電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)的應(yīng)用

章東杰

[摘 要]隨著電力行業(yè)市場化的深入及信息化的需求向深層次開展，遠(yuǎn)程電能量采集工作顯得尤為重要，它將直接關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)濟效益和管理效益。本文對電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)的應(yīng)用進行了相關(guān)的探討，以供參考。

[關(guān)鍵詞]電能計量 采集 遠(yuǎn)程

中圖分類號：TU194 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0246-01

1. 遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)的概述

1.1 遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)的簡介

遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)是集電能表計、電能量數(shù)據(jù)采集終端、通信網(wǎng)絡(luò)、主站系統(tǒng)于一體，全面實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、計算、統(tǒng)計分析等功能的自動化系統(tǒng)。遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)依靠先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、存儲技術(shù)、Web技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)，對所轄變電站、電廠、考核及計量關(guān)口電能量數(shù)據(jù)進行完整、準(zhǔn)確、及時、同步的采集，同時進行電能量數(shù)據(jù)的各種統(tǒng)計、計算和分析，實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)的各種應(yīng)用和分析，以提供從層次化、流程化的數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用和考核機制。

1.2 遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)的通信方式

（1）光纖通信。光纖通信具有傳輸頻帶極寬、通信容量很大、損耗極低、傳輸距離遠(yuǎn)和傳輸質(zhì)量高的優(yōu)勢，因此已經(jīng)成為目前電力系統(tǒng)的主流通信方式；（2）電力線載波通信。電力線載波通信主要是利用現(xiàn)有的電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)；（3）RS-485總線通信。RS-485總線通信具有少結(jié)點、短距離、可規(guī)范布線的優(yōu)勢；（4）無線公網(wǎng)通信。無線公網(wǎng)通信是指移動運營商所提供的公共網(wǎng)絡(luò)方式（CDMA/GPRS/3G等）；（5）無線微波通信。無線微波通信是在某個頻點上以散射通信方式進行無線通信，具有通信容量大、通信距離元和傳輸頻帶寬的優(yōu)勢。

1.3 遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)的問題分析

遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)中涉及到的設(shè)備獨立建設(shè)，這其中包含的廠家眾多，使得系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)難以順暢地交換和共享；系統(tǒng)主站有集中式運行和管理、分布式運行和管理、分布式運行和集中式管理這三種模式，每種模式的適用范圍和優(yōu)缺點不同，并且需要特定的數(shù)據(jù)安全管理方案；系統(tǒng)投入運行前會進行小規(guī)模試運行，因此通常是根據(jù)用戶的需要來進行功能和業(yè)務(wù)流程的設(shè)計，難以進行大規(guī)模的推廣；系統(tǒng)主站的操作系統(tǒng)多且復(fù)雜，相互間不兼容，使得系統(tǒng)的維護和升級比較困難。

2. 提高抄表成功率的措施

2.1 提高電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)可靠性

電能計量遠(yuǎn)程采集的可靠性既指管理系統(tǒng)的軟、硬件質(zhì)量可靠，又指通過集中和遠(yuǎn)傳管理系統(tǒng)進行的各種抄讀和設(shè)置準(zhǔn)確可靠。這一點是整個系統(tǒng)的命脈。一個管理系統(tǒng)，如果它采用的集中和遠(yuǎn)程管理鏈路和機制不是在其他有高可靠性要求的場合長期使用并得到認(rèn)可，那么對這個系統(tǒng)的可靠性就要進行論證并嚴(yán)格測試。

2.2 保證電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)安全性

電能計量遠(yuǎn)程采集的安全性主要是指數(shù)據(jù)讀、寫、存儲的安全性和對電能表進行相關(guān)設(shè)置的安全性。要保證安全，通信介質(zhì)的不開放性、訪問權(quán)限的排它性及操作應(yīng)答都至關(guān)重要。

2.3 電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)具有可維護性

集中和遠(yuǎn)傳管理系統(tǒng)的可維護性也很重要。系統(tǒng)出現(xiàn)問題就要“翻箱式”排錯的方法不可取，這樣不僅空耗人力、物力，也會影響集中和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的推廣。要提高整個系統(tǒng)的可維護性，減少網(wǎng)絡(luò)層次最為可行。變原先“小規(guī)模集中一中繼一大規(guī)模集中一遠(yuǎn)傳”的多層次模式為“大規(guī)模集中一遠(yuǎn)傳”的單層次模式。這樣維護集中和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)就象維護計算機一樣簡單，無須專業(yè)人士維護，排錯簡單、更換容易。

2.4 電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)結(jié)構(gòu)盡可能簡化

電能計量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用、維護一定要簡單、明晰。因為它面對的是量大面廣的用戶，稍有差錯就引起連鎖反應(yīng)的系統(tǒng)絕不可取。同時用戶數(shù)據(jù)也一定要精簡、實時、一致，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要與省電力公司電量管理系統(tǒng)相適應(yīng)。

