居民抄表系统初步可行性研究报告.docx

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居民抄表系统初步可行性研究报告

GEDI

国家甲级

证书号:

190101

广东省广电集团有限公司

低压电力用户集中抄表系统建设

初步可行性研究报告

D0216CK

（初稿）

广东省电力设计研究院

2004年6月广州

院总工程师：

审校：

校核：

编写：

1概述3

1.1引言3

1.2设计依据3

1.3建设目标4

1.3.1近期目标4

1.3.2远期目标4

2项目必要性4

2.1为用电政策执行提供技术支持4

2.1.1一户一表改造工作的需要4

2.1.2小区接管工作的需要5

2.1.2小康型住宅小区建设要求5

2.2提高用电侧计量管理水平5

2.3国内外居民集中抄表技术应用情况6

2.1.1国外应用情况6

2.1.2国内应用情况6

2.3居民抄表现状评估6

2.4居民抄表试点概况7

2.5小结8

3项目需求分析9

3.1现有用户规模9

3.2小区用户规模10

3.3数据量分析10

3.4通信特点分析10

3.5现有建设条件11

4技术方案12

4.1基本结构12

4.2主要功能12

4.2.1采集主机/站12

4.2.2集中器14

4.2.3用户采集装置15

4.3系统实现方案16

4.4通信组网方案16

4.4.1采集主机/站与集中器16

4.4.2集中器采集与电表17

4.5主要设备配置原则18

5实施计划及投资分析19

5.1近期建设计划19

5.2工程安排19

5.2.1主要设备配置19

5.2.2每套系统的工程周期20

5.3投资分析20

5.4投资效益分析21

5.4.1直接经济效益21

5.4.2间接经济效益23

5.4.3社会效益23

1概述

1.1引言

居民抄表系统是综合现代电子、计算机、通信网络技术的综合信息自动化系统，系统通过对远方居民计量表计数据准确、可靠、完整、及时采集和统计分析，能够快速、全面地反映居民电量购销及损耗情况，为电力营销系统提供可靠技术保证。

广东省广电集团电力营销客户数超过1300万户，售电量的比重约占全部售电量的20％左右，实现居民电量自动及时抄读分析，能够提高客户服务质量和计量自动化水平，有利于提高企业管理水平和管理形象，对于降低居民用电线损不正当用电具有显著贡献，也能够较好地缓解目前减员增效与抄表到户之间的矛盾。

受集团公司委托，结合近期广电集团居民抄表的试点建设情况，在对21地区居民计量情况初步调研分析的基础上，广东省电力设计研究院编写了居民抄表的初步可行性研究报告。

报告分析了项目建设的必要性和技术可行性，提出了系统的建设实施方案和投资概算，对项目的建设效益也进行了分析。

1.2设计依据

1.DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件

2.广电集团低压电力用户集中抄表系统建设规范（初稿）

3.DL476-92电力系统实时数据通信应用层协议

4.IEC1000-4-2/3/4—1995电磁兼容（国际标准）

5.DL/T645-1997多功能电能表通信规约（国家标准）

6.广东省电力系统地区电能量计量遥测系统建设技术规范

7.IEC870-5系列远动设备及系统传输规约（国际标准）

1.3建设目标

1.3.1近期目标

按照省公司统一部署，在三年内实现各分公司内按照国务院2003年6月8日下达的《物业管理条例》规定所新接受的居民小区内1968710户居民的计量表计自动化抄表，实现新建居民小区计量表计自动化抄表。

1.3.2远期目标

结合小区表计分布情况，根据先期建设经验，逐步扩大自动抄表范围，力争5～8年时间，对辖区范围内实现了一户一表的居民管理区实现自动抄表。

2项目必要性

2.1为用电政策执行提供技术支持

2.1.1一户一表改造工作的需要

为贯彻落实党中央、国务院关于加快城乡电网改造的重大决策，开拓市场，改善服务，满足国民经济发展和人民生活质量提高对电力的需求，根据国务院领导指示，原国家电力公司下发《城镇一户一表改造若干规定》（国电安运[1998]669号），要求在城市电网改造的同时，对城镇居民住宅供配电系统实施一户一表改造，鼓励城镇居民提高用电水平。

城镇居民住宅实施一户一表抄表到户后，为不增加或少增加抄表收费人员，实现减员增效，必须对传统的抄表、收费方式同步进行改革，大力推进低压集中抄表系统是完全必要的。

2.1.2小区接管工作的需要

按国务院2003年6月8日下达的《物业管理条例》第45条规定“物业管理区域内，供水、供电、供气、供热、通讯、有线电视等单位应当向最终用户收取有关费用”，我省需接管的居民住宅小区共7000多于个共196.8万户，为解决此部分用户的抄表问题目前较好的办法无疑是采用低压集抄系统。

