電力數據采集系統的設計與應用

紀保材

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265706）

電力數據的采集需要根據一定的周期定期采集用電客戶的不同用電級別和電能表記錄的用電量、負荷曲線變化和功率數據等參數，并將這些用電數據進行實時存儲從而實現對變電站、工業企業等用電大戶的用電情況進行實施的管理和監控，電力采集系統的設計需要提高數據采集數據，降低傳統抄表的數據誤差同時還需要實現線路損失和母線平衡的及時、準確的計算并自動生成數據報表以提高整體效率降低職工勞動強度的同時提高經濟效益，這不僅有利于電力系統的優化和完善也將會使電力運營管理更加的現代化和智能化。

1 數據采集系統介紹

電力數據采集系統采用了三大主要模塊構成，分別是服務器模塊和數據采集模塊以及數據傳輸模塊，這三大模塊相互配合在很大程度上優化了系統設計也方便了整個數據采集系統的擴展和裁剪有利于不同用戶的各種需求并將系統的性能發揮發哦最佳狀態。采集系統的開放性設計采用了符合目前國際標準要求的系統平臺和商業應用數據庫，支持與系統相關的數據通信和相關的數據訪問并能及時向這些系統提供所需要的計量數據。數據庫采用的分層式跨平臺式設計方式能夠根據電力系統的關口表和大用戶采取分別管理方式，實時采集的相關用電數據夜能夠直接錄入到系統的歷史數據庫當中，并建立與所有采集監控點、計量點的數據的定義、采集、管理相應的對應關系，通過這些數據的對應關系在實現系統采集數據的計算和處理并為系統提供數據訪問功能。

2 數據采集系統組成部分

系統的數據庫管理也能夠使用面向電網的定義方式，這樣一來數據庫管理模塊就具備了向電網的附屬設備和電網的結構的傳輸功能，可以確保重要數據的及時性和準確性。確定了系統數據庫的管理外還需進一步保證電力數據的可用性、準確性、靈活性要做到這些可以將系統的數據庫改為雙服務器集群方式，這種方式還可以支持系統的多用通信方式，方便不同的電能表更便捷的介入系統中，這既是未來網絡技術發展的需要也可以支持更多的電力數據采集工具和采集方式。以支持電力市場接受不同來源的數據適應電力市場運營結算大量復雜數據的采集和處理。系統具有的方便性能夠支持客戶的服務器的編程應用，具有友好用戶界面。使用客戶還可以分級對各個時段和各個處理過程以及數據運算等參數進行定義分析、處理和結算也能夠更方便的查詢相關數據結果。為適用發展需求采集系統還需要具有可擴展性，這種模塊化設計能夠適應不同用戶的各種需求或者規模的擴展，用戶的系統擴大需要增加更多的計量點和采集點，系統的可擴展性使得系統增加計量點和采集點的數量就能夠及時適應擴大后的規模不會影響整體的穩定性和可靠性。除了可擴充性系統還支持機構的升級和擴展能夠支持軟件和硬件的擴充和升級功能，實現用戶的自行開發應用軟件的功能。并且系統具備較高的安全性要求，具有用戶權限和保密功能，具有獨立的用戶體系這確保了只有較高級別的系統管理員才有對其他的登錄用戶進行增加、分配、刪除的權限，進入系統也必須使用正確的用戶名和用戶密碼，確保系統安全防止非法登錄和非法操作。

3 用電數據采集系統的搭建

用電采集系統模塊靈活便捷，有較大的選擇空間，以最簡單的方式簡要介紹整個系統的搭建過程和搭建步驟。

在計算機上需要分別配合以下幾個部分完成：數據采集裝置，采集裝置需要根據不同的通訊方式進行靈活配置。系統的通訊模塊首先連接至通訊服務器上并由抄錄服務器控制通訊服務器。運行數據發送和接受程序的是數據采集服務器，該服務器接受數據后進行相應的數據計算和分析處理，也可以作為備用的冗余處理器。歷史數據庫服務器用于存儲系統相關的各歷史參數、用戶信息、登錄數據、設備信息和運行數據等與數據采集服務器一樣歷史數據服務器也可以采用兩臺服務器互為備用的方式做冗余處理。系統需要擴展是可以再增加WEB服務器使WEB服務器作為電量信息的節點便于相關的管理部門進行數據的瀏覽查詢。

除了各個服務器系統還有報表處理功能用于設計和打印數據的報表，系統的數據報表具有很強大的制表、匯總數據、編制圖標、計算、篩選數據、數據打印等功能，系統的這些功能非常的必要，也具有廣泛的適應性。系統的還有維護工作站以便于整個采集系統的管理和日常維護和各種操作，這些工作站一般集中在一臺計算機上，也可以多臺服務器組成系統。

4 用電數據采集設備的選擇

4.1 變電站采集終端

變電站的采集終端應用了單片機技術由開關電源、CPU電路、MODEM板、RS485接口電路和液晶顯示電路組成。開關電源要選擇輸入范圍在AC 85V～265V之間的電源，輸出+5V和獨立的+12V。系統的核心部分是CPU，應用了電量消耗少運行順帶塊具有更高可靠性的元器件，以確保數據的采集、計算、處理、通信等功能的完成。通信采用規約庫中的設計模式符合國內外主流規約。配有顯示器和鍵盤，可以方便的進行系統設置和數據查詢，系統可以設置密封防止非法用戶操作使用。

4.2 大用戶采集終端功能

防竊電功能：采集系統的終端電壓為85伏～265伏，無論是高壓還是低壓用戶均能夠使用電壓作為拆表的電源，設備的通訊天線設置在電器儀表箱內，其他超標設備也設置在其中并且可以增加鉛封封鎖電表和超表器，從而可以有效的防止人為破壞和更改電表實現抄表和防止竊電功能同時實現。PT斷相檢測和終端檢測電表的三相PT，如有缺失抄表終端會在10秒內發出報警信號，這一功能也可以有效的防止非法操作PT。電子表電流平衡度的實時監測隨著在電流平衡度出現波動低于警戒值也可以發出報警信號，為了避免用戶臨時停車造成的負荷降低而產生的誤報警，系統可設置最小電流，當用戶電流低于該設定值時可以不發出報警信號。這一功能僅僅適用于電子表，能夠確保不會發生非法操作。系統設置的高負荷、低負荷報警對于負荷穩定的用戶也可以設置一個最低和最高負荷，當負荷低于低值或高于高值時就可以發出報警信號。線路損失分析將線路上各分路上的數據實時匯總到主站和變電站采集的數據一起由主站軟件形成分析報告和線路損失統計指標報表。

5 結語

電力采集系統需要滿足電力用戶的相關數據采集和計算分析以及用電參數的實時監控同時還需要對采集到的信息和數據進行匯總、加工、分析深度挖掘內在需求為供電公司提供更及時有效的數據信息，充分發揮采集系統的及時性、靈活性和準確性的技術要求，未電力發展提供準確可靠的數據，未企業管理人員的決策提供可靠數據支持，便于及時分配各種資源提高企業的效率和經濟效益。