隨著電力體制改革的全面開展和不斷深入及電力市場營銷業(yè)務(wù)的日益創(chuàng)新，營銷信息化工作得以迅速推開，客戶現(xiàn)場信息的集中采集和分析應(yīng)用，成為營銷業(yè)務(wù)工作不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)要求，在電力管理發(fā)展過程中，原來以拉閘限電為目的的負(fù)荷控制正逐漸向用電管理方向過渡，電力企業(yè)為提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平，需要有一套完善的用電側(cè)電能管理系統(tǒng)。同時，對用戶側(cè)防竊電技術(shù)的要求也越來越迫切。由此帶來的對傳統(tǒng)結(jié)算手段的改進(jìn)，對大、中工業(yè)用戶及配變計量監(jiān)測點用電情況的監(jiān)測的需求已越來越強烈。有序用電管理成為我們營銷工作的重點。
在對大用戶的考核與電費抄收，配電變壓器的監(jiān)測，居民臺區(qū)線損的管理過程中，存在著地理位置分散、采集點多、數(shù)據(jù)量少、實時性不高等困難，而利用GPRS技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)大用戶的考核與電費抄收系統(tǒng)，配電變壓器的監(jiān)測系統(tǒng)，居民臺區(qū)線損管理系統(tǒng)可以避免這些困難，是用電管理的一個趨勢。
哈密電網(wǎng)是一個有較長歷史的電網(wǎng)，設(shè)備比較陳久，特別是這兩年隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，負(fù)荷發(fā)展較快，電網(wǎng)負(fù)荷較重。為保證安全、可靠供電，我局近年來在大用電負(fù)荷側(cè)方面的技術(shù)改造進(jìn)行了資金的大量投入。為保證售電量的及時準(zhǔn)確抄錄，我局已建立基于GPRS技術(shù)的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，現(xiàn)在正在進(jìn)行大面積普及安裝工作，大力推廣電力負(fù)荷管理系統(tǒng)勢在必行。
2 電力市場營銷業(yè)務(wù)對負(fù)荷管理系統(tǒng)的需求
隨著電網(wǎng)企業(yè)對市場營銷業(yè)務(wù)的要求越來越高，業(yè)務(wù)創(chuàng)新勢必要求獲得更深入和更廣泛的信息系統(tǒng)支持。技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，高科技、智能化產(chǎn)品已經(jīng)滲透到日常生活的各個領(lǐng)域，自動抄表也成為當(dāng)今智能化管理的潮流，成為智能化樓宇、智能化小區(qū)中不可缺少的組成部分。目前在電力集抄領(lǐng)域，主要的方式有載波抄表、有線抄表和無線抄表等。
2.1客戶用電信息的及時收集和掌握需求
加快電費結(jié)算周期，分析和預(yù)測電力市場的變化，優(yōu)化和評價市場策略，需要及時和集中收集客戶用電各類負(fù)荷電量數(shù)據(jù)，已經(jīng)不再是完全靠人工所能夠承擔(dān)的了。
2.2客戶電力負(fù)荷的集中監(jiān)控需求
實現(xiàn)有序用電管理，保障電網(wǎng)供需平衡和減少用戶停電損失，提高電網(wǎng)建設(shè)投資效益，同時也為供電企業(yè)提供催收電費的輔助控制手段，需要實施客戶側(cè)用電負(fù)荷的集中監(jiān)控管理。
2.3客戶側(cè)電能計量設(shè)備工作狀況的監(jiān)控需求
強化客戶側(cè)電能計量設(shè)備運行監(jiān)控，成為供電企業(yè)重要技術(shù)投向之一，對客戶用電現(xiàn)場所發(fā)生的計量異常現(xiàn)象要求能夠得到及時監(jiān)控，發(fā)出相應(yīng)的告警提示和為事件處理提供分析數(shù)據(jù)依據(jù)。
2.5配電線路線損管理的需要需求
配電線路線損管理需要對配電線路上客戶側(cè)電能消耗信息進(jìn)行同時數(shù)據(jù)采集，既需要在同一時刻完成配電線路上的專用配變客戶和公用配變的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中收集，才能分析得到真實的線路損耗，同時得到配電變壓器運行情況和電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，對開展配電線損管理和調(diào)整配變設(shè)備運行提供依據(jù)。
3系統(tǒng)簡述
電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是集現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)、電能計量技術(shù)和電力營銷技術(shù)為一體的電力負(fù)荷綜合性實時信息采集與分析處理系統(tǒng)，它以公共的GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)為載體，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)系統(tǒng)主站和現(xiàn)場終端之間的實時在線通訊，具有用電異常信息報警、負(fù)荷管理、錯峰用電、遠(yuǎn)程預(yù)付費、電能質(zhì)量檢測、線損分析、遠(yuǎn)程抄表、客戶服務(wù)等功能。
