淺談計量自動化技術在電力系統中的應用

曹宇

摘要：供電企業的計量自動化一體化平臺，主要為實現廠站電能采集系統、負荷監控系統、配變（大用戶專變、公變）檢測系統、終端用戶低壓集中抄表系統（用電數據采集、傳輸、分析和管理）等功能為一體化的電能計量管理綜合集成自動化系統。計量自動化一體化平臺的建設，可以大大提高供電企業電能生產和營銷的實時化、網絡化、智能自動化水平，能夠獲得非常良好的社會經濟效益。

關鍵詞：電力系統；計量自動化；一體化；集成互享

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A

供電企業的計量自動化一體化平臺的建設，主要在功能上實現計量點電能量數據在線實時采集、負荷動態管理與控制、配變遙測監控、錯峰調峰管理、防竊電、預付費、電價發布、四分線損等功能。雖然目前與電能計量相關的自動化系統已基本建成和完善，已基本實現了4大自動化系統間的互聯。但由于各系統所基于的技術平臺和采用的通信協議間存在一定差異，相互間數據信息實時共享和互操作能力還不能滿足智能配電網需求，導致系統大量功能的冗余配置和信息資源的浪費，嚴重制約了系統的應用發展。因此，探討將4大自動化系統有機集成，實現電能數據的實時采集、動態控制、在線分析響應等，有效提高系統的綜合自動化水平，就顯得非常有工程實踐應用研究意義。

1 供電企業一體化計量自動化系統總體設計目標

1.1 能為電力營銷服務提供信息數字技術支持手段

一體化計量自動化系統能夠根據電力營銷服務系統和需求側管理系統需求，自動在線采集各電壓等級的特征電能信息，包括：實時電度、分時段電能、凍結電量等與電能營銷服務相關聯的電能數字網絡化信息。同時，能動態監測系統運行工況狀態，包括：監測計量裝置的運行工況、計量回路是否存在異常、計量數據是否存在較大波動等，為用電稽查提供在線遠程自動化服務支撐數據。

1.2 為供電企業節能經濟調度管理提供可靠數據信息

通過一體化計量自動化系統，能夠為供電企業調度管理提供詳細的現場用電運行工況信息，包括：系統電流、電壓、功率因數、有功曲線、無功曲線、負荷率等數據，為供電企業進行全局范圍內的潮流分析和調度決策制定提供詳細的供電電能特征數據和負荷數據，便于其進行四分線損、負荷率、三相不平衡度的統計分析，為系統節能降耗提供科學的數據信息。

1.3 為電力營銷需求側管理提供強力的技術手段

通過對大用戶轉變和高等級用戶現場用戶服務和特征數據信息的在線采集、傳輸和分析管理，合理開展科學用電、有序用電、錯峰用電、分時計費等需求側綜合管理。

2 供電企業一體化計量自動化系統總體設計方案

一體化計量自動化系統按照遠方用電現場（包括：：終端設備層、通信層）和主站計算機系統（主要包括前置采集層、數據交換處理層、業務處理層和綜合應用層等4層結構）的分層分布結構進行設計。通過通信網絡將廠站計量、負荷管理、公變計量、低壓抄表等系統有機集成統一。通過建立完整的通信系統將主站系統與遠方用電現場有機互聯，實現電能數據信息的實時采集、遠程傳輸和動態管理的功能集成和分析管理一體化。主站系統中的數據存儲一體化功能，能夠實現對整個供電、配電和用電環節運行工況數據和電能數據的實時采集，利用內部功能模塊實現各類計量數據的分類整理、運算分析和存儲管理，并經通信網絡將運算分析獲得的數據結構傳輸給系統內部的各業務應用功能模塊，為四分線損和需求側管理提供實時準確的數據信息。另外，在主站系統中還建立完善的用戶基礎檔案信息，包括：計量設備檔案、客戶基本檔案、電網實時和歷史運行工況數據信息等。便于系統調度管理人員根據這些數據，合理進行潮流分析和調度運行決策制定，有效提高電力營銷人性化服務水平。

2.1 前置采集層

前置采集層中包括通信接入設備、采集服務器等功能終端設備。能夠同時支持一體化計量自動化系統中負荷管理終端、廠站遙測終端、配變監測計量終端、低壓抄表終端等不同電能計量自動化設備終端的遠程網絡接入，實現整個一條化計量自動化系統數據信息的交互共享和互操作。能夠根據主站計算機系統需求，完成電能計量數據的定時采集、隨機召測和數據補采等功能，并經網絡通信系統遠程傳輸到采集服務器完成數據的綜合分析運算。同時還支持GPRS/CDMA等無線數據通信協議，實現與大客戶負荷管理終端、特殊負荷管理終端、低壓抄表集中器、配變監測計量終端的無線通信，完成電能計量數據的實時采集、遠程傳輸、動態運算分析和可靠存儲。

2.2 數據交換處理層

數據交換處理層能夠從電能營銷服務系統獲得客戶基礎檔案和用電信息，同時能夠從系統電能計量數據采集與監視控制（SCADA）系統中獲取供配電網實時運行工況狀態信息和開關狀態數據，并可以集成配電地理信息（GIS）系統，實現配電故障在線調度管理。通過數據交換處理層中的綜合應用數據的運算分析和挖掘處理，可以獲得科學的分時段電能量數據，便于調度管理人員用于四分線損分析和需求側管理，實現供電企業節能經濟調度運營。

2.3 業務處理層

業務處理層將具備獨立功能的廠站計量、負荷管理、配變監測計量、低壓抄表等四個子系統，有機集成統一，實現數據信息資源的交互共享和互操作，同時采用統一的操控界面，利用WEB服務完成各種業務功能的兼容，實現相應程序的優化，有效提高供電企業負荷管理和電能營銷服務水平。

2.4 綜合應用層

綜合應用層實現在數據交換處理層中單一業務處理系統無法實現的，經內部功能的集成交互統一，主要完成四分線損運算分析、需求側管理決策等功能，將供電企業生產和營銷業務有機集成統一，有效提高供電計量自動化系統的網絡化、集成共享、智能自動化等特性。

結語

供電企業的計量自動化一體化平臺，集網絡通信和功能為一體，實現數據信息資源的交互共享，是供電企業計量自動化發展的重要方向。一體化計量自動化平臺的建設，在實現供電企業電能生產運營和營銷服務的集成統一，必將取得非常良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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