3. 電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)通信方式的合理選擇

（1）通信方式的選擇是設(shè)計自動抄表系統(tǒng)的首要任務(wù)，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的性能。具體確定通信方式時需要綜合考慮系統(tǒng)面對的對象、用戶的分布、用戶的數(shù)量、地理條件、期望達到的目標(biāo)及系統(tǒng)的擴展升級和與其他網(wǎng)絡(luò)的兼容等。因此，上述的各種通信方式不應(yīng)該是孤立的，而且任何一種通信方式在不同的系統(tǒng)中的應(yīng)用效果也不盡相同。

（2）為了適應(yīng)不同的環(huán)境條件及成本要求，通信子系統(tǒng)的構(gòu)成有多種方案。按照通信介質(zhì)的不同，通信子系統(tǒng)主要有光纖傳輸、無線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸?shù)?種。

（3）光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)及抗干擾性強等特點，適合上層通信網(wǎng)的要求。其電力線載波直接利用配電網(wǎng)絡(luò)，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本，有利于運營管理，故在10kV及以上和關(guān)口電能表自動抄表系統(tǒng)中使用。

（4）無線通信適用于用戶分散且范圍廣的場合，在某個頻點上以散射通信方式進行無線通信。其優(yōu)點是傳輸頻帶較寬，通信容量較大，通信距離遠(yuǎn)，主要用于35kV變電站及用戶側(cè)計量點的電能采集。

4. 電能計量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)組成與原理

電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)的電能計量管理方式的諸多不足而提出的。與傳統(tǒng)電能裝置及其計量方式相比，該系統(tǒng)在電能計量的硬件裝置方面增添了實時監(jiān)測和故障判斷的設(shè)計目標(biāo)，在電能計量的管理方法方面引入了先進的數(shù)據(jù)分析和自動校驗算法。同時，系統(tǒng)的監(jiān)測范圍也進一步得到完善，不再局限于電能表本身，還包括了各類互感器及其二次回路。總體來說，電能計量裝置遠(yuǎn)程校驗系統(tǒng)是集狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和事故處理等多功能于一體的遠(yuǎn)程智能監(jiān)測系統(tǒng)，主要由以下三大部分組成。

（1）本地設(shè)備監(jiān)測。該部分首先應(yīng)實現(xiàn)對現(xiàn)場本地設(shè)備中各電能計量相關(guān)信號的各種采集、分析和存儲工作。同時，該部分還需要支持遠(yuǎn)程通訊方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和修改，具備遙控遙調(diào)功能。

（2）遠(yuǎn)程主站管理。該部分是整個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制管理中心，用以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和處理。同時，該模塊也是系統(tǒng)內(nèi)用以實現(xiàn)各類輔助功能的其他數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。

（3）系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)可支持目前電信領(lǐng)域常用的各類通訊方式，如廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、公共電話網(wǎng)絡(luò)和本地串行通信網(wǎng)絡(luò)等。

電能計量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)，是一套集信號、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)庫管理、現(xiàn)場實時檢驗、監(jiān)測報警、通信于一體的遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)。電能計量裝置采集監(jiān)測與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)的總體框架，整個系統(tǒng)包括現(xiàn)場監(jiān)測與校驗裝置、通信網(wǎng)絡(luò)和主站服務(wù)器等組成。它具有電能表誤差現(xiàn)場校驗、電壓互感器TV二次回路狀態(tài)監(jiān)測和二次回路壓降采集測量、電流互感器TA和電壓互感器TV的二次回路負(fù)荷/導(dǎo)納的采集實時測量、TA和TV的誤差采集測量和故障報警等功能，監(jiān)測的對象包含了電能表、TA及其二次回路、TV及其二次回路，并可由通信接口經(jīng)過電話撥號方式實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｃ總€具有關(guān)口計量點的發(fā)電廠或變電站只需要配備一臺現(xiàn)場監(jiān)測與校驗裝置就可實現(xiàn)對所有的計量裝置進行采集監(jiān)測與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)，主站經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)采集現(xiàn)場裝置的數(shù)據(jù)，同時經(jīng)過網(wǎng)頁瀏覽器采集沒有實現(xiàn)采集監(jiān)測與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)而由人工輸入的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)和信息都集中到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過統(tǒng)計和分析可得到多種不同數(shù)據(jù)報表和曲線趨勢圖。用戶只要通過聯(lián)網(wǎng)的PC和網(wǎng)頁瀏覽器即可實現(xiàn)查詢、統(tǒng)計、修改和刪除等操作，從多角度、全方位了解和掌握關(guān)口電能計量裝置的數(shù)據(jù)信息。

5. 結(jié)語

總之，電能計量遠(yuǎn)程采集技術(shù)可以有效的提高電能采集功能，遠(yuǎn)程采集計量數(shù)據(jù)，不僅可以有效地控制電能計量裝置故障，而且還可以起到降損節(jié)能的功效。電能的計量和管理一直是電網(wǎng)公司的重要工作部分。

參考文獻：

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