表1-3與現(xiàn)有通信方式的性能比較
 無線負(fù)控 中壓載波 寬帶以太 短消息（SMS） GSM數(shù)傳（CSD） 移動GPRS信道
建網(wǎng)難度 困難 困難 困難 簡單 簡單 簡單
一次性投資 極大 大 極大 小 大 小
運行維護(hù) 困難 困難 一般 一般 容易 容易
通信速度 低 最低 高 低 高 高
可靠性 差 最差 好 差 較好 好
實時監(jiān)控 不能 不能 能 不能 不能 能
使用收費 較低 低 高 高 高 一般
4系統(tǒng)組成
利用中國移動現(xiàn)有的GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，用電負(fù)荷管理終端通過RS485抄錄大、中工業(yè)用戶及廠站的電能表數(shù)據(jù)，通過中國移動的數(shù)據(jù)通信服務(wù)中心與后臺系統(tǒng)交換，在移動的數(shù)據(jù)服務(wù)中心和供電局抄表中心之間申請VPN專網(wǎng)，并在電力局抄表中心建立中心主站，所有終端設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及移動數(shù)據(jù)中心連至該中心主站，實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)和主站系統(tǒng)的實時在線連接。
應(yīng)用系統(tǒng)典型拓?fù)鋱D：

 
5系統(tǒng)特點
無線GPRS電力集抄營銷系統(tǒng)具備如下特點：不需要為多表集抄專門布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護(hù)成本低；無論在多遠(yuǎn)的地方，只要可以上網(wǎng)就可以完成對集抄的控制和管理；基本硬件平臺擴展?jié)摿�巨大，可以方便的擴展到水、燃?xì)獾仍O(shè)備的集抄；系統(tǒng)通訊采用模塊化設(shè)計，支持GPRS、CDMA公共無線數(shù)據(jù)通信方式和有線網(wǎng)絡(luò)通訊方式，支持短信、GSM相接合的通信方式；傳輸協(xié)議同時支持TCP和UDP協(xié)議，可以靈活配置兩個或多個主備傳輸通道，能夠?qū)崿F(xiàn)GPRS與SMS或CDMA與SMS通訊通道的自動切換；系統(tǒng)采用多任務(wù)、多線程并發(fā)通信調(diào)度管理機制，可實現(xiàn)多臺采集工作站并行采集，每臺工作站可同時支持64個任務(wù)（終端）并發(fā)采集，支持多采集任務(wù)的負(fù)載均衡；主站與終端通訊采用128位RD分組加密算法和SHA64的數(shù)據(jù)完整性驗證安全機制，確保數(shù)據(jù)傳輸安全；主站與終端通訊采用高效的RAY-Period矢量算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，壓縮效率平均可達(dá)60%以上；模板化檔案錄入設(shè)計，支持配電管理終端檔案信息的出廠設(shè)置，支持批量檔案錄入、從營銷系統(tǒng)倒入檔案數(shù)據(jù)；系統(tǒng)具有靈活的權(quán)限管理，權(quán)限控制不僅對用戶操作功能進(jìn)行控制，而且可以對數(shù)據(jù)查訊、操作范圍進(jìn)行控制，不同區(qū)域的用戶僅能訪問其區(qū)域的數(shù)據(jù)；主站支持配電管理終端軟件、電表規(guī)約的遠(yuǎn)程升級，升級支持?jǐn)帱c續(xù)傳；可以根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、隸屬關(guān)系、用戶自定義方式進(jìn)行分組、歸類，方便用戶查詢；可以提供曲線、表格等方式供用戶查詢。無需擔(dān)心傳輸網(wǎng)絡(luò)擴容和服務(wù)，中國移動為此提供保障。
表1-1各方案的對比
方案 傳輸距離 傳輸速度 實時性 差錯率 數(shù)據(jù)量 覆蓋范圍 工程量 線路投資 維護(hù)量 通信費用
電力載波 近 中 實時 高 大 中 小 無 大 低
RS485總線 近 高 實時 無 大 小 大 大 中 低
短信息 遠(yuǎn) 不確定 非實時 無 小 大 小 無 無 大
有線電視網(wǎng) 遠(yuǎn) 高 實時 無 大 中 大 租用 小 大
GPRS 遠(yuǎn) 高 實時 無 大 大 小 無 無 低
6系統(tǒng)功能：
6.1 數(shù)據(jù)采集：自動采集用戶電量、電壓、電流、功率、報警事件等數(shù)據(jù)，采集時間間隔和數(shù)據(jù)采集項目可以靈活定義，設(shè)置；
