基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能電力計(jì)量體系

牛萌

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司安陽(yáng)供電公司 河南安陽(yáng) 455000

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載電壓、電流等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計(jì)量，應(yīng)用智能電力計(jì)量系統(tǒng)是必然選擇，相比于傳統(tǒng)的電力計(jì)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用數(shù)字化與信息化技術(shù)的智能電力計(jì)量系統(tǒng)有著更高的準(zhǔn)確性與安全性。因此，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種智能電力計(jì)量系統(tǒng)極為必要。

1 電力計(jì)量技術(shù)的概述研究

1.1 電力計(jì)量?jī)?nèi)涵與特征表現(xiàn)

關(guān)于電力計(jì)量問(wèn)題的相關(guān)研究，可以從其內(nèi)涵本質(zhì)與特征表現(xiàn)方面入手。所謂的電力計(jì)量主要是指利用相關(guān)裝置記錄用戶所有電量，按照收費(fèi)具體標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)用戶所用電量所花的費(fèi)用進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。一般計(jì)量工作開(kāi)展過(guò)程中，計(jì)量人員可以引入電度表等裝置計(jì)量用戶實(shí)際用電情況。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，電力計(jì)量特征表現(xiàn)主要以下述方面為主。一是技術(shù)性特征。電力計(jì)量工作開(kāi)展過(guò)程中側(cè)重于強(qiáng)調(diào)量化統(tǒng)計(jì)，主要運(yùn)用量化統(tǒng)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)對(duì)電力交易過(guò)程的科學(xué)記錄。正式記錄過(guò)程中，要求相關(guān)裝置必須滿足自動(dòng)化與智能化等標(biāo)準(zhǔn)，以確保所計(jì)量的數(shù)據(jù)內(nèi)容科學(xué)、合理。二是差異性特征。計(jì)量統(tǒng)計(jì)過(guò)程涉及到的因素內(nèi)容較多，如設(shè)備儀器、計(jì)量技術(shù)等因素，在這些因素的聯(lián)合驅(qū)動(dòng)下，會(huì)導(dǎo)致計(jì)量工作開(kāi)展過(guò)程存在較大差異性。此外，電力計(jì)量工作還具備服務(wù)性特征。

1.2 電力計(jì)量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題

當(dāng)前電力計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在電力計(jì)量芯片技術(shù)、微處理器技術(shù)等領(lǐng)域當(dāng)中。以電力計(jì)量芯片技術(shù)為例，日常應(yīng)用主要按照通用型計(jì)量芯片操作規(guī)律，對(duì)有功電能計(jì)量工作展開(kāi)記錄工作。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要以技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)為主。但是需要注意的是，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮器件限制問(wèn)題。在微處理器與模擬轉(zhuǎn)換應(yīng)用方面，以多功能電表裝置為主，目的在于確保電力計(jì)量信息的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。然而，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中諧波影響問(wèn)題明顯，容易給計(jì)量過(guò)程造成波動(dòng)影響。

2 智能電力計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

智能電力計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，加入的設(shè)備包括通信設(shè)施、信息顯示屏、系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的控制板，三者設(shè)計(jì)方案如下：控制板設(shè)計(jì)。智能電力計(jì)量系統(tǒng)的核心控制板要完成多項(xiàng)任務(wù)，包括通信資源調(diào)整、電力數(shù)據(jù)獲得、電力數(shù)據(jù)分析等，目前開(kāi)發(fā)的符合多任務(wù)通路的控制板中，考慮到穩(wěn)定度、效率性、環(huán)境抵抗能力等因素，選擇Arduino Mega2560型號(hào)，控制板硬件可以直接購(gòu)買(mǎi)，則主要設(shè)計(jì)因素是控制板的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。可以使用三端穩(wěn)壓集成電路穩(wěn)定供電，核心設(shè)施是LM7805，該設(shè)備采用TO-220封裝設(shè)備，其中含有過(guò)載保護(hù)電路，為讓其穩(wěn)定輸出1A電流，要在供電核心外設(shè)置散熱片。

2.2 顯示器設(shè)計(jì)

