面向智能變電站的數(shù)字化計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展與分析

包國濤

摘要：智能變電站采用可靠、經(jīng)濟、集成、節(jié)能、環(huán)保的設(shè)備與設(shè)計，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)功能集成化、結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊化、高壓設(shè)備智能化和運行狀態(tài)可視化等為基本要求，能夠支持電網(wǎng)實時在線分析和控制決策，進(jìn)而提高整個電網(wǎng)運行可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站;數(shù)字化;計量標(biāo)準(zhǔn)

1 數(shù)字化計量標(biāo)準(zhǔn)需求分析

1.1 基礎(chǔ)通用方面

為解決早期智能變電站網(wǎng)絡(luò)交叉重復(fù)、設(shè)備多、占用屏柜多、建設(shè)成本高和運維復(fù)雜等弊端，新一代智能變電站在設(shè)計上更注重二次系統(tǒng)的融合，將原來由獨立計量表計承擔(dān)的考核計量功能并入測控裝置及多合一裝置，使計量、保護(hù)、測控不同業(yè)務(wù)間共享變電站網(wǎng)絡(luò)資源，簡化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由此也帶來了現(xiàn)場運維的諸多問題。基于保護(hù)測控專業(yè)安全性考慮，計量人員無權(quán)修改配置相關(guān)設(shè)備，同時也無法對計量關(guān)鍵功能及參數(shù)實施保護(hù)，防止篡改。因此，有必要將此類設(shè)備的計量功能進(jìn)行模塊化設(shè)計，使計量模塊與其他專業(yè)模塊實施物理隔離，防止相互干擾。數(shù)字化計量設(shè)備是數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的重要組成部分，也是智能變電站過程層的基礎(chǔ)，其質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響用電信息采集系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性，影響計量準(zhǔn)確性。

1.2 支撐方面

隨著計量工作在整個電力市場中地位的不斷提高，電能計量器具的質(zhì)量監(jiān)督管理工作也越來越受到電力行業(yè)的重視。依據(jù)國家有關(guān)法律，法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有效地提高數(shù)字化計量設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督管理服務(wù)水平，是數(shù)字化計量系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)督工作亟待解決的問題。

現(xiàn)階段未對全部數(shù)字化計量設(shè)備作為計量裝置單獨進(jìn)行溯源管理，存在部分?jǐn)?shù)字化設(shè)備投運前后無檢測，計量性能及穩(wěn)定性無法得到有效保證。另外，部分?jǐn)?shù)字化計量設(shè)備管理歸屬不明確，導(dǎo)致該類型數(shù)字化計量設(shè)備在運維、檢修過程中帶來較大阻力，需要與設(shè)備部、運維單位協(xié)調(diào)相關(guān)管理問題。

1.3 高級應(yīng)用方面

現(xiàn)有的智能站電能計量數(shù)據(jù)通信方案一直沿用過去的電能量采集技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而數(shù)字化電能計量系統(tǒng)可以獲取的信息遠(yuǎn)不止電能量，還包括各類電參量、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)信息等，如何將這些信息完整上傳至主站，供調(diào)度、運行、檢修、計量等專業(yè)人員分析應(yīng)用，對提升智能變電站的運行水平較為迫切。

2 數(shù)字化計量標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)設(shè)計

2.1 設(shè)計原則

1）準(zhǔn)確性原則。傳統(tǒng)計量系統(tǒng)通過互感器及其二次回路聯(lián)合電能表按照規(guī)定的接線方式進(jìn)行組合構(gòu)成電能計量系統(tǒng)，在電力市場化條件下，為保證公開、公平、公正的為電能生產(chǎn)者提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，電能計量系統(tǒng)作為提供電能計量信息的源頭，其準(zhǔn)確性對電能計量管理至關(guān)重要。數(shù)字化計量系統(tǒng)是在傳統(tǒng)計量系統(tǒng)上構(gòu)建的滿足更多應(yīng)用場景的先進(jìn)計量系統(tǒng)，構(gòu)建數(shù)字化計量系統(tǒng)首先應(yīng)當(dāng)遵循準(zhǔn)確性原則，在保證準(zhǔn)確的前提下開展基于數(shù)字化計量技術(shù)的高級應(yīng)用。

