電能計量采集系統(tǒng)的應用與實現研究

陳錫勛

摘要：作為一種重要的自動化電力系統(tǒng)，電能計量采集系統(tǒng)十分復雜，它將集合主站系統(tǒng)，電能采集終端，電能表，輔助設備系統(tǒng)等多種功能和多個環(huán)節(jié)為一體，而在整個環(huán)節(jié)當中，用于主站和終端通信的采集軟件是否能夠做到穩(wěn)定和實用，起著最為重要的作用，本文根據實際工作經驗，介紹相應的電能計量采集系統(tǒng)的改造和硬件架構，并根據情況，介紹對此系統(tǒng)優(yōu)化和改造的過程，使其真正符合電力生產的具體需要。

關鍵詞：IEC102;電能計量采集;設計

一般來說，電能計量管理系統(tǒng)包含對計量點、在線計量設備、計量標準、計量法規(guī)法制、計量信息等問題的管理。隨著科技的發(fā)展，電能采集系統(tǒng)的已經改變了原有的通過人工計算的傳統(tǒng)方式，更好地對某地點電量進行相應的采集、計算和管理，提高電能核算的效率，但與此同時，我們在系統(tǒng)的設計和使用中，過分重視系統(tǒng)功能的多樣性，便導致系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所降低，所以，這需要相關工作人員組織合理的設計和改造，使之滿足相關單位的具體需要。

1 電能計量采集系統(tǒng)硬件問題簡析

以前的采集系統(tǒng)架構相對古老，在經過重新改造后，采集系統(tǒng)架構發(fā)生了很大的變化，老式系統(tǒng)及其設備的運行，需要首先進行交換機的聯系，在進行一段時間的日常運行后，十分容易和其它系統(tǒng)出現沖突，并發(fā)生數據庫全線癱瘓、采集通道問題經常發(fā)生，在這種情況下，為了有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多功能性，第一次自動化的設計改造開始進行，這次改造的目的是將數據庫系統(tǒng)和主站系統(tǒng)服務器的虛擬機有效相連，這就在功能上，相當于兩套具有同樣功能的系統(tǒng)同時運行，促進了運行的穩(wěn)定性，并有效優(yōu)化了網絡的拓撲設置，通過防火墻，實現內部網和外部網的通信聯系[1]。在第一次的系統(tǒng)設計和改造后，通道堵塞的問題被有效解決，系統(tǒng)的安全性被提升，并且因為兩臺服務器同時運行，如果一個服務器的數據庫發(fā)生故障，對電能的計算也不會產生影響。

2 利用鍵盤模擬手段促進不同軟件進行數據接口

2.1 軟件接口

電能自動采集系統(tǒng)在產生和構建之前，單位都是利用人工進行相應的表格和核算系統(tǒng)利用，在自動采集系統(tǒng)產生后，可以使用主控室的現有的電腦采集數據進行計算，但是，由于核算系統(tǒng)和采集系統(tǒng)的非一體性 不是同一廠家生產，若不實現共享，那么電能計量采集系統(tǒng)的的功能就會受到很大影響。

因此，為了解決問題，需要進行采集系統(tǒng)和核算系統(tǒng)廠商之間的協商和溝通，一般來說，采集系統(tǒng)采集電能數據指后，將其存儲在自身數據庫當中，通過固定的數據結構模式，利用相應的計算軟件，對相應的數據庫數據進行定時采集和保存，在交班時間，從生產數據庫中提取數據。這種過程由于其復雜性，容易導致計算錯誤，這對系統(tǒng)的精密性產生了巨大的挑戰(zhàn)和問題，所以，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和嚴密，需要進行幾方系統(tǒng)的協調，避免系統(tǒng)的精確性的問題，解決系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。