2.1.2小康型住宅小区建设要求

根据建设部提出的小康型住宅小区规划要求，今后要对新建和改建的住宅统一规划，逐步实行水、电、气三表出户统一管理，实现微机自动监测、计量、收费。

远传功能彻底改变了传统的居民住宅水、电、煤气等生活耗能逐月入户验表收费方式，解决了城市住宅耗能管理的离散性和耗能数据人工处理的繁琐过程，从而节省了大量人力，且避免了入户验表对居民生活的干扰。

2.2提高用电侧计量管理水平

1．提高计量服务水平

居民系统充分应用现代电子、计算机、通信最新技术，能够自动实现对远方电量的准确、可靠、快速、完整计量和采集，可对采集数据进行分析、汇总、计算、存贮，并能够形成各种报表，实现对用户电量的随时准确抄读。

系统可同时实现对计量装置的运行状态监控，及时发现用户计量点等计量装置存在的问题，从而对计量装置存在的问题进行及时处理，避免因计量装置等问题引起的经济损失。

2．减轻计量抄表工作量，

居民抄表系统能够完全实现远程自动批量抄表，一般情况下，在几分钟内能够实现1个台区内居民电表抄读工作，计量工作人员无需到达现场，也无需进行操作，就能够在短时间内（1～2小时内），自动实现对辖区内电量的抄读，抄表效率非常高，能够节约大量抄表工作。

3．为提高营销服务水平提供支持

居民抄表系统能够实现高密度自动抄读，抄表间隔可以达到分钟级。

高密度、高质量的电能量数据，不仅为用户用电特性分析提供真实可靠数据，也为缩短用电销售周期，及时收费提供强大技术支持。

4．为降低用电线损提供有效依据和保证

目前我省居民用电线损率普遍较高，平均水平在10％以上，远高于理论线损率，也高于国内平均水平（7%），降损空间很大。

传统抄表抄表周期通常在1月以上，难以对线损降低提供可靠依据，而使用居民抄表系统，通过对监视范围内用户在一定时间段内电量进行冻结、准确、完整抄读，能够发现高线损范围，为线损降低提供可靠依据。

5．提高计量抄表准确性，减少误抄、错抄情况。

人工抄表往往由于人的疏忽及可能出现的疲劳而发生误抄、漏抄、甚至错超的情况，居民抄表系统则完全可以避免这些情况，即使有错误情况出现，概率也非常下，且错误情况往往是有规律的，可以追查和解决的。

2.3国内外居民集中抄表技术应用情况

2.1.1国外应用情况

国外在80年代末期就开始了居民集抄系统的试验研究,到目前为止，国外自动抄表系统采用无线通信方式者占主导地位，例如目前自动抄表技术最先进的美国，采用无线电方式的占总数的80%以上，而且从各大电力公司宣布的未来规划可以看出，这一趋势仍将延续，这主要是因为在发达国家无线通信技术比较先进和成熟的原因。

现在国外在低压电力线载波集抄技术投入大量的人力物力进行研究，美国就有好几家公司专门从事电力线载波MODEM芯片的研制生产，电力线载波技术也从FSK调制解调方式发展到采用最新通讯方式的扩频（Chirp方式）调制解调技术。

由于国外电力线载波MODEM芯片是针对本地区电网特性、电网结构而设计的，未必能适应国内电网的实际情况。

比较著名的公司产品有：

NationalSemiconductor公司的LM1893、SGS-THOMSON公司的ST7536、Intellon公司的SSCP300、Echelon的PLT-22等。

2.1.2国内应用情况

我国居民电量集抄系统的应用最早是1993年引进以色列独创公司研制的Collectric自动抄表系统，它是由配有光电传感器的读表终端，自动将表计数据转换成电子脉冲量，并通过电力载波将采集到的数据定期发送给数据集中器贮存并记忆。

集中器配有特殊的软件，具有通信功能，可利用公用市话网络或手持抄表微型终端等数据传入媒介与中央处理机进行信息交换。

最后，中央信息处理系统，通过特殊的通信协议，对接收到的数据进行处理，产生所需要的数据和报表。

该系统后因价格高、装置未汉化、部份测试未通过等原因，未得到推广。

国内从90年代初就开始研制居民电量集抄系统，到目前为止全国研究开发集抄系统且具备一定规模的单位有几十家，如北京新鸿基、双翼、四川蜀达、上海聚龙、苏州威光、南京大信、三能、杭州（广州）奥特、广州科立、深圳丕希、浩宁达、思达、深科技、东莞东方电讯等。

