電力自動化中電量采集與計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用

吳波

【摘要】在電力自動化系統(tǒng)中應(yīng)用電量采集與計(jì)量系統(tǒng)，可以自動生成各種報表，降低誤差等。本文對電量采集及與計(jì)量系統(tǒng)在電力自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行簡單闡述。

【關(guān)鍵詞】電量采集；電力自動化；計(jì)量系統(tǒng)；系統(tǒng)應(yīng)用

在電力自動化系統(tǒng)中應(yīng)用電量采集與計(jì)量系統(tǒng)，能夠自動計(jì)算電量，比較分段電量，實(shí)現(xiàn)實(shí)時抄表，大幅降低抄表誤差。所以，分析自動電量采集與計(jì)量系統(tǒng)，研究其功能具有重要意義。

一、電力自動化中電量采集與計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.主站系統(tǒng)的組成

電量采集與計(jì)量系統(tǒng)包括了五個部分，分別是數(shù)據(jù)終端服務(wù)器、前置機(jī)、應(yīng)用軟件、服務(wù)器以及Modem。系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用Microsoft office、Visual Basic以及Visual C等，使用SQL Server作為商用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信遵守TCP/IP協(xié)議。電量采集與計(jì)量系統(tǒng)與眾多專業(yè)相聯(lián)系，屬于一個比較嶄新的領(lǐng)域，系統(tǒng)需要管理龐大數(shù)量的計(jì)量點(diǎn)。

系統(tǒng)通常包括了數(shù)百多個計(jì)量點(diǎn)，十個變電站，對系統(tǒng)功能進(jìn)行實(shí)用性、全面性考慮，應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，采取分步、分層以及開放型的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變電站電能量的自動采集、運(yùn)輸、儲存、分析、計(jì)量、管理、監(jiān)視以及WEB發(fā)布等功能。用戶在局域網(wǎng)當(dāng)中只需要借助IE瀏覽器即可訪問系統(tǒng)采集到的各個電站的電能量信息數(shù)據(jù)，掌握每天不同地區(qū)的供電量信息，了解電子式電能表的不同運(yùn)行參數(shù)，掌握各個廠站每天母線的不平衡率、全站線損狀況、主變線損狀況。借助當(dāng)?shù)匾苿硬块T的力量，將手機(jī)卡安裝在電量采集終端上，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)，對用戶計(jì)費(fèi)表的表碼、功率、電壓、電流、失壓記錄等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，達(dá)到了分析對比數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程自動抄表的目的，如果存在竊電現(xiàn)象，系統(tǒng)還可以自動報警。

2.分站系統(tǒng)組成以及信道

分站系統(tǒng)主要由四個部分構(gòu)成，即電能表、應(yīng)用軟件、電量采集終端以及Modem。電能表的作用是對電流以及電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，存儲在內(nèi)部儲存器當(dāng)中，進(jìn)而根據(jù)相關(guān)指令，通過標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口總線，將數(shù)據(jù)從到采集終端。電量采集終端集中數(shù)據(jù)，然后通過信道將數(shù)據(jù)發(fā)往主站，進(jìn)行處理以及保存，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對各廠站各出現(xiàn)以及主變電能表數(shù)值的計(jì)算，還能夠通過分析發(fā)現(xiàn)電量的異常情況，進(jìn)行報警。通過220V線路載波、專用線、無線以及其他通訊渠道，數(shù)據(jù)的傳輸、處理以及更新不大于3分鐘，可以在1個月到3個月內(nèi)實(shí)現(xiàn)存儲，這樣可以保證當(dāng)通道發(fā)生故障或者停電時數(shù)據(jù)完好保存，并且實(shí)現(xiàn)即采即送。集中器總共與80個采集器相連接，對低壓區(qū)用戶居民的80路脈沖電能表脈沖電量進(jìn)行采集，根據(jù)實(shí)際需要將峰谷電能或者總電能采集整理成歷史的當(dāng)天、實(shí)時、本季度等電能量數(shù)據(jù)。還可以對各用戶表的需量值以及功率實(shí)施監(jiān)測，并對電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場保存。在終端處安裝有時鐘系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生低壓或者停電時，時鐘、各表參數(shù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)可以長期保存，不發(fā)生丟失。在變電站中，脈沖電量采集裝置同時屬于各個采集處理層，既可以作為獨(dú)立單元，同時又能作為BTU型分布式RTU系統(tǒng)的一個功能組成單元。脈沖電量采集裝置可以采集發(fā)電廠128路、變電站脈沖電能表的電能脈沖，并且可以依據(jù)不同時段、不同種類處理成歷史、實(shí)時電能量各種數(shù)據(jù)信息。脈沖電量采集裝置還能夠監(jiān)測開關(guān)線路上無功功率、有功功率、母線平衡、最大需量、母線TV斷路斷路故障以及報警。在該裝置中存在統(tǒng)一的時鐘系統(tǒng)，確保了停電時時鐘正常運(yùn)行。電量采集與計(jì)量系統(tǒng)主信道為數(shù)字光纖通道，備用信道包括了微波通信信道、電力載波通道、市話通信通道以及紅外線通信通道。如果主信道發(fā)生故障，系統(tǒng)可以自動切換到備用信道。通信規(guī)約滿足帶時標(biāo)電量數(shù)據(jù)的高可靠性以及抗干擾性傳送要求，支持IEC-870-5-102規(guī)約等多種不同的計(jì)費(fèi)終端規(guī)約，并且遵守TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