2.2 接口解決方案

為了減少中間的環(huán)節(jié)的影響，我們根據實際需要，進行了接口解決方案的使用和開發(fā)，這個方案相當于將人工完成的各項工作交給機器，其基礎是不改變原有系統(tǒng)的功能和結構，這種類型的接口方案，一般是在原有的系統(tǒng)基礎上對各個系統(tǒng)的數據進行協調共享，在不進行改動的前提下進行修改，其優(yōu)點是簡易、不改變原有設計和程序。

3 IEC102 規(guī)約角度的采集程序的應用

3.1 通信規(guī)約

在電能計量采集系統(tǒng)中，其最重要的數據傳輸工具為“電表數據傳送到采集器”、“采集器數據傳送到主站”，這都需要依靠通信規(guī)約。一般來說，廠家為了進行表計時維護，都是選擇IEC102規(guī)約，所以，需要在自動化原則引導下，開發(fā)一個穩(wěn)定、實用，并結合1EC102規(guī)約的軟件采集系統(tǒng)，并將其和其他系統(tǒng)進行對接，這就是第二階段的設計和改造[2]。

3.2 基于 IEC102規(guī)約的采集程序開發(fā)

從總體上說，主站和采集終端的通訊是在socket 協議基礎上，利用IEC102規(guī)約實現的。在應用和改造中，需要對主站的程序和各類通信系統(tǒng)的具體工作情況進行了解，更好地保證主站和采集終端數據進行通信。

3.2.1socket 簡介

socket的英文意思是“插座”，一般來說，在知道了終端采集器的IP和socket號碼后，充分利用socket協議和各類的編程方法，就能夠主站和采集終端的通信和連接。

3.2.2IEC102 規(guī)約簡介

從1996年開始，IEC標準化協會基于電能累計量傳輸，頒布了IEC60870-5102國際標準，這套標準在非平衡傳輸規(guī)則的基礎下，在具體的傳輸過程當中，在某一固定點下，數據傳輸所利用的幀格式一般是ft12異步字節(jié)傳輸格式。在本規(guī)約中，啟動端為主站端，而終端位于計數站，始終為從動站，利用問答的方式實現主站對各終端的管理。

3.2.3采集軟件的基本環(huán)節(jié)

每一個表都在采集終端中有個相互對應地址，一般來說，每條總線都能夠連接一定數量的電能表數據，在采集終端內而表計都有固定而且相對應的的編號，采集終端不斷地采集電表表碼，并將采集好的電表表碼編入相對應地址的緩存區(qū)，在預定的時間內，主站采集程序向終端下達采集每個地址緩存區(qū)中的二進制數據的命令。在此基礎上，結合多線程技術，利用各種系統(tǒng)和程序來進行相應采集程序的編寫，在運行主站程序的同時，連接各個采集終端，并發(fā)出采集命令，在指令得到回復之后，進行編碼轉換和數據校驗，然后再發(fā)送一次采集的指令，以檢測兩次的結果是否相同，如果兩次結果相同，那么可以這次采集的結果是正確有效的。一般來說，每個線程能夠采集若干電能表，整個采集過程一般在一秒內就能夠采集完成，并能將數據自動地保存到相應的數據庫中，然后利用服務器進行數據的發(fā)表，并利用自動錄入軟件與核算系統(tǒng)進行對接。

結語

眾所周知，電能計量采集系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)和工作原理十分復雜，對計量精度要求較高，所以，要在具體應用的前提下，進行設計和改造，本文根據實際經驗，對企業(yè)電能計量采集系統(tǒng)進行有效地設計和改造，已經達到了良好地效果，實現了系統(tǒng)的穩(wěn)定應用，有效地解決了電能計量采集系統(tǒng)的種種的問題。

參考文獻

[1]胡千映. 電能計量采集系統(tǒng)的應用與實現研究[J]. 南方農機， 2019， 050（002）：222.

[2]張寒旭. 電量采集及計量系統(tǒng)自動化研究[J]. 輕松學電腦， 2019， 000（016）：P.1-1.

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