这些公司有的具备生产电表的基础，有的专以开发自动抄表系统为主。

国内的居民电量集抄系统实现的技术方案比较多，有通过采集终端和脉冲线收集若干电表脉冲数的，有通过铺设专用485通讯线进行数据传输的，有通过低压电力线载波进行通讯的，等等。

在具体电路实现上有采用分立元件的，有直接应用国外专用的集抄通讯专用芯片的，有对关键芯片和电路进行掩膜的，有与国外公司合作联合开发适合中国电力市场的集抄专用通讯模块的，等等。

国内应用规模比较大的地区主要有如下几个：

江苏省主要使用南京三能电力仪表厂的产品，数量已达到30万户，采用低压电力线载波通讯方式；

广州地区主要使用广州科立通用电气有限公司的产品，数量已达到70多万户，采用采集终端通过脉冲线采集电能表脉冲方式，集中器通过专线以FSK方式与采集终端通讯；

成都地区主要使用四川蜀达仪表厂的产品，采用低压电力线载波通讯方式；

湖北地区主要使用深圳开发科技公司的产品，采用在电能表内加装485通讯模块通过安装专用通讯线与采集器连接，采集器通过低压电力线载波与集中器连接，主站通过电话线与集中器通讯，等等。

2.3居民抄表现状评估

随着改革的深入、人民生活水平的提高、住宅商品化的发展，居民住宅的质量和档次越来越高，住户对住宅环境、物业管理水平的要求也日益提高。

对供电和用户来说，传统的抄表收费方式存在的弊病越来越突出，抄表收费难也成了水电力部门经营管理上的问题，其原因主要有以下几点：

　　1．入户难：

由于居民生活水平的提高、家庭财产价值越来越高、越来越重视隐私权等原因，用户不希望被人打扰；同时入户抄表只能在早、晚居民休息时间，抄表人员实际可利用抄表时间较短，因而使抄表率、收费率达到专业公司要求很难，漏抄、欠收、漏收严重，实际收费远低于统计值，费用流失严重。

　　2．管理费用开资过高：

如10万户居民用户，抄表和管理人员有40-80人，年费用近100多万元。

特别是随着城市的发展，一表一户改造及小区接管增加的用户，抄表收费问题更为突出，严重制约了公司的发展。

　　3．抄表劳动强度加大：

抄表收费人员工作条件差、效率低、劳动强度大；由于楼层越来越高、各住户逐步装修，所以入户难，且只能在早、晚入户抄表收费；各地收费人员遭抢或犯罪分子冒充收费人员入室作案时有发生，影响社会安定；现行抄表收费大多是人工抄表、人工收费、手工结算，效率低、误差大，已不适应企业管理现代化的要求。

　　4．问题多：

用户、收费人员窃电、作弊、拒交费用时有发生，造成各类费用不能及时准确的收缴，也难以对客户用电情况进行有效检测和管理；

5．由于月底抄表不同步，各电表窗口值不具备同步性，直接造成线损统计无法准确，且线损的统计也只能够按月统计，时效性差；

6．电力系统的经济运行、线损管理等工作，必需建立在大量的数据分析基础上，而大量的数据采集、分析如果依靠人工抄录和管理，几乎不可能做到。

2.4居民抄表试点概况

广电集团1999年开始试点低压集抄系统，并于2001年6月开始开展了低压集抄系统现场验收工作，先后对茂名供电分公司试用的南京三能电力仪表有限公司低压集抄系统等十二个试点系统进行了验收，验收于2003年9月全部结束。

十二个试点系统除江门鹤山供电分公司试用的广州奥特电力电子设备有限公司低压电力线载波集抄系统未通过验收外其余十一个系统均通过现场验收（具体情况见附件）。

经验情况表明：

低压集抄系统的试点运行使用已经有较长的时间，通过在应用中不断地改进和完善，目前技术比较成熟，应用总体情况较好，并取得了一定的社会和经济效益，较好地解决了减员增效与抄表到户的矛盾，可在总结经验和考虑工程成本的基础上加以逐步推广使用。