2）擴展性原則。數(shù)字化計量系統(tǒng)具有系統(tǒng)誤差更小、便于實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)與其他專業(yè)數(shù)據(jù)融合共享、系統(tǒng)安全性更高、系統(tǒng)配置靈活性更高的優(yōu)點。在考慮數(shù)字化計量體系設(shè)計時，除需要滿足基本條件外，系統(tǒng)在設(shè)計應(yīng)留有一定的物理或虛擬接口，便于實現(xiàn)計量系統(tǒng)狀態(tài)檢修、遠(yuǎn)程診斷、主動搶修、數(shù)據(jù)分析診斷等高級應(yīng)用打好基礎(chǔ)，切實保證數(shù)字化計量系統(tǒng)能發(fā)揮其最大優(yōu)勢。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系框架

數(shù)字化計量作為一個全新的技術(shù)領(lǐng)域，其標(biāo)準(zhǔn)體系從計量準(zhǔn)確、支持?jǐn)U展、合理創(chuàng)新的原則出發(fā)，采用由“技術(shù)領(lǐng)域、標(biāo)準(zhǔn)系列、具體標(biāo)準(zhǔn)”的層次構(gòu)成總體框架，標(biāo)準(zhǔn)主要包括標(biāo)準(zhǔn)系列和具體標(biāo)準(zhǔn)。為了更好地區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性和應(yīng)用習(xí)慣，把同一標(biāo)準(zhǔn)系列下的眾多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步區(qū)分為若干標(biāo)準(zhǔn)類。

3 標(biāo)準(zhǔn)計劃和重點標(biāo)準(zhǔn)

為支撐智能變電站的建設(shè)，確保數(shù)字化計量標(biāo)準(zhǔn)制定工作的有序推進(jìn)，根據(jù)數(shù)字化計量需求分析，結(jié)合研發(fā)和應(yīng)用發(fā)展情況，提出未來數(shù)字化計量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計劃。

1）基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過近15年發(fā)展，數(shù)字化計量體系基礎(chǔ)通用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)較為豐富，后續(xù)需要根據(jù)數(shù)字化計量實際應(yīng)用建設(shè)和發(fā)展需求，統(tǒng)一相關(guān)名詞術(shù)語，制定完善的數(shù)字化計量技術(shù)規(guī)范、校準(zhǔn)檢測驗收規(guī)范、量值溯源/傳遞及數(shù)據(jù)安全等標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)字化計量應(yīng)用提供支撐。

2）支撐標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化計量支撐方面，目前已有數(shù)字化計量系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則等標(biāo)準(zhǔn)，未來需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑焱晟坪蛿U充，以更好地銜接數(shù)字化計量技術(shù)的發(fā)展。近期內(nèi)應(yīng)優(yōu)先根據(jù)已有數(shù)字化計量系統(tǒng)實際應(yīng)用情況，針對數(shù)字化計量系統(tǒng)在實際使用過程中出現(xiàn)的管理問題、技術(shù)問題進(jìn)行梳理，并制定相關(guān)的管理規(guī)范及設(shè)計規(guī)范。

3）高級應(yīng)用功能標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化計量系統(tǒng)應(yīng)用功能方面，已經(jīng)有了基于歷史大數(shù)據(jù)的狀態(tài)評價及在線分析基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)當(dāng)前數(shù)字化計量系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展趨勢，近期內(nèi)應(yīng)優(yōu)先選擇開展?fàn)顟B(tài)評價類、在線分析與預(yù)警類、復(fù)雜計量方式類標(biāo)準(zhǔn)制定，未來更進(jìn)一步選擇更多應(yīng)用功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，適時開展優(yōu)化決策類等各類高級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制定。

4結(jié)語

數(shù)字化計量系統(tǒng)契合數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，是電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。隨著新一代智能變電站數(shù)字化計量系統(tǒng)試點建設(shè)和發(fā)展，開展數(shù)字化計量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，后續(xù)需要及時跟進(jìn)數(shù)字化計量系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用的需求，及時更新各個系列的標(biāo)準(zhǔn)計劃，調(diào)整各個階段的重點標(biāo)準(zhǔn)，建立運行、檢修的數(shù)字化計量設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，促進(jìn)數(shù)字化計量設(shè)備在貿(mào)易結(jié)算中的應(yīng)用，從而全面提升電力行業(yè)數(shù)字化電能計量設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)水平，支撐數(shù)字化計量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)督和管理。

參考文獻(xiàn)

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