電力電能計量與采集網格化融合體系研究與應用

張海麗

【摘 要】社會生產與生活中電費的收取是在電力系統采集到的電能計量信息基礎上進行，因此，電力系統中電能的計量與采集準確與否至關重要，尋找有效的電能計量與采集方法成為重點研究的課題。基于此，本文主要對電力電能計量與采集網格化融合體系研究與應用進行了簡要的分析，希望可以為相關工作人員提供一定的參考。

【關鍵詞】電力電能計量；采集網格化；融合體系研究；應用

中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：A

引言

電能為我國各項生產生活提供了有力的支持，提高了人民基本生活水平。電能的合理利用需要電能計量給予準確支持，實際上不同工作的生產及運營都必須對其電能進行準確測量。電能計量準確性能夠幫助相關部門有效的估算電能，進而避免電能不合理利用造成大量電能浪費。此外，還要加強電力電能計量與采集網格化融合體系研究與應用，強化對電能的管理，確保供電的科學性和穩定性。

1電能計量

電能計量的概念在電力投入使用之初就已經被提出，其主要用于監控電力的實際使用情況。為實現科學的電力監控，人們使用不同的電表進行的工作：

1.1手動計量

手動計量是最初使用的一種電能測量方式，其主要通過在用戶端設置統計電表，在需要收集數據時，由用電信息采集人員趕赴現場，依次抄錄數據。其數據的計算是通過抄錄數據減去上月數據，得到該月使用實際電量。這種手動測量方式在早期電力推廣中得到廣泛應用，但是該方法需要大量人力和時間投入，人工成本耗費較大，且工作效率不高，容易出現工作人員計數錯誤的情況。

1.2IC卡計量

IC卡計量是當下廣泛應用的電能計量方式，用戶“一戶一卡”，通過預交電費購買電量后根據電能使用分別扣費。該方式相比于手動計量節省人工抄錄數據費用，電能翻遍計算，工作效率高。

1.3自動抄表計量

自動抄表計量是互聯網信息技術產物，其采用智能計量儀器測量，連接互聯網后將數據直接傳遞給電力部門，用戶網上繳費即可用電。但是這種技術存在一定不足，需要不斷完善。

2電能計量采集系統分析

電能計量采集系統相比傳統的計算方法而言，具有非常明顯的優勢。由于其具有全面的功能以及強大的自動化管理能力，使得其相較于傳統計算方式不但可以有效的提升計算的效率，同時也可以更好的降低計算誤差。在這樣的情況下，許多工作人員在開展計算的過程中，由于過分重視了電能計量采集系統的功能性，使得其出現誤差時沒有受到足夠的重視。無論是設計人員還是工作人員，對于電能計量采集系統的誤差重視度都處于相對不足的狀態，有許多設計人員在進行設計的過程中，更多地將重心放在了提升系統的功能性上，對于穩定性的設計不足。在這樣的情況下，許多電能計量采集系統在實際應用的過程中并沒有發揮出非常優秀的穩定性。因此，設計人員和工作人員應該根據實際工作情況對電能采集系統進行不斷的優化，從而更好地保證整個系統的穩定性。

3電力電能計量與采集網格化融合體系研究與應用

3.1總體設計

電力電能計量與采集網格化融合體系的總體架構用圖1描述。主控單元、以太網傳輸、電能計量以及電能計量信息采集構成了該體系的主要部分。（1）主控單元：MC68332MCU是該體系的主控單元，電能計量、電能信息采集、電能數據顯示以及同芯片CS8900A間的數據交換都依靠MC68332MCU實現。（2）以太網傳輸設計[6]：采用符合IEEE802.3標準的10M以太網控制器CS8900A，由CIRRUSLOGIC公司生產研發，其內部包含RAM。該控制器以小型變壓器作為連接即可與全部以太網進行傳輸。具有兼容性強、運行簡便的優勢。其中電能計量部分采用計及精確化功率因數的電能計量方法，電能采集部分采用基于RFID的電能采集方法，以此構建電能計量與采集網格化融合體系，下面對兩種方法進行介紹。

3.2基于IEC102規約的采集程序的設計

3.2.1通信規約

通常情況下，在電能計量采集系統的運行過程中，數據傳輸的流程是：電表數據—采集終端—主站的傳輸路徑，因此在數據傳輸的過程中，對于通信規約的依賴性是非常強的。目前我國電力行業的工作人員在實際工作的過程中，采用的大多是IEC102規約來進行相應的維護，其最大的優點在于即便停電的情況下，依然可以持續進行數據的采集，很大程度上提升了系統的穩定性和安全性。在這樣的情況下，給予自動化原則，進行二階段的設計和改進，實際上就是開發一個融合了IEC102的軟件采集系統，從而更好地保障整個系統運行的穩定性，提升系統的實用性。

3.2.2基于IEC102規約的采集程序開發

在二階段改進的過程中，工作人員需要對主站的程序以及采集終端的具體情況進行充分的調查和了解，在此基礎上實現二者之間有效數據的通信，減少由于專業能力缺失而產生的各種問題。例如，在實際進行程序開發的過程中，可以使用諸如VC++&MFC等程序來編寫采集系統的方式，從而更好地利用多線程技術，對采集結果進行相應的判定，最終提升整個系統的穩定性和功能性，讓電能計量采集系統在應用過程中發揮更大的作用。

4提升電能計量采集運維工作效率的措施

4.1采取有效的計量故障預防措施

由于電能計量采集故障發生時不具有可預見性，這就導致電能采集及電能計量工作會存在一定的偏差，為了能夠有效的降低電能計量故障發生的頻率，在實際電能計量工作中，需要對電能表和二次負荷的狀況進行嚴格檢查，定期對電能計量設備進行檢查。同時還要針對電能計量二次回路，建立健全防故障管理制度，避免設備出現隨意停止及改用的情況，強化對電能計量倍率的重審，一旦互感器發生改變后，需要對倍率狀況進行重新計算和檢查。在進行封閉電能計量過程中，需要積極采取有效的措施保護電能設備運行的安全性，以此來保證電能計量設備的正常運行。

4.2實現電能計量的智能化和集約化

在科學技術快速發展的新形勢下，各種新設備、新技術和新工藝在電力企業計量工作中進行應用，電力企業集中抄表管理系統的應用，有效的提高了電能計量采集工作的智能化和集約化水平，降低了人工成本，對電能計量和采集工作的發展起到了積極的促進工作，有效的提升了電力企業服務的質量。在當前電力企業智能化和集約化發展的過程中，還要進一步提升電能數據采集的水平，為電力企業的正常運營奠定良好的基礎。

4.3改進用戶使用電網的安全性和方便性

在電力系統運行過程中，在強化對電力供應質量的嚴格監管的同時，還要實現供電設施的科學化設計，盡量避免用戶與電表直接接觸，電力企業充分的運用電力信息采集系統來構建用戶信息查詢中心、短信中心和網絡中心等，實現用戶對電能計量數據的快捷查詢及在網上進行資費，為用戶提供更為安全和便捷的電能計量服務。

結束語

經實驗驗證，所構建體系計量準確率均值高達99.4%，電能計量信息采集的平均用時約為3.6s。該體系的構建為社會生活、工業生產中電能的節約提供有效手段。

參考文獻：

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[4]劉高原，戴春怡，朱俊杰.電能量采集系統在計量缺陷分析過程中的應用[J].電力與能源，2017，38（04）：397-400.

[5]劉攸堅，王鵬，傅子明.電能計量裝置運行安保及監控系統的設計[J].電子設計工程，2017，25（16）：150-153.

（作者單位：國網新疆電力公司電力科學研究院）