2.5小结

总体而言，集中抄表技术在国内外已有较为广泛的应用，能够有效解决现有计量抄表中作量大、效率低下、管理粗放方的问题。

充分利用现代信息科学技术，逐步推广居民集中抄表系统，有利于解决当前一表一户改造和小区接管中存在的抄表工作量增加的问题，能够扩大公司利润空间和提高公司社会形象。

这既符合公司显现现代化管理目标的要求，也是集团公司强化需求侧管理，提高经营服务水平的重要举措。

3项目需求分析

3.1现有用户规模

根据2003年底，各供电公司的统计情况，全省直管抄表居民用户1300万户，各类计量表计约1360只，详细情况参见下表3.1:

表3.1广电集团居民表计数量统计表（2003年）

单位

单相感应式电能表（862型等）

单相感应式亚长寿命电能表

单相感应式长寿命电能表

单相电子式电能表

单相预付费电能表

表计数量合计

广州

1759193

78903

652811

21042

2511949

深圳

1062306

60000

236390

215000

1573696

东莞

1072617

8279

515

1081411

佛山

999569

15265

401842

109334

1526010

江门

780687

152208

172113

43491

1148499

惠州

545737

19322

107749

228414

901222

珠海

249453

24000

159335

14000

446788

中山

396665

26178

16100

438943

肇庆

158885

162

2781

387578

549406

云浮

21043

16343

24185

68099

129670

韶关

66574

58402

8704

28306

161986

清远

283629

62949

42395

14217

403190

湛江

539195

10537

19000

30209

2612

601553

茂名

437670

68988

38621

138979

684258

阳江

295046

61075

15503

15519

387143

汕头

揭阳

潮州

120600

15000

7301

7360

150261

汕尾

10697

37000

80802

128499

梅县

139694

21598

161321

河源

64861

3320

343

2730

71254

合计

9004121

654782

1952766

1442778

2612

13057059

3.2小区用户规模

根据2003年底，各供电公司的统计情况，全省接管小区7000多个，共约200万户，详细情况参见下表3.2:

表3.2各地区接管小区用户数

单位

接管小区户数

单位

接管小区户数

广州

227743

湛江

46583

深圳

259897

韶关

166253

东莞

150333

梅州

3437

佛山

230520

揭阳

320

江门

179830

潮州

1273

中山

95477

清远

9887

惠州

355317

阳江

1427

珠海

38857

肇庆

107820

汕头

120

河源

茂名

1503

汕尾

91420

云浮

693

合计

1,968,710

3.3数据量分析

计算说明：

1．计量分辨率为1天

2．每个电量数据按3个BYTE计算

3．电量统计数据系数取1.3

4．备份系数取2

5．时标数据按7个BYTE计算

考虑以上因素，每个居民用户每月累计数据为：

30×3×1.3×2×7＝1638Byte,可以考虑取2kbyte，年数据量约30kbyte。

3.4通信特点分析

居民集中抄表系统主站集中在地区分公司各营业所，计量点则分散分布在居民居住地附近，主站与各计量点的通信具有以下的几个特点：

1．具有一定实时性要求，延迟时间可以是分钟级

在特殊情况下，如定期考核线损、系统测试、重点用户监视等，需要随机抄读即时数据，抄读延迟时间可以在几分钟以内。

2．电量信息集中批量抄读

由于计量点数量多，且最大抄表周期为实际收费周期，最小抄表周期为日，所以一般采用批量抄取方式，在规定的时间，批量抄取电表数据。

3．小数据量

从主站到各计量点的下发命令通常采用比较小的短信息格式即可以满足，一般不超过20Byte。

从集中采集点到主站上发信息数据量相对较大，但是整个信息包在10kByte完全可以满足。

以1个500个用户的台区为例，同时抄读各表计收费周期内的窗口电量数据，约10kByte。

即使一次抄读全部取月曲线数据，数据包在300kByte以内。

4．现场情况简单

小区居民计量点通常分布在居民楼配电间内、楼梯道内。

5．电力力通信网覆盖不了，但公共通信网信号较好

3.5现有建设条件

1．集团公司已于去年底，依据《DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件要求》，组织各单位相关技术专家，先后对茂名供电分公司试用的南京三能电力仪表有限公司低压集抄系统等十二个试点系统进行了验收。

验收情况显示，各受研单位对建设低压集抄系统的积极性很高，惠州、茂名、南海等地的试点已初具规模，具备实用化条件；试点系统运行使用总体情况较好，取得了一定的社会和经济效益，能够解决减员增效与抄表到户的矛盾；

2．《DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件》已经颁布多年，已成为系统开发商开发生产和供电部门建设应用的一套成熟标准，结合广电集团具体要求的《低压电力用户集中抄表系统建设技术规范》也正在制定之中；

