對現代化電力系統電能計量采集方式的對比研究

陳志強

摘 要：隨著我國經濟的持續發展，我國在電力領域取得了巨大進步的同時，也在不斷的提升電力系統的運作水平，其中電能計量工作至關重要。因此，現代化電力系統對電能計量的準確性、安全性、唯一性等提出了很高的要求。本文首先介紹了電能計量采集的應用背景，進而分析了電能計量系統構成及特點，最后對電量數據采集方式進行了對比，以期為電能計量系統的管理水平做出貢獻。

關鍵詞：現代化；電力系統；電能計量；采集方式

前言

電能計量在現代化電力系統中扮演重要的角色，與傳統依靠電力工人現場抄讀數據的電能劑量結算方式相比，現代化的電力計量方式的基礎是自動化，進而有效的實現了對發電、供電、配電等計量信息的采集。現代化電能計量系統需要將采集到的發電、供電側計量點的數據提供給營銷系統，所以，數據的采集以準確性為基礎。在電力計量系統的運行中，存在一些會引起數據異常的因素，主要包括主站、通道等，而且因數據采集方式的原因也會造成數據的不準確。因此，確保電力計量系統數據采集的準確，對其它各相關系統應用的意義重大。

一、現代化電能計量系統的應用背景

實行實時抄表，實現電量自動計算，做好分時段的電量的比較工作，將能夠有效的降低超標的誤差。傳統電能表的抄記方式利用人工進行，需要的人員數量多，花費的工作時間長，造成工作效率低下和管理不方便。而現代化的系統能夠充分的利用現代通信技術、信息處理、儲存以及發布技術進行線損分析和母線平衡的計算，進而自動的生成各種計量報表，并且能夠實現對關口數據、變電站、電廠等地點的計量數據進行遠程采集工作；與此同時，現代化電能計量系統還能夠同電力營銷系統、負荷控制系統、能量管理系統、調度管理系統等建立聯通，構建以電量的數據作為基礎的中心平臺，借助數據中心平臺，可對數據進行處理和挖掘，不但能夠實現對電量自動的統計、結算、計損，而且可以防止竊電問題的發生，為電網營銷決策提供支持[1]。

二、現代化電能計量系統構成及特點

（一）電能計量系統的構成

電能計量系統主要采用的是分層式和分布式的結構，其結構的構成包括主站、變電站、配電站、大用戶的電量采集終端和通訊網絡。電能計量系統的主站結構采用的是分布式的局域網，電量數據的采集系統利用對不同通訊模塊的配置，實現了網絡、數字撥號、移動通信系統與電量采集終端之間的通信，與此同時，對抄錄站端的信息進行了采集。電能計量系統支持主站召喚和終端主動上報這兩種方式，經由終端將電能計量的數據上傳到主站中。使得主站可以發出廣播指令，使終端能夠做到對電能表計量數據進行凍結和處理器復位等多種功能。

（二）電能計量系統的特點

第一，準確性。電能計量系統在對電能表進行配置時，要嚴格遵循相關標準，使用精度符合配置要求的電表。進行數據的采集、傳輸、存儲等環節時都應該利用相應的措施，保障計量數據的準確，做到計量數據數值、單位、小數位的精確。

第二，可靠性。電能計量系統的數據將被用作線損分析、計費核算，因此需要確保計量數據的連續性與完整性，不能丟失計量點以及累計時段的數據，一點出現數據丟失的問題必須采用相應的措施來進行彌補。

第三，安全性。電能計量系統的數據將用作電量交易和結算，因此需要保障計量數據的安全性。對于系統數據庫中的原始數據不允許作任何修改，要經過授權才能提取原始數據進行編輯和分析。

第四，唯一性。電能計量系統設置的關口點和結算模型需要具有唯一性，這將成為電量結算唯一的依據。

第五，同時性。電能計量系統的電量數據存儲都是帶時標的，所進行分析統計都和電量數據時標有關系，因此，電能計量系統對數據同時性的要求很高[2]。

三、電量數據采集方式對比

電量數據的采集方式通常包括電能表直接接入方式、電量采集終端接入方式、終端服務器接入方式、混合接入方式等，其中電量采集終端接入方式是應用最為廣泛的一種方式，本文在此主要討論該種方式。運用電量采集終端接入方式進行電量數據的采集時主要分為兩個部分，即：主站數據采集和終端數據采集。

（一）主站數據采集

主站系統主要利用通信的方式從電量數據采集終端進行采集。用到的通信方式主要包括專線和調度數據的網絡平臺等，通信的規約通常是采專用配套規約IEC60870.5.102。此規約對歷史電量數據的采集提供支持，也適用于非實時，諸如電話撥號等。利用這種方式的過程中，因通過定期的撥號來召喚數據，所以面對召喚間隔的廠站終端出現的異常狀況很難及時的覺察。

主站系統通常具備定時采集、斷點續傳等終端數據采集功能，并且能夠定時的對異常數據進行監測，通過對異常數據進行自動的補召或者派專人進行采集來確保數據的完整。當數據傳輸故障導致不能及時恢復時，可以利用終端將數據導出，然后錄入主站以確保主站數據的完整。但主站具有的功能，只能做到采集終端和主站系統之間的數據完整，因此，要想保證電量數據的同時性，關鍵是做好電量采集終端的數據采集工作。

（二）終端數據采集

電量采集終端同電能表之間的通訊，通常是經RS485總線來進行的，按照一定的規約（如DL/T645）與電表相連后，利用通訊的方式來獲取電量的數據。由于通常情況下場站的電能表數量多，所以會把電表分成幾個不同的組，隨后連接到采集器的RS485接口上。采集器同電能表的RS485驅動電路負載有著一定的限度，因而不能連接太多電表，而且RS485的總線的通訊模式是一主多從，每條總線都需要對電表數據進行逐個通訊，才能夠采集回數據。以下對電能表采集數據的幾種常見方式進行簡要分析。

第一，廣播凍結命令方式。該方式是通過積分的周期結束時，向采集終端傳輸廣播凍結的指令，使收到命令的電表把那一刻的底碼值儲存到寄存器，然后再對每塊表逐個查詢凍結的窗口值。

第二，循環抄讀。該方式是按預定方案進行終端數據采集，做到對電表寄存器中的數據不斷抄取，并在一個積分周期結束之前將數據進行儲存，如此周而復始。該方式操作容易，但不能保證同時性[3]。

四、結束語

本文對現下常用的電表數據采集方式進行了簡要分析，找出了每種方式的特點和現存的問題，重點介紹了利用負荷曲線的電量采集法，并據此提出了相關的注意事項，以期更好的提升電量數據的準確性，更好的保障電能計量系統的運行。

參考文獻：

[1]冉璐瑤.對電量采集及計量系統自動化的探討[J].海峽科技與產業，2016，（10）：107-108.

[2] 宗正.對電力系統中電能采集工作的思考[J].科技創新與應用，2015（10）：153-153.

[3] 張凱，袁宏斌.電力系統電能計量信息采集通訊技術及應用研究[J].工業，2016（8）：281-281.endprint