對現(xiàn)代化電力系統(tǒng)電能計(jì)量采集方式的對比研究

陳志強(qiáng)

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國在電力領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步的同時，也在不斷的提升電力系統(tǒng)的運(yùn)作水平，其中電能計(jì)量工作至關(guān)重要。因此，現(xiàn)代化電力系統(tǒng)對電能計(jì)量的準(zhǔn)確性、安全性、唯一性等提出了很高的要求。本文首先介紹了電能計(jì)量采集的應(yīng)用背景，進(jìn)而分析了電能計(jì)量系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)，最后對電量數(shù)據(jù)采集方式進(jìn)行了對比，以期為電能計(jì)量系統(tǒng)的管理水平做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化；電力系統(tǒng)；電能計(jì)量；采集方式

前言

電能計(jì)量在現(xiàn)代化電力系統(tǒng)中扮演重要的角色，與傳統(tǒng)依靠電力工人現(xiàn)場抄讀數(shù)據(jù)的電能劑量結(jié)算方式相比，現(xiàn)代化的電力計(jì)量方式的基礎(chǔ)是自動化，進(jìn)而有效的實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電、供電、配電等計(jì)量信息的采集。現(xiàn)代化電能計(jì)量系統(tǒng)需要將采集到的發(fā)電、供電側(cè)計(jì)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)提供給營銷系統(tǒng)，所以，數(shù)據(jù)的采集以準(zhǔn)確性為基礎(chǔ)。在電力計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行中，存在一些會引起數(shù)據(jù)異常的因素，主要包括主站、通道等，而且因數(shù)據(jù)采集方式的原因也會造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。因此，確保電力計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確，對其它各相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用的意義重大。

一、現(xiàn)代化電能計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用背景

實(shí)行實(shí)時抄表，實(shí)現(xiàn)電量自動計(jì)算，做好分時段的電量的比較工作，將能夠有效的降低超標(biāo)的誤差。傳統(tǒng)電能表的抄記方式利用人工進(jìn)行，需要的人員數(shù)量多，花費(fèi)的工作時間長，造成工作效率低下和管理不方便。而現(xiàn)代化的系統(tǒng)能夠充分的利用現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理、儲存以及發(fā)布技術(shù)進(jìn)行線損分析和母線平衡的計(jì)算，進(jìn)而自動的生成各種計(jì)量報(bào)表，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對關(guān)口數(shù)據(jù)、變電站、電廠等地點(diǎn)的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程采集工作；與此同時，現(xiàn)代化電能計(jì)量系統(tǒng)還能夠同電力營銷系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)等建立聯(lián)通，構(gòu)建以電量的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的中心平臺，借助數(shù)據(jù)中心平臺，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和挖掘，不但能夠?qū)崿F(xiàn)對電量自動的統(tǒng)計(jì)、結(jié)算、計(jì)損，而且可以防止竊電問題的發(fā)生，為電網(wǎng)營銷決策提供支持[1]。

二、現(xiàn)代化電能計(jì)量系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)

（一）電能計(jì)量系統(tǒng)的構(gòu)成

電能計(jì)量系統(tǒng)主要采用的是分層式和分布式的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的構(gòu)成包括主站、變電站、配電站、大用戶的電量采集終端和通訊網(wǎng)絡(luò)。電能計(jì)量系統(tǒng)的主站結(jié)構(gòu)采用的是分布式的局域網(wǎng)，電量數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)利用對不同通訊模塊的配置，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字撥號、移動通信系統(tǒng)與電量采集終端之間的通信，與此同時，對抄錄站端的信息進(jìn)行了采集。電能計(jì)量系統(tǒng)支持主站召喚和終端主動上報(bào)這兩種方式，經(jīng)由終端將電能計(jì)量的數(shù)據(jù)上傳到主站中。使得主站可以發(fā)出廣播指令，使終端能夠做到對電能表計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié)和處理器復(fù)位等多種功能。

（二）電能計(jì)量系統(tǒng)的特點(diǎn)

第一，準(zhǔn)確性。電能計(jì)量系統(tǒng)在對電能表進(jìn)行配置時，要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使用精度符合配置要求的電表。進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲等環(huán)節(jié)時都應(yīng)該利用相應(yīng)的措施，保障計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，做到計(jì)量數(shù)據(jù)數(shù)值、單位、小數(shù)位的精確。

第二，可靠性。電能計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將被用作線損分析、計(jì)費(fèi)核算，因此需要確保計(jì)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性與完整性，不能丟失計(jì)量點(diǎn)以及累計(jì)時段的數(shù)據(jù)，一點(diǎn)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題必須采用相應(yīng)的措施來進(jìn)行彌補(bǔ)。