3．集中抄表系统技术在国内已经非常成熟，从事集中抄表系统生产的开发商已有数十家，抄表范围从供电逐步扩大到供水、供气及综合抄表，抄表技术也从有线、载波向无线发展；同时随着电子通信技术及计算机应用技术的快速发展，集中抄表技术的试用性、可靠性、经济性及开发性也得到很快提高；

4技术方案

4.1基本结构

依据相关技术规定，居民集中抄表系统通常由三部分组成：

1.抄表主机/站。

主要是抄表计算机软硬件，通常放在供电营业所内；

2.抄表集中器。

简单的计算机装置，存储采集并传输电量数据，通常随配电变压器安装在配电房内，每个台区至少需配置1台；

3.用户采集装置，通常包括计量电表、采集终端/采集模块。

三部分之间通过通信网络连接：

1．抄表主机/站与集中器通常通过租用公共通信网络连接，配置简单通信MODEM即可实现；

2．集中器与电表之间通信通常采用电力载波或485专用通信线完成，需在电表侧安装采集终端或采集模块实现。

4.2主要功能

4.2.1采集主机/站

安装在供电营业所内的采集主机/主站应满足以下功能要求：

1．定时和实时抄收功能

按设定抄收间隔以及自动抄表日抄表时间自动抄收集中器中的各用户电能表的带时标的累计电能量及其他信息，并具有实时随机召读及按地址选抄功能。

2．未抄收到数据补抄、提示、统计功能

系统对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表应有补抄功能。

系统能自动提示在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表，可按小时、天和月统计未抄读到数据的电能表总次数。

3．报警功能

可自动进行系统自检，发现设备（包括通信）异常应有记录和报警。

可监控电表的运行情况，对电表异常情况（如电表损坏停止计量等）或脉冲线断线进行自动报警。

对用户用电量进行自动实时分析，对可疑的用电现象（如窃电）自动报警。

可根据人工指定的条件对用户用电量进行分析筛选，对满足条件的用户进行列表显示。

可通过统计线损波动情况，根据设定限值自动提示报警。

4．支持换表、CT变比更换处理

系统应具有电能表换表、电流互感器（台变）变比更换的信息参数设置、记录功能及换表、电流互感器（台变）变比更换的电量数据处理功能。

5．远程参数设置功能

可对集中器自动抄表日抄表时间、抄收间隔、抄读间隔等参数进行远程设置，并自动记录设置操作信息。

6．与用电MIS系统接口实现营业收费

低压集抄系统应具有与各供电分公司用电MIS系统进行接口的功能，实现电量数据自动转入到用电MIS系统中，取代人工输入工作。

接口的实现应不影响原用电MIS系统功能的正常运行。

7．满足安全性要求

主站应设计有可靠的安全措施，防止非授权人员进行操作或设置参数。

8．分时电量数据处理功能

可根据需要提供分时电量数据处理功能模块。

9．扩展功能

可发布冻结命令，实现指定时间电能表累计电能量的冻结。

10．统计分析功能

（1）用电负荷曲线：

指定台区，绘制台区的日、月、年负荷曲线，并绘制成图表进行分析。

（2）各相负荷曲线：

指定集中器，绘制集中器的日、月、年各相用电曲线，也可绘制三相负载均衡曲线。

（3）电量比较：

统计用户或台区本年用电量与历年同期用电量，绘制比较曲线。

（4）线损计算：

在台区具有低压总表的前提下，计算日、月、年线损，并绘制成图表进行线损分析。

（5）用户数统计：

按集中器（或小区）统计集抄用户数。

（6）异常用电统计：

①连续未用电：

在指定的时间段内，统计连续未用电用户信息。

②用电量异常：

在指定的时间段内，指定用电异常系数（百分数），统计本月用电量与月平均用电量相差达到及超过用电异常系数的用户信息。

（7）用电水平统计：

按集中器（或小区）统计不同用电水平（如按户最大小时电量分类统计）的用电用户数。

（8）故障信息统计：

统计设备故障报警信息和通信异常信息。

11．校时功能

可手动或自动实现系统校时。

4.2.2集中器

1.参数设置功能

可设置初始参数、抄读间隔及自动抄表日。

2.数据采集、处理

根据设定的抄读间隔自动采集各用户电能表的累计电能量，并根据设定的抄收间隔及抄表周期自动生成各用户电能表的累计电能量，电量数据保存时应带有时标。

3.储存容量

至少保存两个抄表周期、两个抄收间隔和两个抄读间隔的各用户电能表的累计电能量数据。

4.未抄收到数据补抄、报警功能

集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表应有补抄功能。

集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表应自动

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