基于新時期營業電能計量自動化的應用研究

楊志學

[摘要]隨著各級電力市場逐步建立，勢必對電網的運營和管理提出新的要求，為提高服務質量和經濟效益，電力部門推行“一戶一表”、“抄表到戶”等合理的用電政策勢在必行。為滿足電力市場的運營要求，達到減員增效的目的，我們必須建立一個可靠實用的營業電能計量自動化系統。

[關鍵詞]新時期營業電能計量自動化研究

中圖分類號：TM92文獻標識碼：A文章編號：1671－7597(2009)02101 18－01

一、實施營業電能計量自動化必要性

實現營業電能計量自動化，改變人工抄表、手工錄入的現狀，使多個工作流程結合一起，一步到位，實現分戶分時打印電費單，提高營業部門的工作效率，且對大用戶實現負荷管理、線損分析統計和母線平衡的動態監測以及電量的統計、結算、計費和考核，是電力市場技術支持的重要組成部分。

針對各局目前實際情況，系統設計應以組建容易、快捷實用為主，確保數據采集和儲存的完整性、及時性、準確性、安全性和可靠性。能滿足電能計量的要求和未來發展需要，具備實時監控功能，能實現小區性的負荷監測、電能量的統計和考核計費；同時系統應具有良好的開放性，能支持不同類型的表計，并能和MIS系統、SCADA系統進行數據交換，進一步提高營業部門的自動化水平。

二、營業電能計量自動化的設想

在電力營銷業務中，電費結算的首要環節是抄收電能表計的窗口值。抄表主要分為變電站抄表、大用戶抄表和居民表抄表三種形式。而不同用戶層具有不同的抄表特點，所以要實現營業電能計量自動化，并非通過某個單一的遠抄采集系統簡單集成就能完成的。

(一)自動抄表系統的構成。遠方抄表系統一般由電能表、站端采集裝置、通訊通道以及主站系統四部分組成：

1．電能表：有脈沖電能表和機械電能表兩種，脈沖電能表可輸出標準脈沖信號，而機械表需將用戶用電量通過光或磁的方法轉換為標準脈沖信號。

2．站端采集裝置：完成電表的電量數據采集，并可與主站通信。根據系統具體特點，有些系統還增補通信集中器設備，采集器主要進行數據采集，由集中器完成與采集器的數據通信，向采集器下達電量數據凍結命令，定時循環接收采集器的電量數據，并與主站進行通信，將用戶用電數據傳送到主站。

3．通信信道：上行通道：指的是集中器與主站之間的通信線路，可以采用電話、無線、專線等通信介質；下行通道：指的是集中器與采集器之間的通信線路，主要有485總線、電力線載波兩種通信方式。

4．主站系統：定時或隨時抄收商戶或居民電表的電能量數據，進行數據分析。

針對不同用戶層的特點，我們可充分利用現有設備，建立各用戶層的遠方抄表自動化系統，完成其本身業務范圍的抄表功能。

(二)大用戶抄表系統。目前各局對10kV線路開關、工業用戶、公用配電變壓器，主要利用現有的無線電電力負荷監控系統進行監測和控制。其不僅能實現監視用戶負荷、催繳電費、計量監察等功能外，還可實現遠程抄表。

(三)數據采集器系統。電表數據采集器適用于大、中、小用戶計量點電能量的自動采集和處理。其既可測量表計的脈沖，也可通過RS485總線直接接收電能表的串行編碼。采集器周期性采樣電量數據，能適應不同表計的脈沖來源；能與遠動／負控共享同一路電表脈沖信號；雙電源供電；能與用戶共享同一電話線路，實現當地的數據處理及向計費主站傳遞電能量信息等。系統將電網中各個分散計量點的電量數據傳送到局主控中心，主控中心根據這些數據生成供用電管理所需的各種報表和曲線。數據采集的主要途徑通過采集器定時主動上報，有效降低了系統的運營成本。目前該系統已建立了完善的遠抄管理機構，不斷加強運行管理、完善戶務資料，對電量異動進行有效的監督和報警，能及時發現和解決問題，方便維護人員分析排障，并采用分層通信技術，適應不同的通信環境，進一步增強了系統的靈活性。

近年來，隨著電子技術的高速發展，電能采集系統也呈現出數據分析與數據采集分離的發展趨勢，采集設備要求自適應多種數據源接口；傳輸通道要求配置靈活，用戶可選用無線，有線MODEM，GSM，寬帶等多種通道信道；采集設備要求處理速度更快、數據精確性更高、存儲容量更大，設備可靠性更高。新聯電子根據電能計量自動化系統的發展需求，不斷推出電能采集終端新品，并提供遠抄自動化更全面完備的系統解決方案。

(四)居民集抄系統。居民集抄系統的特點是電表數量大，單個表計采集數據量小。通常有兩種需求，即供電部門的需求和居民小區物業管理部門的需求。集抄器與電表之間的通信一般采用電力線方式，充分利用了現有的電力線為通信媒介，采用載波進行數據通信，具有不必集中裝表、不受環境條件限制、施工簡單、綜合成本低等優點。

居民集抄器一般采用電話線、PDA手掌機方式，也可利用配變監控信道，將小區數據并入營業電能計量自動化系統中。

(五)變電站抄表系統。變電站遠程抄表系統作為電力經營市場化的產物，是近幾年我國供電企業的新興投資熱點之一，近年來開始進入實質性的規模化建設階段。傳統的關口數據采集從人工抄表發展到通過采集脈沖累計電量，實際運行表明，系統存在采集精度和信道可靠性等方面的問題。

新型變電站抄表，一般通過RS485接口采集表計窗口值，變電站抄表具有數據量大，電表個數多的特點，因此要求采集設備資源更多，設備性能更高。通信信道一般采用光纖信道，并可配備備用信道，由關口電能采集工作站統一管理。

新型變電站遠程抄表系統，應滿足如下功能：能準確、快速地采集電網結算、考核所需的電能數據，減少人為錯誤，提高數據的采集效率和同時可比性；能向供電企業的經營者及時反映電網經營狀況，降低網損，實現經濟效益最大化；為發電廠上網電量的發電計劃考核和變電站專線用戶的電量需求分析提供準確詳盡的數據，使發電計劃考核更規范和電力負荷預測工作更科學；可將數據發往調度自動化主站系統，實現經濟調度；同時可通過自動化系統的Web服務器發布數據，實現變電所電能量監視的數據化、實時化和網絡化。

三、結束語

電力營銷效率的提高，取決于營銷部門對配網信息、用戶的現狀和需求的了解程度，對專用負荷、公用負荷、居民負荷等數據分門別類加以采集分析并有效利用。但用戶負荷在系統內由不同的部門歸口管理，傳統的做法形成了各自為政、互相割據的采集系統，數據利用率低、難以統一分析，一些經常性業務如線損統計、負荷預測等難以開展。應該指出，實現營業電能計量自動化，并不是將原來不同專業系統進行簡單疊加，而是充分利用各專業系統的數據共性，針對電力企業需要，對數據進行集中存儲和統一分析，提高數據利用率。

目前各電力公司已經意識到營業電能計量自動化的重要性，正在逐步建設，各局根據自身的實際情況和管理模式，采用整體規劃、分步建設的思想，結合電網改造工作，先試點后推廣，逐步建立符合要求的營業電能計量自動化系統，從而不斷推動用電管理現代化工作的順利進行。