第三，安全性。電能計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將用作電量交易和結(jié)算，因此需要保障計(jì)量數(shù)據(jù)的安全性。對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)不允許作任何修改，要經(jīng)過授權(quán)才能提取原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和分析。

第四，唯一性。電能計(jì)量系統(tǒng)設(shè)置的關(guān)口點(diǎn)和結(jié)算模型需要具有唯一性，這將成為電量結(jié)算唯一的依據(jù)。

第五，同時性。電能計(jì)量系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)存儲都是帶時標(biāo)的，所進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)都和電量數(shù)據(jù)時標(biāo)有關(guān)系，因此，電能計(jì)量系統(tǒng)對數(shù)據(jù)同時性的要求很高[2]。

三、電量數(shù)據(jù)采集方式對比

電量數(shù)據(jù)的采集方式通常包括電能表直接接入方式、電量采集終端接入方式、終端服務(wù)器接入方式、混合接入方式等，其中電量采集終端接入方式是應(yīng)用最為廣泛的一種方式，本文在此主要討論該種方式。運(yùn)用電量采集終端接入方式進(jìn)行電量數(shù)據(jù)的采集時主要分為兩個部分，即：主站數(shù)據(jù)采集和終端數(shù)據(jù)采集。

（一）主站數(shù)據(jù)采集

主站系統(tǒng)主要利用通信的方式從電量數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行采集。用到的通信方式主要包括專線和調(diào)度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)平臺等，通信的規(guī)約通常是采專用配套規(guī)約IEC60870.5.102。此規(guī)約對歷史電量數(shù)據(jù)的采集提供支持，也適用于非實(shí)時，諸如電話撥號等。利用這種方式的過程中，因通過定期的撥號來召喚數(shù)據(jù)，所以面對召喚間隔的廠站終端出現(xiàn)的異常狀況很難及時的覺察。

主站系統(tǒng)通常具備定時采集、斷點(diǎn)續(xù)傳等終端數(shù)據(jù)采集功能，并且能夠定時的對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，通過對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行自動的補(bǔ)召或者派專人進(jìn)行采集來確保數(shù)據(jù)的完整。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸故障導(dǎo)致不能及時恢復(fù)時，可以利用終端將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，然后錄入主站以確保主站數(shù)據(jù)的完整。但主站具有的功能，只能做到采集終端和主站系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)完整，因此，要想保證電量數(shù)據(jù)的同時性，關(guān)鍵是做好電量采集終端的數(shù)據(jù)采集工作。

（二）終端數(shù)據(jù)采集

電量采集終端同電能表之間的通訊，通常是經(jīng)RS485總線來進(jìn)行的，按照一定的規(guī)約（如DL/T645）與電表相連后，利用通訊的方式來獲取電量的數(shù)據(jù)。由于通常情況下場站的電能表數(shù)量多，所以會把電表分成幾個不同的組，隨后連接到采集器的RS485接口上。采集器同電能表的RS485驅(qū)動電路負(fù)載有著一定的限度，因而不能連接太多電表，而且RS485的總線的通訊模式是一主多從，每條總線都需要對電表數(shù)據(jù)進(jìn)行逐個通訊，才能夠采集回?cái)?shù)據(jù)。以下對電能表采集數(shù)據(jù)的幾種常見方式進(jìn)行簡要分析。

第一，廣播凍結(jié)命令方式。該方式是通過積分的周期結(jié)束時，向采集終端傳輸廣播凍結(jié)的指令，使收到命令的電表把那一刻的底碼值儲存到寄存器，然后再對每塊表逐個查詢凍結(jié)的窗口值。

第二，循環(huán)抄讀。該方式是按預(yù)定方案進(jìn)行終端數(shù)據(jù)采集，做到對電表寄存器中的數(shù)據(jù)不斷抄取，并在一個積分周期結(jié)束之前將數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，如此周而復(fù)始。該方式操作容易，但不能保證同時性[3]。

四、結(jié)束語

本文對現(xiàn)下常用的電表數(shù)據(jù)采集方式進(jìn)行了簡要分析，找出了每種方式的特點(diǎn)和現(xiàn)存的問題，重點(diǎn)介紹了利用負(fù)荷曲線的電量采集法，并據(jù)此提出了相關(guān)的注意事項(xiàng)，以期更好的提升電量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更好的保障電能計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]冉璐瑤.對電量采集及計(jì)量系統(tǒng)自動化的探討[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2016，（10）：107-108.

[2] 宗正.對電力系統(tǒng)中電能采集工作的思考[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（10）：153-153.

[3] 張凱，袁宏斌.電力系統(tǒng)電能計(jì)量信息采集通訊技術(shù)及應(yīng)用研究[J].工業(yè)，2016（8）：281-281.endprint