電能計(jì)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(chǎng)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(jì)效益和管理效益。本文對(duì)電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的探討，以供參考。

[關(guān)鍵詞]電能計(jì)量 采集 遠(yuǎn)程

中圖分類號(hào)：TU194 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jiǎn)介

遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)是集電能表計(jì)、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(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)。遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)依靠先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、Web技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)，對(duì)所轄變電站、電廠、考核及計(jì)量關(guān)口電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行完整、準(zhǔn)確、及時(shí)、同步的采集，同時(shí)進(jìn)行電能量數(shù)據(jù)的各種統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析，實(shí)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(jī)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(shì)，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(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(diǎn)、短距離、可規(guī)范布線的優(yōu)勢(shì)；（4）無(wú)線公網(wǎng)通信。無(wú)線公網(wǎng)通信是指移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商所提供的公共網(wǎng)絡(luò)方式（CDMA/GPRS/3G等）；（5）無(wú)線微波通信。無(wú)線微波通信是在某個(gè)頻點(diǎn)上以散射通信方式進(jìn)行無(wú)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(shì)。

1.3 遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)的問(wèn)題分析

遠(yuǎn)程電能量采集系統(tǒng)中涉及到的設(shè)備獨(dú)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(yùn)行和管理、分布式運(yùn)行和管理、分布式運(yùn)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(diǎn)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(yùn)行前會(huì)進(jìn)行小規(guī)模試運(yùn)行，因此通常是根據(jù)用戶的需要來(lái)進(jìn)行功能和業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)，難以進(jìn)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(hù)和升級(jí)比較困難。

2. 提高抄表成功率的措施

2.1 提高電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集技術(shù)可靠性

電能計(jì)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(guò)集中和遠(yuǎn)傳管理系統(tǒng)進(jìn)行的各種抄讀和設(shè)置準(zhǔn)確可靠。這一點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的命脈。一個(gè)管理系統(tǒng)，如果它采用的集中和遠(yuǎn)程管理鏈路和機(jī)制不是在其他有高可靠性要求的場(chǎng)合長(zhǎng)期使用并得到認(rèn)可，那么對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的可靠性就要進(jìn)行論證并嚴(yán)格測(cè)試。

2.2 保證電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集技術(shù)安全性

電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集的安全性主要是指數(shù)據(jù)讀、寫、存儲(chǔ)的安全性和對(duì)電能表進(jìn)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(wèn)權(quán)限的排它性及操作應(yīng)答都至關(guān)重要。

2.3 電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集技術(shù)具有可維護(hù)性

集中和遠(yuǎn)傳管理系統(tǒng)的可維護(hù)性也很重要。系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題就要“翻箱式”排錯(cuò)的方法不可取，這樣不僅空耗人力、物力，也會(huì)影響集中和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的推廣。要提高整個(gè)系統(tǒng)的可維護(hù)性，減少網(wǎng)絡(luò)層次最為可行。變?cè)取靶∫?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(hù)集中和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)就象維護(hù)計(jì)算機(jī)一樣簡(jiǎn)單，無(wú)須專業(yè)人士維護(hù)，排錯(cuò)簡(jiǎn)單、更換容易。

2.4 電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集技術(shù)結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化

電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)一定要簡(jiǎn)單、明晰。因?yàn)樗鎸?duì)的是量大面廣的用戶，稍有差錯(cuò)就引起連鎖反應(yīng)的系統(tǒng)絕不可取。同時(shí)用戶數(shù)據(jù)也一定要精簡(jiǎn)、實(shí)時(shí)、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(jì)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(jì)自動(dòng)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(shí)需要綜合考慮系統(tǒng)面對(duì)的對(duì)象、用戶的分布、用戶的數(shù)量、地理?xiàng)l件、期望達(dá)到的目標(biāo)及系統(tǒng)的擴(kuò)展升級(jí)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(wú)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(qiáng)等特點(diǎn)，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(wèn)題，降低了抄表成本，有利于運(yùn)營(yíng)管理，故在10kV及以上和關(guān)口電能表自動(dòng)抄表系統(tǒng)中使用。

（4）無(wú)線通信適用于用戶分散且范圍廣的場(chǎng)合，在某個(gè)頻點(diǎn)上以散射通信方式進(jìn)行無(wú)線通信。其優(yōu)點(diǎn)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(jì)量點(diǎn)的電能采集。

4. 電能計(jì)量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)組成與原理

電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校驗(yàn)系統(tǒng)是針對(duì)傳統(tǒng)的電能計(jì)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(jì)量方式相比，該系統(tǒng)在電能計(jì)量的硬件裝置方面增添了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障判斷的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在電能計(jì)量的管理方法方面引入了先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)校驗(yàn)算法。同時(shí)，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍也進(jìn)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(lái)說(shuō)，電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校驗(yàn)系統(tǒng)是集狀態(tài)監(jiān)測(cè)、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(cè)系統(tǒng)，主要由以下三大部分組成。

（1）本地設(shè)備監(jiān)測(cè)。該部分首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)本地設(shè)備中各電能計(jì)量相關(guān)信號(hào)的各種采集、分析和存儲(chǔ)工作。同時(shí)，該部分還需要支持遠(yuǎn)程通訊方式，實(shí)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(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制管理中心，用以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和處理。同時(shí)，該模塊也是系統(tǒng)內(nèi)用以實(shí)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(jì)量遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)，是一套集信號(hào)、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)報(bào)警、通信于一體的遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)。電能計(jì)量裝置采集監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)的總體框架，整個(gè)系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與校驗(yàn)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(chǎng)校驗(yàn)、電壓互感器TV二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)和二次回路壓降采集測(cè)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(shí)時(shí)測(cè)量、TA和TV的誤差采集測(cè)量和故障報(bào)警等功能，監(jiān)測(cè)的對(duì)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(guò)電話撥號(hào)方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。每個(gè)具有關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的發(fā)電廠或變電站只需要配備一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與校驗(yàn)裝置就可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的計(jì)量裝置進(jìn)行采集監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程校準(zhǔn)，主站經(jīng)過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)采集現(xiàn)場(chǎng)裝置的數(shù)據(jù)，同時(shí)經(jīng)過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器采集沒(méi)有實(shí)現(xiàn)采集監(jiān)測(cè)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(kù)中，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)和分析可得到多種不同數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線趨勢(shì)圖。用戶只要通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的PC和網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即可實(shí)現(xiàn)查詢、統(tǒng)計(jì)、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(jì)量裝置的數(shù)據(jù)信息。

5. 結(jié)語(yǔ)

總之，電能計(jì)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(jì)量數(shù)據(jù)，不僅可以有效地控制電能計(jì)量裝置故障，而且還可以起到降損節(jié)能的功效。電能的計(jì)量和管理一直是電網(wǎng)公司的重要工作部分。

參考文獻(xiàn)：

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