基于智能電能表采集系統的自動化電網研究

【關鍵詞】智能電能表；采集系統；自動化電網

前言

近年來，我國科學技術水平在多方面都取得了重大突破，在電力供應系統建設方面，結合信息化、智能化建設現代電網已經成為電力行業發展的主要方向。在智能電網中，智能電表采集系統具有較強的重要性，能夠為電網企業、電網用戶提供電能統計、電能計算、電能數據采集等服務，使雙方實現共贏，有助于社會效益的穩定提升。從用戶側分析，智能電表采集系統能夠滿足其個性化、靈活化的電能需求。從電網企業側分析，其可以根據智能電表采集系統獲取的數據進行電力配置優化，這能夠有效增強電能配置科學性，進而提高自身經濟效益。因此，對智能電能表采集系統在自動化電網中的應用策略進行分析研究具有一定現實意義。

一、智能電能表與采集系統的概念與特點

（一）智能電能表

智能電能表是電力系統的重要組成部分，該設備的基本原理為，通過器械內部設定的集成電路，對電力系統中的電壓數據、電流數據進行初步采集與預處理，將其轉化為脈沖形式進行輸出，同時通過轉換實現脈沖輸出的統一管理，轉化為用電量相關數據，最終完成對電力情況的準確測量。

與傳統電能表設備相比，智能電能表主要具有以下特點：（1）功耗較低。與傳統電能表相比，智能電能表能夠實現較低的功耗，以傳統電能表中的感應式電表為例，此類電表的功耗最低能夠達到1.6W左右，這一數據在傳統電能表中屬于較為優越的數據。與之相比，智能電能表的功耗水平更低，一般處在0.6～0.7W的區間范圍。（2）精度較高。傳統電能表相比，智能電能表的精度更高，高新技術的應用能夠有效降低傳統電能表的誤差，有效提升精準度。（3）過載范圍大。與傳統電能表相比，智能電能表的過載范圍更大，具體而言，傳統電能表的過載倍數一般為4倍左右；與之相比，智能電能表的過載倍數一般都可達到6～8倍，根據需求不同，智能電能表的過載倍數還可以向上調整，最多可達20余倍。（4）工頻范圍跨度大。與傳統電能表相比，智能電能表的工頻范圍跨度更大。具體而言，傳統電能表的工頻范圍跨度通常在45～55Hz的區間范圍內；與之相比，智能電能表的工頻范圍跨度更大，一般能夠實現對40～1000Hz這一區間范圍的精準測量。（5）功能相對較全。與傳統電能表相比，智能電能表的功能更全，不僅具有一般電能表的所有功能，還能夠通過傳感器設備、智能化設備、信息化設備實現遠程操作、預先付費等功能，能夠顯著提高電費收繳工作的綜合效率。

（二）智能電能表采集系統

智能電能表采集系統是在智能電能表基礎上，通過硬件、軟件對其進行優化，使其具有網絡化的特征。在實際工作情景中，智能電能表采集系統能夠將各種場合的電能數據進行實時采樣、存儲、傳輸，通過數據共享實現對異地用電信息的實時測量與監控。

與單一的智能電能表相比，將智能電能表與采集系統相結合，主要具有以下三點技術優勢：（1）能夠提高數據顯示的清晰性與準確性，同時，數據顯示內容更加豐富，包括但不限于電量、電壓、電流、失流、失壓等數據顯示功能。（2）能夠實現對零電量現象的準確篩查與精準定位，與人工零電量查詢方式相比，該方法能夠有效提高工作質量與效率。（3）反向電量專項治理質量提高。反向電量原因主要包括用戶光伏接電、表記接線錯誤等，通過智能電能表采集系統，技術人員可以及時發現反向電量現象，并對反向電量出現的原因做出精確的初步判斷，有效提高反向電量問題的識別與處理效率。

二、智能電能表采集系統在自動化電網中的應用

（一）電能計量與數據采集

在智能電能表采集過程中，其基礎任務為電能計量、電能數據采集。具體而言，在自動化電網中，智能電能表采集系統能夠對采集到的數據進行分析、整理，能夠為工作人員提供更加細致、先進的信息數據支持。這有助于提高電能質量的控制效果。

（二）信息預處理

信息預處理也是智能電能表采集系統在自動化電網中的應用方式之一。具體而言，在智能電能表采集系統運行階段，所收集到的信息主要是以電能計量為主的信息體系，在獲取這些信息之后，系統可以對此類數據進行初步處理，即可根據數據判斷供電質量的優劣，同時，也可以根據此類數據內容對用戶的用電量進行預估。此外，該系統的信息預處理還能夠實現自我檢查，便于供電部門對用戶的實際用電情況進行及時確定。這種操作方式能夠有效保證用電安全。當發生用電異常、用電故障等情況時，相關單位可以憑借該系統實現對故障及時、準確的識別，進而提升整體用電安全性。

（三）基于數據的遠程操控

基于數據的遠程操控也是本文所涉及采集系統在實踐中的應用方式之一。具體而言，智能電能表在實際工作中具有較為全面的硬件設施，能夠支持相關技術人員進行遠程操控，根據需求進行電力輸出中斷、連接等操作。在實際工作情境中，如果部分客戶出現拖欠電費等情況，電力企業相關責任人員可以不進入現場，在遠處即可通過遠程控制系統對用戶的電力輸出進行強制切斷，從而減少偷電、惡意拖欠電費可能對企業造成的經濟損失，同時，還可以有效避免漏電現象誘發的后續問題。在問題得到解決之后，相關技術人員也可以通過基于數據的遠程操控功能，開啟已經關閉的電力關口，從而恢復電力供應，最終實現基于用電數據的動態管理。