顯示器要可以直接顯示數(shù)據(jù)，為節(jié)約成本，可選用LCD液晶顯示器，該硬件的主要設(shè)計(jì)項(xiàng)目是顯示器和其他設(shè)備的連接方法，由于顯示器上展現(xiàn)的數(shù)據(jù)是控制板的輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)顯示器上存在多個(gè)數(shù)據(jù)接口，要能夠正確連接，由于控制板通過(guò)輸出電流的方法輸出信息，可以滿足對(duì)LCD顯示器的供電要求，可采用控制板和液晶顯示直連方法，讓顯示器可以直接展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息，其中控制板的數(shù)據(jù)輸出出口要和液晶顯示器的D0端口連接，以顯示智能電力計(jì)量系統(tǒng)獲得的各類(lèi)測(cè)量結(jié)果。

2.3 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能電力計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是，把測(cè)量參數(shù)回傳給數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通信系統(tǒng)采用GSN無(wú)線通信技術(shù)，直接傳遞給電力參數(shù)控制站點(diǎn)。設(shè)備加入中，配置設(shè)備包括信號(hào)的發(fā)射裝置、中繼放大裝置、信息的接收裝置三項(xiàng)，其中信息的接收裝置也要直接使用通信線纜和數(shù)據(jù)處理中樞連接，理論上該系統(tǒng)每5s更新一次信息，則要求硬件設(shè)備可以滿足信息的高頻發(fā)送、接收和錄入要求。

3 智能電表的實(shí)踐應(yīng)用

關(guān)于智能電表的應(yīng)用問(wèn)題，可以按照電網(wǎng)智能終端的特性進(jìn)行研究與分析。智能電表在融入傳統(tǒng)電能表與電量計(jì)量功能的前提下，初步可以滿足智能電網(wǎng)建設(shè)需求以及新能源使用需求。例如雙向數(shù)據(jù)通信、用戶端控制等都是視為智能電表的應(yīng)用體現(xiàn)。在電力計(jì)量工作中，智能電網(wǎng)的實(shí)踐應(yīng)用主要集中體現(xiàn)于下述幾個(gè)方面：①在時(shí)間段、費(fèi)率等方面顯現(xiàn)的靈活性較強(qiáng)。智能電表應(yīng)用過(guò)程需要根據(jù)操作人員實(shí)際需求，設(shè)定不同時(shí)間段或者費(fèi)率問(wèn)題，且具備自動(dòng)更換特點(diǎn)，為計(jì)量與計(jì)費(fèi)過(guò)程提供精準(zhǔn)性保障。②計(jì)量功能多樣性特點(diǎn)明顯。較之傳統(tǒng)電能表相比，智能電表除了可以滿足電力計(jì)量準(zhǔn)確性特點(diǎn)之外，還可以按照可定義組合方式實(shí)現(xiàn)有功組合電量過(guò)程，利于計(jì)量人員整合數(shù)據(jù)資源。③及時(shí)掌握與分析電力參數(shù)問(wèn)題，滿足測(cè)量過(guò)程的高精度要求。一旦出現(xiàn)異常情況，電能表可以不受異常情況的影響，保持正常運(yùn)作狀態(tài)，并完成自動(dòng)化記錄工作，為故障檢測(cè)工作提供決策數(shù)據(jù)。如此一來(lái)，基本上可以為電力計(jì)量工作提供良好保障。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，電力計(jì)量技術(shù)作為供電企業(yè)管理體系的重要部分，理應(yīng)得到全體工作人員的重視。盡量從多個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與科學(xué)部署，確保節(jié)能降耗目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。正式應(yīng)用過(guò)程中，要求技術(shù)人員應(yīng)該正確認(rèn)知電力計(jì)量技術(shù)的本質(zhì)特征與內(nèi)涵表現(xiàn)。必要時(shí)，可以結(jié)合智能電表裝置，目的在于充分發(fā)揮電能計(jì)量的優(yōu)勢(shì)與作用，為供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供保障。除此之外，為進(jìn)一步促進(jìn)電力計(jì)量技術(shù)的深化發(fā)展，建議管理人員可以在計(jì)量技術(shù)設(shè)備以及技術(shù)系統(tǒng)等方面進(jìn)行優(yōu)化處理，為節(jié)能降耗目標(biāo)內(nèi)容的順利實(shí)現(xiàn)提供內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。