电力自动化中电量采集与计量系统的应用

吴波

【摘要】在电力自动化系统中应用电量采集与计量系统，可以自动生成各种报表，降低误差等。本文对电量采集及与计量系统在电力自动化系统中的应用进行简单阐述。

【关键词】电量采集；电力自动化；计量系统；系统应用

在电力自动化系统中应用电量采集与计量系统，能够自动计算电量，比较分段电量，实现实时抄表，大幅降低抄表误差。所以，分析自动电量采集与计量系统，研究其功能具有重要意义。

一、电力自动化中电量采集与计量系统结构

1.主站系统的组成

电量采集与计量系统包括了五个部分，分别是数据终端服务器、前置机、应用软件、服务器以及Modem。系统应用软件采用Microsoft office、Visual Basic以及Visual C等，使用SQL Server作为商用数据管理系统，网络通信遵守TCP/IP协议。电量采集与计量系统与众多专业相联系，属于一个比较崭新的领域，系统需要管理庞大数量的计量点。

系统通常包括了数百多个计量点，十个变电站，对系统功能进行实用性、全面性考虑，应用先进的控制技术与计算机网络通信技术，采取分步、分层以及开放型的结构，实现变电站电能量的自动采集、运输、储存、分析、计量、管理、监视以及WEB发布等功能。用户在局域网当中只需要借助IE浏览器即可访问系统采集到的各个电站的电能量信息数据，掌握每天不同地区的供电量信息，了解电子式电能表的不同运行参数，掌握各个厂站每天母线的不平衡率、全站线损状况、主变线损状况。借助当地移动部门的力量，将手机卡安装在电量采集终端上，通过无线通信网络与技术，对用户计费表的表码、功率、电压、电流、失压记录等各种数据进行采集，达到了分析对比数据、远程自动抄表的目的，如果存在窃电现象，系统还可以自动报警。

2.分站系统组成以及信道

分站系统主要由四个部分构成，即电能表、应用软件、电量采集终端以及Modem。电能表的作用是对电流以及电压数据进行采集，数据经过处理后，存储在内部储存器当中，进而根据相关指令，通过标准的RS485接口总线，将数据从到采集终端。电量采集终端集中数据，然后通过信道将数据发往主站，进行处理以及保存，进而实现对各厂站各出现以及主变电能表数值的计算，还能够通过分析发现电量的异常情况，进行报警。通过220V线路载波、专用线、无线以及其他通讯渠道，数据的传输、处理以及更新不大于3分钟，可以在1个月到3个月内实现存储，这样可以保证当通道发生故障或者停电时数据完好保存，并且实现即采即送。集中器总共与80个采集器相连接，对低压区用户居民的80路脉冲电能表脉冲电量进行采集，根据实际需要将峰谷电能或者总电能采集整理成历史的当天、实时、本季度等电能量数据。还可以对各用户表的需量值以及功率实施监测，并对电能量数据进行现场保存。在终端处安装有时钟系统，当发生低压或者停电时，时钟、各表参数以及相关数据可以长期保存，不发生丢失。在变电站中，脉冲电量采集装置同时属于各个采集处理层，既可以作为独立单元，同时又能作为BTU型分布式RTU系统的一个功能组成单元。脉冲电量采集装置可以采集发电厂128路、变电站脉冲电能表的电能脉冲，并且可以依据不同时段、不同种类处理成历史、实时电能量各种数据信息。脉冲电量采集装置还能够监测开关线路上无功功率、有功功率、母线平衡、最大需量、母线TV断路断路故障以及报警。在该装置中存在统一的时钟系统，确保了停电时时钟正常运行。电量采集与计量系统主信道为数字光纤通道，备用信道包括了微波通信信道、电力载波通道、市话通信通道以及红外线通信通道。如果主信道发生故障，系统可以自动切换到备用信道。通信规约满足带时标电量数据的高可靠性以及抗干扰性传送要求，支持IEC-870-5-102規约等多种不同的计费终端规约，并且遵守TCP/IP网络通信协议。

二、电量采集与计量系统的功能

1.自动电量采集与计量系统主站系统功能

主站可以按照模块化设计，模块根据其功能，可以分为以下几个部分，控制部分、前置通信部分、数据库管理部分、前置通信部分、报表处理部分、数据处理部分、人机对话部分以及其他部分。其中，整个系统的核心为数据库，所有的模块都依赖数据库系统运行，具体表现在以下方面：为MIS系统提供接口，方便共享数据；具有旁路电能量自动加入被代线路电能量以及旁路代自动识别电能量的功能，保证被取代线路电能量时标与旁路电能量时标的无缝连接；以图形化的方式，经营人员以及管理人员可以通过各厂站的一次接线图对各种数据进行直观地查询，并对相应时期的数据进行比较，比如购电量、售电量、电流、功率等。可以对各厂站电量采集终端管理以及查询功能，比如参数设置以及终端校时；尽可能将用户Web服务器独立，服务器具备安全防毒措施，能够有效避免病毒的威胁；系统可以通过分析监视设备的运行状况、试图可查询终端的运行状态，发挥出记录以及故障、错误报警功能，同时可以对电量计费系统进行远程的诊断和测试。如果出现断相、失压等故障，可以对开始与结束时间进行记录，通过其他测量或者保护装置采集保护电压和电流数据，对此时的用电量进行预估，进而发出警告。

2.厂站端系统功能

通过RS485总线，厂站电量采集终端可以对数据进行抄录，系统可以采用完整的商用数据库，采集到的数据通常都带有时标存储，时间间隔最小为1分钟，能够将每一天的表底以及电量存储下来，存储总时间达到2个月。如果对每月电量以及表底进行存储，则可以存储一年以上的时间。可以对每条分路每一种时段的用电量进行存储，存储时间达到一个月。当中断电源出现非正常状况时，可以准确记录开始以及结束时间。

三、电量采集与计量系统的安装调试以及系统运行时的管理制度

除了485接口的电子式三相多功能电能表之外，各厂站的机械表、其他电子全部都要改照成485接口的电表，并能够实现对DL/T645-1997数据通信协议的兼容。当主站端各种参数的设备全部安装完毕之后，要分别核对各厂站以及主站获得的数据与电能表实际数据，确保所有数据完全符合规定。在系统正式应用前，必须试运行一个月，确保系统各项指标都符合相关设计要求后才能使用。系统在正式运行过程中，必须采取一定的管理制度。要禁止使用非法软件与数据库进行连接，对系统的设置以及修改，要防止病毒对计算机系统的侵害。对于主站，可以设置级别不同的操作权限，保证系统使用的安全性，避免非法设置参数、修改原始数据现象的发生。系统要对重要操作的人员姓名、访问时间、结果等情况进行记录，并将档案保存一年时间。系统中的进度调度程序必须通过操作人员输入各子对应的密码后才能进入。要保证系统的软件、硬件设备易于维护，在维护前，必须对软件进行备份。一般性故障可以由相关技术人员以及工程师在现场自行处理。

四、结语

总而言之，将电量采集与计量系统应用于电力自动化系统中，可以实现电能量的自动采集与管理，一方面节约了物力、人力，另一方面还促进管理水平以及管理效率的提高，实现了对电力系统的科学管理。

参考文献

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[2]刘阳.浅谈电量分析系统在电力企业的应用[J].黑龙江科技信息，2010，（35）.