6.2 錯峰及有序用電管理：對用戶進(jìn)行靈活的分組、排序，生成錯峰輪休計劃，分配負(fù)荷定值和設(shè)置控制時段，避免線路拉閘限電，減少缺電帶來的客戶經(jīng)濟(jì)損失和社會影響；系統(tǒng)提供負(fù)荷計劃曲線、限電指標(biāo)曲線、決策曲線、實際負(fù)荷曲線與計劃曲線對比分析，校驗錯峰方案執(zhí)行效果。
6.3 按地區(qū)、行業(yè)、電價、負(fù)荷類別、錯峰方案等多種查詢條件，以曲線或表格方式實時查詢當(dāng)前負(fù)荷、用戶數(shù)，并可與歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行對照分析比較；
6.4可以實現(xiàn)電表時鐘對時和電表費率時段遠(yuǎn)程參數(shù)管理。
6.5 對負(fù)荷達(dá)到上限值或下限值時報警。
6.6 對臺區(qū)中測儀的數(shù)據(jù)能采集回來。
7 GPRS的技術(shù)特點：
7.1實時在線：配電點無線終端與主站設(shè)備隨時都保持網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，
7.2高速傳輸：由于GPRS采取了先進(jìn)的分組交換方式，數(shù)據(jù)傳輸最高理論值可達(dá)171.2kb/s
7.3按量計費：按數(shù)據(jù)傳輸量來計費，沒有傳輸數(shù)據(jù)信息時，即使實時在線占用數(shù)據(jù)通道也不會發(fā)生費用。
7.4資源利用率高：多個用戶可高效率地共享同一無線信道，從而提高了資源的利用。
7.5 GPRS無線數(shù)據(jù)通信功能
 
圖1-1終端GPRS通訊示意圖
終端具有多種用電異常智能檢測、分析并自動報警功能，并可將異常信息（包括報警時刻前后電量或其它數(shù)據(jù)）主動上報給主站，同時保存一定數(shù)量的異常記錄供主站召測。
8軟件系統(tǒng)特點
8.1 純JAVA系統(tǒng)設(shè)計：采用JAVA技術(shù)進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，具有強大的穩(wěn)定性、安全性、兼容性、可擴展性；先進(jìn)的B/S結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)使用先進(jìn)的B/S結(jié)構(gòu)，用戶只需要使用瀏覽器就可以通過電力公司內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)完成電表集抄和各項電力營銷管理功能。使用BS結(jié)構(gòu)不僅極大的方便了電力公司相關(guān)人員的使用，而且為電力公司未來向公眾公開用電費用提供了方便。
8.2 營銷管理決策支持：基于完整的、實時的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，智能的決策支持系統(tǒng)可以為管理者提供豐富的決策支持信息，實現(xiàn)業(yè)務(wù)運營的有效管理。
8.3 功能擴展性：整個系統(tǒng)具有極強的開放性和可伸縮性，可以方便的與銀行電話付費系統(tǒng)相連，為電力公司未來開展在線支付、客戶服務(wù)等增值業(yè)務(wù)提供了方便。
9 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)工作原理
電力負(fù)荷管理系統(tǒng)適營銷系統(tǒng)自動化、智能化的理想設(shè)備。數(shù)據(jù)終端采用WFET-1000S電力負(fù)荷管理終端。采用GPRS無限通信技術(shù)、高性能微處理器技術(shù)以及多功能電能表三者相結(jié)合的方法實現(xiàn)電能表計參數(shù)時時檢測和無限傳輸。硬件設(shè)計主要由數(shù)據(jù)采集器與多功能電能表通過RS232通訊接口，采集多功能表的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲數(shù)據(jù)。同時，由數(shù)據(jù)采集器與GPRS模塊通過RS232通訊接口，控制GPRS模塊的接受命令或發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行短信功能的發(fā)送。WFET-1000E/D多功能遠(yuǎn)方抄表終端，采用了先進(jìn)的32位RISC 嵌入式CPU硬件平臺、實時嵌入式LINUX嵌入式操作系統(tǒng)、GPRS移動通信技術(shù)和高精度電能計量等技術(shù)研制而成的新一代終端產(chǎn)品。除了具備傳統(tǒng)的遠(yuǎn)方抄表等功能外，還具備了防竊電監(jiān)測及主動上報等功能。具有功能強大、使用簡單、運行穩(wěn)定、維護(hù)方便等特點。GPRS模塊是一款完全透明的GPRS無限調(diào)制解調(diào)器，上電后能夠自動連接主站并建立透明的GPRS數(shù)據(jù)通道。多功能電能表采用湖南長沙威勝集團(tuán)或河南許繼集團(tuán)的表計。它具有標(biāo)準(zhǔn)的RS485通訊接口。