二、電量采集與計(jì)量系統(tǒng)的功能

1.自動電量采集與計(jì)量系統(tǒng)主站系統(tǒng)功能

主站可以按照模塊化設(shè)計(jì)，模塊根據(jù)其功能，可以分為以下幾個部分，控制部分、前置通信部分、數(shù)據(jù)庫管理部分、前置通信部分、報表處理部分、數(shù)據(jù)處理部分、人機(jī)對話部分以及其他部分。其中，整個系統(tǒng)的核心為數(shù)據(jù)庫，所有的模塊都依賴數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行，具體表現(xiàn)在以下方面：為MIS系統(tǒng)提供接口，方便共享數(shù)據(jù)；具有旁路電能量自動加入被代線路電能量以及旁路代自動識別電能量的功能，保證被取代線路電能量時標(biāo)與旁路電能量時標(biāo)的無縫連接；以圖形化的方式，經(jīng)營人員以及管理人員可以通過各廠站的一次接線圖對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀地查詢，并對相應(yīng)時期的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比如購電量、售電量、電流、功率等。可以對各廠站電量采集終端管理以及查詢功能，比如參數(shù)設(shè)置以及終端校時；盡可能將用戶Web服務(wù)器獨(dú)立，服務(wù)器具備安全防毒措施，能夠有效避免病毒的威脅；系統(tǒng)可以通過分析監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況、試圖可查詢終端的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)揮出記錄以及故障、錯誤報警功能，同時可以對電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的診斷和測試。如果出現(xiàn)斷相、失壓等故障，可以對開始與結(jié)束時間進(jìn)行記錄，通過其他測量或者保護(hù)裝置采集保護(hù)電壓和電流數(shù)據(jù)，對此時的用電量進(jìn)行預(yù)估，進(jìn)而發(fā)出警告。

2.廠站端系統(tǒng)功能

通過RS485總線，廠站電量采集終端可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行抄錄，系統(tǒng)可以采用完整的商用數(shù)據(jù)庫，采集到的數(shù)據(jù)通常都帶有時標(biāo)存儲，時間間隔最小為1分鐘，能夠?qū)⒚恳惶斓谋淼滓约半娏看鎯ο聛恚鎯倳r間達(dá)到2個月。如果對每月電量以及表底進(jìn)行存儲，則可以存儲一年以上的時間。可以對每條分路每一種時段的用電量進(jìn)行存儲，存儲時間達(dá)到一個月。當(dāng)中斷電源出現(xiàn)非正常狀況時，可以準(zhǔn)確記錄開始以及結(jié)束時間。

三、電量采集與計(jì)量系統(tǒng)的安裝調(diào)試以及系統(tǒng)運(yùn)行時的管理制度

除了485接口的電子式三相多功能電能表之外，各廠站的機(jī)械表、其他電子全部都要改照成485接口的電表，并能夠?qū)崿F(xiàn)對DL/T645-1997數(shù)據(jù)通信協(xié)議的兼容。當(dāng)主站端各種參數(shù)的設(shè)備全部安裝完畢之后，要分別核對各廠站以及主站獲得的數(shù)據(jù)與電能表實(shí)際數(shù)據(jù)，確保所有數(shù)據(jù)完全符合規(guī)定。在系統(tǒng)正式應(yīng)用前，必須試運(yùn)行一個月，確保系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)都符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求后才能使用。系統(tǒng)在正式運(yùn)行過程中，必須采取一定的管理制度。要禁止使用非法軟件與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，對系統(tǒng)的設(shè)置以及修改，要防止病毒對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的侵害。對于主站，可以設(shè)置級別不同的操作權(quán)限，保證系統(tǒng)使用的安全性，避免非法設(shè)置參數(shù)、修改原始數(shù)據(jù)現(xiàn)象的發(fā)生。系統(tǒng)要對重要操作的人員姓名、訪問時間、結(jié)果等情況進(jìn)行記錄，并將檔案保存一年時間。系統(tǒng)中的進(jìn)度調(diào)度程序必須通過操作人員輸入各子對應(yīng)的密碼后才能進(jìn)入。要保證系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)備易于維護(hù)，在維護(hù)前，必須對軟件進(jìn)行備份。一般性故障可以由相關(guān)技術(shù)人員以及工程師在現(xiàn)場自行處理。

四、結(jié)語

總而言之，將電量采集與計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用于電力自動化系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)電能量的自動采集與管理，一方面節(jié)約了物力、人力，另一方面還促進(jìn)管理水平以及管理效率的提高，實(shí)現(xiàn)了對電力系統(tǒng)的科學(xué)管理。

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