、能量的精确计量，促进各用电主体根据能量的变化进行用电控制，改变用电习惯。在工、农业生 产、商贸经营等各项工作用电中，为加强经营管理，大力节约能源，考核单位产品耗 电量，制定电力消耗定额，提高经济效果，电能计 量装置是必备的计量器具。2010年4月，欧盟委员会颁布了涵盖电、气、水 和热计量在内 的智能表计安装 计划，要求2020年完成80%勺智能电表安装，相比欧盟委员会颁布的此项计划，欧洲许多国家制定了更为紧迫的时间 计划表。1.2 政府及电力部门相关政策推动近几年政府及电力部门连续出台一户一表、分时电价等多项与电能表行业发展 相关的政策，实施城乡电网改造、防窃电改造、西电东送等战略性 工程，以
4、及房地产的迅速发展，极大地拉动了电能表需求的上升，对电能表产业规模扩大与市场格局变化产生了关键 影响。2000年初，中国电力供应紧张，国家试行并加大 两部制电价和 分时计费的应用 范围；2002年，国家发改委正式发布推荐使用分时计费的产业政策；2003年，国家发改委出台了关于运用价格杠杆调节电力供求 合理用电有关问题的通知。石保持电价总体水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时电价，鼓励发电企业充分利用 发电能力，促进用户用电移峰填谷。政策的出台，为复费率电能表 的生产带来广阔的市场空间；2010年6月住房城乡建设部住宅远传抄表系统要求必须解决好水、电、气、热等住宅能源管理的智能化抄表问题；20
5、11年11月，国家发展改革委制定了关于居 民生活用电试行 阶梯电价的指导意见。1.3 电能计量是智能电网的核心电能是国民经济、工业、商业等人民生活的重要二次能源。电 力的生产和其他 产品的生产不一样，其特点是发、供、用这三个部 门连成一个系统，他们之间互相如何销售，如何经济计算，就需要 一个计量器具在 三个部门之间进行测量计算出电能的数量，这个装 置就是电能计量 装置。在电力系统发、供、用电的各个环节中，装 设了大量的电能 计量装置，用来测量发电量、厂用电量、供电量、 售电量等，为制 定生产计划，搞好经济核算，计收电量提供依据。国家电网2009提出智能电网建设规划，要建设以“特高压电网 为骨干
6、网架，各 级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、 互动化特征的统一的坚强智能电网”，以通信信息平台为支撑，以智 能控制为手段，涵盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和 调度各个环节。2011年一2015年是国家电网公司智能电网的全面建 设阶段，各类电能计量表计的需求旺盛，居民用单相电表占 75%工业用三相智能电表占25%:、电力系统电能计量2.1 电能计量点设置电力系统包括“发、输、变、配四大环节。涉及到的企业包 括有五大发电集 团、国家电网公司及南方电网公司两大供电集团 在整个电能的生 命周期中，每个环节都需要电能的精准计量中国南方电网公司 国家电网公司半篇，太唐1.3华电国，四小
7、90国*昨,73 国运用力 中厂博2.1.1 设置原则 贸易结算用电能计量点此计量点涉及结算，要求表计的准确度较高。原则上设置在购售电设施产权分 界处，当产权分界处不适宜安装时，应由购售电双 方或多方协商，确定电能计量装置安装位置。考核用电能计量点根据需要设置在 电能经营企业或供电企业内部用于经济技术指标考核的各类电压等级的变压器侧、输电和配电线路端以及无功补 偿设备处。2.1.2主要计量点贸易结算发电企业发电机出口：产区归属发电企业并网线路侧：线路产 权归属电网企业并网线路对侧：线路 产权归属发电企业启备变线路侧：产权归属发电企业启备变线对路侧：产 权归属发电企业 主义图压侧：机组厂 权不同
8、或电价不同电力客户高压供电系统变电站线路侧：线路产权归客户客户高压线路侧：线 路产权归电网企业客户低压线路侧：线 路产权归电网企业低压供电三相客户进线侧：线 路产权归电网企业单相客户进线侧：线 路产权归电网企业电网经营企业系统联络线某一侧指标考核发电机出口线路产 权归电 网企业系统联络线某一侧变电站线路侧变电站主义图、中、低、压侧变电站站用艾图压侧公用变低压侧无功补偿设备处2.2 智能电能表是核心的计量装置2.2.1 电能计量装置的分类所有电能计量点均应安装电能计量装置，电能计量装置是用来测量和记录发电 量、厂用电量、供电量、线损电量和销售电量的电能计量器具及其 辅助设备组合。主要包括：各种类
