電能量采集系統在自動化部門的應用

周盼輝　魏亮

【摘 要】電能量采集系統是包含電能采集、統計分析、事件告警和結算等功能，多部門協同辦公的自動化控制系統，它是電力系統推進商業化管理和現代化經營的重要支撐之一。本文主要介紹了湖州供電公司電能量采集系統的架構、軟硬件組成，重點論述了電能量采集系統的高級應用在日常維護和電網管理中的應用。

【關鍵詞】電能量采集系統 自動校核 應用

1引言

湖州電網電能量采集系統初建于2012年3月，采用南京易司拓公司開發的COM3000電能量采集系統，系統共接入210kV及以上變電站ERTU終端24套，接入110kV變電站87座，共接入電能表4412塊，覆蓋了地縣范圍內局屬35kV及以上變電站、6000kW及以上發電廠的計量、考核點（主、副電能表）電能量信息的采集，但隨著浙江省同期線損項目實施以及國網一體化電量與線損管理系統和電能量采集系統的集成需求，對電能量系統數據的準確性、及時性和時效性提出了更高的要求，這就需要主站系統能夠根據采集上來數據和積分電量、對側電量、副表等參考量進行自動校核，分析出最有可能造成不平衡的原因并進行告警提示，以便及時通知現場消缺，同時為國網一體化線損計算提供數據支持。

2電能量采集系統的總體結構分析

2.1簡介

根據浙江電網生產運行精益化管理需要，湖州電能量采集系統按照“統一應用平臺、統一標準、統一設計、統一開發”的原則，統一地縣一體化電能量采集系統的技術及功能標準進行設計和開發，為滿足日益增長的數據要求，對湖州供電公司現有電能量采集系統進行深化應用改造，增加網損綜合管理、電量自動校核、電量綜合應用分析、無功應用管理、大用戶管理共5 大功能模塊，同時為配合上述功能模塊的實現，對電能量系統接口和調控一體化系統接口進行改造，確保生產運行的安全可靠和經濟高效。

2.2主站系統構成

電能量采集系統一般由主網部分、采集部分和通信網絡部分組成，其拓撲結構圖如圖2-1。

主網部分采用雙網冗余配置，包括前置采集服務器、數據庫服務器、WEB 服務器、鏡像服務器、報表服務器等；采集部分主要包括電能量采集裝置、工業級調制解調器、電能表等；通信網絡部分以網絡通信為主，專線、撥號為備用通道。地縣一體化主站功能及架構遵循《浙江電網地縣一體化電能量采集系統建設技術規范（試行）》統一建設。

2.3主站系統功能

電能量采集系統應用軟件主要由前置采集、數據處理、報表管理、web發布、二次防護、大用戶管理、網損管理、自動校核等子系統組成，系統全部采用B/S模式，同時通過二次防護子系統，實現二三區的實時同步，極大的方便了系統的管理、維護和應用。如下圖2-2所示。

（1）前置采集：采用雙機均衡負載模式，按照系統統計出的負載均衡原則，將任務分配到采集成功率較高的前置和通道；正常情況下主機負責調度，異常情況下單機完成所有任務，并在脫離數據庫情況下，能保證現有任務完成采集，在和數據庫恢復連接后，將之前采集數據入庫；采集通道方式為網絡、專線、撥號等，支持多種通信方式的熱備用，通信規約根據采集終端決定；

（2）數據處理：擁有數據重算權限的用戶可以下發人工計算任務，重算一定時間段內的電表電量，平衡電量，統計電量和網損電量。

（3）報表管理：實現各類報表的定義、顯示、Web生成、預覽和打印等功能，面向全地區，通過定義模板報表，可以選擇各種對象（電表、統計對象）、參與報表生成的數量等進行設置，任意時間段的功能打破了報表生成的時間范圍的局限性，同時本次系統改造后，各個應用部門的個性化報表可以通過自定義報表進行定義和應用；

（4）WEB發布：實現電能量信息的查詢、報表、業務操作等應用，同時實現和OPEN3000模型的自動抽取，并自動更新電能量采集系統中的檔案信息，實現系統模型的免維護性；

（5）二次防護：系統采集和處理在內網運行，報表和業務操作在外網進行，通過二次防護程序實現內外網數據一致；

（6）大用戶管理：大用戶管理主要是通過增加線路的屬性將大用戶進行單獨的管理，以維護其量測等信息；

（7）網損管理：網損管理主要是為電量應用人員提供完整的網損維護、統計分析、報表應用、圖形展示、異常追溯等應用功能。把所有和網損分析涉及到的功能模塊進行集中，以方便應用人員使用的獨立性，將應用和維護進行有效的切割；

