工廠內分散電度量集中上傳的方案與實現

田冬明

首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北唐山 063210

該公司下轄著大量的用電負荷，13 座變電站也全部采用了高度自動化的SCADA 操作系統，并將所有的遙控、遙信、遙測等量上傳至調度中心集中操作站，實現了現場、遠程的雙重監控。現有各變電站可以通過SCADA 系統以遙脈量方式對電度進行采集，直接獲取電度量信息的方式難以保證信息的完整性，不能作為電力市場計量、計費的依據。因此要求建立一套可靠的、相對獨立的電度量計量系統用以存儲各計量數據，并能夠隨時將數據上傳給本地監控后臺以及調度中心將數據集中計算。

安裝在各個用電線路上的關口計量表計，其功能主要是用來計量該條線路的用電負荷情況，按照電力規程要求，電能計量表計在技術應滿足方向性有功和無功電度量計量，四象限無功電度量計量。其作為基礎的電能統計單位具有最大需量的測量和一定的儲存空間，并且具備輸出具有脈沖和數據接口兩種輸出型式，通信規約符合DL/T645 標準。公司的變電站在早期建設中，就已經對每條線路加裝了高精度智能電度表，滿足了上述的各項要求。

電度量遠方終端(或傳送裝置）作為該套系統的重要組成部分，對下采集各個配送電線路的各項電度數據，對上傳輸送主站所需的各項電度量，起到了承上啟下的重要作用，一般要求功能如下：

1）數據采集串行接口電路提供RS485、電流環和RS232等幾種形式，可采集具有相應物理接口的電能表、電壓監測儀等智能設備的電度量計量、監測數據；

2）數據采集脈沖接口電路用于采集脈沖表輸出脈沖；

3）與主站通訊接口應能靈活支持撥號MODEM、10/100M以太網絡、RS232、專線MODEM、GSM/GPRS 無線網絡、光纖、電力線載波等多種通訊方式、通訊介質以充分滿足各地不同通訊環境、條件的要求；

4）人機界面方便、直觀、可靠，滿足安裝、維護和使用人員的使用要求；

5）存儲體用于長時間可靠存儲電度量數據和事項記錄等信息，掉電不丟失。容量應能滿足用戶實際采集數據種類、數量和時間的要求；

6）電源的穩定、可靠性是終端可靠、穩定運行的基礎，應能支持交直流雙路供電、自動切換，同時必須滿足現場嚴酷工作條件、電磁兼容性的要求。

電度量遠方終端的各項功能指標，體現了電度量計量系統對數據傳輸、保存的各項要求。

主站端作為電度量數據處理的終點，其重要程度可想而知，但重要的程度也決定了復雜程度，考慮到公司的變電站及調度中心現狀，在加裝此套采集系統前，各站所都已經安裝了一套比較完善的監控系統，其兼容性及數據的處理能力都達到了很高的自動化水平；調度中心的集中操控站所，在國內乃至亞洲都是極其先進的監控系統，考慮的經濟及設備的兼容性，可以將電能數據通過遠方終端上傳至現有的主站系統，由現有的主站系統進行處理。這樣不僅在工程上大大減少新建主站所需的工作量，也節省了資金。

信息通道是上述三套設備之間用以信息交流的載體，一個良好的網絡信息通道，保證了設備間信息交流的完整性，對整個電度量計量系統起著重要的作用。這包括了兩部分，電度表到采集器之間的信息通道和采集器到主站間的信息通道。通道間采用不同的通信方式，信息通道的接線方式也不盡相同。在連接電度表和采集器之間的通道上，比較常見的有RS232 和RS485 兩種通訊方式，前者為一對一的通訊方式，后者則可以通過串聯方式將多個點的數據發送到一個終端。當采用RS232接線方式時，一個采集器分別采集全站近50 個關口表數據時，明顯是不合適的。當采用RS485 接線方式時，將站內的電度表串聯接線后接入電度表采集器，大大節省了采集器的接口資源，同時電度表安裝在每個10kV 配線柜中，配線柜柜位相鄰擺放，也使得電度表串聯工作變得相對容易。

在采集器與主站的通訊問題上，由于存在調度中心以及本地監控后臺兩個主站，這就需要根據現有情況進行分別對待，。在建設調度中心監控中心時，各站所到調度中心之間已經敷設了大量光纖通道，在配合光電轉換器，以TCP/IP 協議為基礎進行局域網通信，實現本地及遠程的雙重監控。本著減少改動節省資金的原則，采集器也可以通過該通道實現數據上傳，在由調度中心的系統進行相關解析并進行所需的各項計算。

變電站監控后臺系統為四方公司V2000 系統，系統內部采用了四方公司自行使用2000 規約報文，當外單位設備接入時，由于通信規約的不同，需要先將外單位設備接入規約轉換器，將其他規約轉換為2000 規約后解析并在后臺顯示。此種情況下，在采集器增設一個主站端口，以485 通道方式將電度數據接入規約轉換器，由規約轉換器數據解析后進入顯示在監控后臺上。

電度量上傳調度中心的改造方案在不影響本地站所后臺顯示的情況下完成實現工作。及將電能表數據以RS485 串行通訊方式接入采集器，在由采集器將數據集中存儲整理后通過網絡光纖通道傳送至調度中心，通過485 串行方式將數據接入監控后臺。實現了本地監控后臺和調度中心的雙重監視。改方案實現了電度量采集系統與SCADA 系統的相互兼容接入，并且采集器的設計理念和功能實現也保證了電度數據的完整性，避免電度數據的不必要丟失。

[1]中華人民共和國電力行業標準 DL/T645 多功能電能表通信規約.

[2]中華人民共和國電力行業標準DL/T743電能量遠方終端.