GPRS模塊安裝在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集器安裝在計量柜中。當(dāng)數(shù)據(jù)采集器收到終端主機要求采集命令后，將存儲的數(shù)據(jù)通過GPRS通訊模塊發(fā)送出去，數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS無線公共網(wǎng)連接互聯(lián)網(wǎng)被傳送到終端主機上。報警數(shù)據(jù)將主動上傳主站終端，同時以短信形式發(fā)送到指定責(zé)任人手機上。主站終端接受數(shù)據(jù)采集器傳送的數(shù)據(jù)，時時采集電量、需量、電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相角、功率因數(shù)等，統(tǒng)計每日A、B、C分相電壓，A、B、C分相、零線電流，總、A、B、C分相有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)日最大、最小值及發(fā)生時間。一旦發(fā)生報警，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報警短消息。數(shù)據(jù)庫管理軟件對本地數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄管理，用戶通過人機交互界面管理所有轄區(qū)內(nèi)的多功能電能表
WFET-1000S電力負(fù)荷管理終端

    
歷史數(shù)據(jù)及自動生成報表等。
10 數(shù)據(jù)采集器與多功能電能表的通信規(guī)約
數(shù)據(jù)采集器與多功能電能表的通信規(guī)約遵循多功能電能表通信規(guī)約DL/T645-1997，該標(biāo)準(zhǔn)適用于本地系統(tǒng)中的多功能電能表的費率裝置與數(shù)據(jù)終端設(shè)備進(jìn)行點對點的或一主多從的數(shù)據(jù)交換方式，規(guī)定了它們之間的物理連接、通信鏈路及應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。
主站與終端通訊采用128位RD分組加密算法和SHA64的數(shù)據(jù)完整性驗證安全機制，確保數(shù)據(jù)傳輸安全；主站與終端通訊采用高效的RAY-Period矢量算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，傳輸協(xié)議同時支持TCP和UDP協(xié)議，可以靈活配置兩個或多個主備傳輸通道，能夠?qū)崿F(xiàn)GPRS與SMS或CDMA與SMS通訊通道的自動切換；遠(yuǎn)程通訊協(xié)議：浙江規(guī)約、廣東規(guī)約、國電規(guī)約。
11 數(shù)據(jù)采集器的軟件流程
系統(tǒng)軟件設(shè)計包括單片機應(yīng)用軟件和PC機應(yīng)用軟件。單片機程序主要實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字信號處理、存儲、顯示、通信處理等功能；PC機軟件主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，實現(xiàn)了實時監(jiān)測、動態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、曲線繪制、報表顯示以及答應(yīng)輸出等功能。
表1短信內(nèi)容與事故的對應(yīng)關(guān)系
事件 短信內(nèi)容 事件條件
停電 故障報告：計量柜裝置停電 三相電壓=0且三相電流﹤2%Ib
全失壓 故障報告：計量柜裝置全失壓（竊電） 三相電壓=0且某相電流＞=2%Ib
失壓 故障報告：計量柜裝置失壓 電壓至少有一相工作，多功能表可以正常工作。發(fā)兩條短信。
12與其它系統(tǒng)接口
12.1系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)采用基于標(biāo)準(zhǔn)的開放體系結(jié)構(gòu)，能較好地與其它系統(tǒng)集成。
12.2系統(tǒng)可以和營銷系統(tǒng)接口，向營銷系統(tǒng)提供用戶客戶的電量數(shù)據(jù)，方便營銷結(jié)算。
12.3系統(tǒng)可以和用電GIS系統(tǒng)接口，向GIS系統(tǒng)提供用電客戶的檔案信息及報警信息。
13 結(jié)束語
經(jīng)我局安裝試驗運行證明，安裝后運行可靠，實現(xiàn)抄收我局管轄范圍內(nèi)大電力大客戶電能表的各種數(shù)據(jù)，為用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)管理分析，同時為電量平衡，線損分析既負(fù)荷預(yù)測提供了切實的數(shù)據(jù)，對全面提高電力系統(tǒng)自動化水平，電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和服務(wù)水平有著顯著效果。