（四）基于用戶端的服務功能

基于用戶端的服務功能也是本文所涉及采集系統在實踐中的應用方式之一。具體而言，在用戶端，智能電能表采集系統也可以為其提供其所需求的一定服務，例如，用戶可以通過智能電能表采集系統了解相關用電信息，主要包括所在區域用電價格、所在區域用電高峰期、所在區域電力供應情況等。在此背景下，用戶可以結合自身需求與相關用電數據，對用電方式進行適當調整，有助于節省電費、提高電能利用率等。此外，電力企業也可以充分結合智能電能表采集系統所收集到的相關信息，增強自身供電的科學性。總之，基于用戶端的服務功能能夠幫助供需雙方同時向著對自身有利的一面發展，對于行業整體發展具有積極的促進與推動作用。

（五）基于等級的記錄與警報

基于等級的記錄與警報也是本文所涉及采集系統在實踐中的應用方式之一。具體而言，智能電能表及采集終端事件記錄根據緊急或重要程度可以分成4個等級，針對4類事件，可以采取針對性地采集策略，事件的具體表現以及采集策略如下。

（1）緊急事件。主要包括電能表過流、電能表恒定磁場干擾、采集終端狀態量變位、采集終端停電等。此類問題非常容易導致事故出現，應當采取主動上報的采集策略。

（2）重要事件。主要包括電能表端電源異常、采集終端參數變更、采集終端發現未知電能表等。此類問題比較容易導致事故出現，應當采取每日采集的采集策略。

（3）較重要事件。主要包括電能表端掉電、電能表端失壓、電能表端全失壓、采集終端電能表時間超差、采集終端電壓回路異常等。此類問題有一定概率造成事故出現，其緊迫性相對較弱，應當采取每月采集的采集策略。

（4）一般事件。主要包括電能表端電壓不平衡、電能表端有功功率反向、采集終端與主站通信流量超門限、采集終端數據初始化和版本變更等。此類問題基本不會誘發嚴重事故，采取按需采集的采集策略即可。

值得注意的是，上述內容屬于對于事件記錄分級的最低級別要求。在實際工作情境中，相關單位可以根據自身的現實需求，適當提升事件等級。在大多數情況下，嚴禁隨意降低事件等級。

三、智能電能表采集系統應用問題控制與運行維護

（一）智能電能表采集系統應用問題控制

智能電能表采集系統在使用過程中，經常會出現各種應用問題，從而影響正常運行，常見問題與優化策略如下。

（1）臺區掛接錯誤問題。主要指的是，在智能電能表正常運行階段，由于各種問題導致臺區沒有進行正確掛接，進而誘發出現各種現象。此類問題出現的原因較為復雜，一般包括工作人員馬虎、臺區負責人私自篡改臺區、農網改造造成的臺區混亂等。針對此類問題，相關單位在臺區掛接時應當進行仔細核查，同時加強對員工的培訓。

（2）智能電能表表前開關拉開問題。在實際工作情境中，智能電能表表前普遍存在一個開關，如果想要保證系統正常運行，就必須使該開關處于關閉狀態。然而在部分場景中，該開關會莫名打開，進而影響智能電能表的正常運行。此種問題出現的原因主要為安裝人員未加裝保護措施和用戶人為打開了該開關。針對此類問題．工作人員在安裝并調試完畢后，必須對電表開關進行保護、封裝處理，同時，還應當對用戶進行一定的安全宣傳與安全教育。

（3）智能電能表接線錯誤。即智能電能表在接線過程中出現接線錯誤，表現為線路接駁錯誤、線路銜接不牢靠、線路排列不合理、線路虛接問題等。針對此類問題，相關單位應當著重加強裝表接電人員在接線過程中的培訓質量，使其能夠熟練掌握裝表、接電的施工標準與規范要求。

（二）智能電能表采集系統應用運行維護

智能電能表采集系統的運行維護是保證其能夠正常穩定運行的重要基礎。在實際工作情境中，可選擇兩種方式對維護質量進行優化。（1）建立完善的信息管理系統。這是保證智能電能表采集系統能夠正常運行的硬件基礎，在實際操作情景中，電力企業應當充分結合自身的實際需求、智能電能表特點、人力資源情況，建設符合自身需求的信息管理系統。同時，為了提升信息管理質量，企業還應當根據自身需求，設置完善、全面、科學的信息管理制度。這有助于提高信息溝通交流質量，進而保證智能電能表維護順利進行。（2）強化培訓工作質量。在智能電能表采集系統運行階段，在實際工作情境中，相關單位應當定期組織關于智能電能表采集系統應用的相關培訓。培訓內容應當包括智能電能表采集系統的基本原理、使用注意事項等。其次，還應當定期進行安全教育培訓，增強工作人員的安全防范意識。最后，還應當制定相應考核機制，只有通過考核的運維管理人員才能頒發相應合格證書。持證才能上崗執行運維管理工作，這是提高運維管理質量的必要手段。

結論

本文從電能計量、用電量預測評兩方面對智能電能表采集系統在自動化電網中的應用進行了分析研究，并探討了智能電能表采集系統應用的問題控制與運行維護策略。在實際工作情景中，相關單位可以適當結合本文的研究內容，采取相應措施，這可以有效提高智能電能表采集系統在自動化電網體系中的應用質量，有利于電力企業的正常運行，對于我國電力事業的長遠發展也有著一定的促進意義。