9、型电能表（有功、无功电能表，多费率电能表）、计量用电压、最大需量表、失压计时 仪、电流互感器 及其二次回路、电能计量柜（箱）等。电能计量装置从 电力系统管理角度，按照其所计量电能量的多 少和计量对象的重要程度分五类：I类电能计量装置月平均用电量 500万kWh及以上或变压器容量为 10000kVA及以上的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网 经营企业 之间的电量交换点、 省级电网经营企业与其供电企业的供电关 口计量点 的电能计量装置。n类电能计量装置月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为 2000kVA及以上的高压 计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间
10、的电量交换点 的电能计量装置。出类电能计量装置月平均用电量10万kWh及以上或变压器容量为 315kVA及以上的计费用 户、100MW以下发电 机、发电企业厂（站）用电量、供电企业内部用于承包考核的计量点、考核有功电量平衡的110kVA及以上的送电线路电能计量装置。IV类电能计量装置负荷容量为315kVA以下的计费用户、发供 电企业内部经济技术指标分 析、考核用的电能计 量装置。V类电能计量装置单相供电的电力用户 计费用电能计量装置。2.2.2 计量信息的采集与传输电能计量信息的采集和传输遵循中国电力联合会制定的行业标 准及电网公司制 定的企业标准，后者由电网公司下属电力科学研究 院研究制定，
11、包 括各种采集终端技术规范、终端与主站的通信协议 等。信息传输介质以电力专网传输为主。电力专网是电力系统自建 的一张私有通信网络，由电力系统专业团队（国家电网信通公司） 负责整个网络的规划设计、建设和维护，涵盖“发、变、输、配”各个环节，传输 介质包括光纤、电力电缆、无线（电力专用频段230MHZ等，出于安全考虑，目前以有线传输为主；在配电网的末 端，部分采用运 营商通信网络（以GPRSl主）。三、电力客户需求及现有方案分析3.1 客户需求分析电力系统对运营 商的通信需求主要集中在配电网侧。电力系统 配电网是由架空 线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功 补偿电容以及一些附属设施等组成的
12、，在电力网中起重要分配电能 作用的网络。按 电压等级可分为高压配电网（35 110KM ,耳压配电网（610KM ）耻配电网（220/380V）。勒系统配网自动化系 统架构如下图示：对运营商的合作 需求主要集中在“远程抄表（居民用电、专变监测）、人工巡检、配网监测、高压输电线路监测及电力应急抢修”等领域。其中，以远程抄表规模最大，以下将以此为例进行阐述。电网公司集团总 部每年根据各省的需求，分批次对智能电能表（以下简称智能电表）进行招标，电表生产商都会提前按照电网公司招标要求及时间，进行智能表具的硬件预组装（数据采集、数据 处理单元、通信 模组、射频天线等）。招示结果电网公司总部会下发 到省公
13、司，省公 司根据此结果进行采购。而配网自动化系统中涉及的通信服务类招 标，由省电网公司自行负责、并列入其运营成本。已知需求如下：抄表信息的稳定、可靠传输智能电表采集终 端的安装位置多为人工抄表不容易抄到的偏僻区域，这就要求 运营商的通信网络信号覆盖足够好。有远程故障定位手段智能电表采集终 端数量多、分布广，电网公司维护力量有限，这就要求监控中心能远程进行故障预判，以节约人力、物力。有效的成本管控手段智能电表每年都 在级数递增，省电网公司的通信成本也在逐年 攀升。由于无法 准确知道每个采集终端的实际流量使用情况，为防止因通信卡流量 不足导致断网，电网公司往往要求运营商更低的资 费、提供更多的流量
14、。3.2 现有远程抄表解决方案分析3.2.1 组网架构远程抄表终端与 中心管理平台之间采用VPDNS网方式，中心管理平台通过专线 接入联通GGSN与前端的抄表终端组成 VPDN网， 与互联网隔离，组网方案如下图所示：抄表业务平台抄表终端联通GGSN即网关支持节点抄表终端通过 WCDMA/GPR线网络接入，GGSNJ断是VPN用户，向指定的LNS发起L2TP连接。联通AAA务器：负责对用户的域名进行鉴权认证，AAA!艮务器对登录用户的域名和该用户的用户名密码核对验证。验证通过后, 方可接入联通网络。专线：通过此专 线将联通的GGS丽企业的LNS设备连接起来。用户侧路由器（LN0 :需支持L2TP协议，RADIUS、议，要与 GGSNt立 L2TP隧道。企业AAA务器：用于认证、授权、计费，实现对拨号用户名、密码和IP地址的管理，此服务器为可选配置，用于提高网络的 安全性。3.2.2 远程抄表终端及连接方式远程抄表终端是 对用户电能使用信息进行采集的设备，具体包括：集中器+采集器+远传表具。无线通信模块通常集成在集中器里, 集中器以RS485总线、电力线载波等方式经采集器采集远传表具的 数据信息，通过 无线通信网络，完成与电网管理平台的数据交互。 一般节点数量较 少的情况下，远传表具可以不经过采集器，直接与集中器相连。如 专用变压器采集信息后直接上传。主要硬件及功能 如下：主要设备主