（8）自動校核：電量自動校核主要是針對電量不平衡的變電站，對不平衡數據的電量數據進行自動對比以查出問題計量點，同時能夠判斷出可能問題，并提供人工解決方法。異常自動定位主要是通過檢索不平衡的變電站，將當前數據與SCADA 中的積分電量、對側電量、副表進行對比，或者和前一個周期的電量進行對比定位到具體計量點數據異常。

3在自動化部門工作中的應用

電能量系統通過前置采集終端中的電表數據存入數據庫中，數據處理對數據的準確性、完整性進行檢驗，對異常數據進行記錄并分析告警，同時系統通過OPEN3000接口獲取CIM模型、有功無功計算積分電量，為電能量深入應用提供相關數據，實現如下應用：

3.1基于記憶的首頁導航

由于電能量采集系統是地縣一體化架構，“一層部署、二層應用”，每個使用人員的關注點都不一樣，因此系統具備較多功能，但也造成應用人員查看系統時不能直接明了，而基于記憶的首頁導航根本上解決此問題。

用戶登錄系統后，可以對首頁顯示內容進行定制，比如網供對象、系統工況、關口電量、實時電量、業務信息等展示在首頁上。用戶登錄后直接展示關注的內容，如需查看詳細內容，點擊圖片可以跳轉到對應菜單。同時用戶可根據喜好、關注重點對窗口的布局調整，可隨意拖動位置擺放，并且用戶在下次登錄時仍按照上次的布局方式進行展示，如圖3-1所示。

3.2自動校核

電量系統的應用都需要基于數據的完整和準確性，而保證數據的準確最主要的是在于電量報表的平衡，而一個地區變電站如果出現不平衡，則需要大量的人工分析才能夠最終定位到問題，所以需要系統能夠提供一個自動分析定位功能，將人工分析轉換為系統的自動分析，直接展示分析后的結果，以幫助用戶快速對問題進行消缺。綜合使用各種不同的分析方法，包括：SCADA電量對比分析、對側電量對比分析、主副表電量對比分析、增長率分析、電表事件等，對分析出來的影響不平衡的表計或計量點按照電量差值進行排序，并給出可能的原因。

3.3短信告警

系統根據數據采集情況、地區網供電量、自動校核分析結果，將異常的告警信息通過短信告警，比如數據缺失或異常，及時通知維護人員對數據進行核對和處理；網供電量數據缺失或異常，及時告知系統維護人員；電能表計故障提供相關信息給其他運行管理部門（接收人員可配置），及時消缺修復。短信告警功能的實施極大的降低了維護人員的工作壓力，對于異常情況及時發現及時處理，各部門之間工作流轉更加高效。

4典型案例

電能量采集系統對異常數據、不平衡情況的告警，排查故障原因，在日常工作中得到了應用。以220kV莫梁變發生的PT斷相為例，說明自動校核在系統數據不正確，廠站不平衡方面的處理應用。2015 年4 月28 日，通過電能量采集系統發現220kV莫梁變不平衡情況嚴重（35kV不平衡率達-19.1%，全所不平衡率達-5.7%），系統自動根據采集上來的數據、積分電量、對側數據進行校核，發現其中梁能3150線采集上來的電量是積分電量的三分之一，且通過積分電量模擬廠站平衡都在2%之內，初步判斷是該線路熔絲斷了，PT斷相。系統將此告警信息及時告知計量部門，經現場排查發現是PT 計量電壓二次空氣開關斷開，導致電量數據只有三分之一，同時根據電能量采集系統的自動校核功能建議，對梁能3150線進行了追補電量，從而保證了系統數據的準確性，保障了湖州供電公司的經濟利益，如圖4-1所示。

5結語

目前國內電能量采集系統基本上都只實現了數據的采集和展示，結合OPEN3000以及自身數據還未有深入分析應用，對于數據異常、電能表計異常未能及時發現，缺乏深入的統計分析功能，基于這種現狀，建設的湖州供電公司電能量采集系統，能夠及時發現數據異常情況，提高了數據的實時性、準確性、完整性、可靠性，并為國網線損系統提供數據支撐，同時對于國家節能降損、電網安全運行、保障經濟可持續發展都有著重要意義。

參考文獻：

[1]浙江省電力公司.《浙江電網地縣一體化電能量采集系統建設技術規范（試行）》.

[2]馮忠義.變電站電能量采集系統的建設與應用.山西建筑，2012（8）：286-288.

[3]楊艷芳.計量在線損管理中的主導作用——依托電能量采集系統.價值工程，2015：214-215.

作者簡介：周盼輝（1987一），男，江蘇南京人，本科，工程師，南京易司拓電力科技股份有限公司工程部大區經理，主要負責華東區域電能量采集系統、電壓合格率管理系統項目管理與推進；魏亮（1980—）長期從事電力系統自動化相關工作，高級工程師。