電能計量采集系統的應用與實現研究

陳錫勛

摘要：作為一種重要的自動化電力系統，電能計量采集系統十分復雜，它將集合主站系統，電能采集終端，電能表，輔助設備系統等多種功能和多個環節為一體，而在整個環節當中，用于主站和終端通信的采集軟件是否能夠做到穩定和實用，起著最為重要的作用，本文根據實際工作經驗，介紹相應的電能計量采集系統的改造和硬件架構，并根據情況，介紹對此系統優化和改造的過程，使其真正符合電力生產的具體需要。

關鍵詞：IEC102;電能計量采集;設計

一般來說，電能計量管理系統包含對計量點、在線計量設備、計量標準、計量法規法制、計量信息等問題的管理。隨著科技的發展，電能采集系統的已經改變了原有的通過人工計算的傳統方式，更好地對某地點電量進行相應的采集、計算和管理，提高電能核算的效率，但與此同時，我們在系統的設計和使用中，過分重視系統功能的多樣性，便導致系統的穩定性有所降低，所以，這需要相關工作人員組織合理的設計和改造，使之滿足相關單位的具體需要。

1 電能計量采集系統硬件問題簡析

以前的采集系統架構相對古老，在經過重新改造后，采集系統架構發生了很大的變化，老式系統及其設備的運行，需要首先進行交換機的聯系，在進行一段時間的日常運行后，十分容易和其它系統出現沖突，并發生數據庫全線癱瘓、采集通道問題經常發生，在這種情況下，為了有效保證系統的穩定性和多功能性，第一次自動化的設計改造開始進行，這次改造的目的是將數據庫系統和主站系統服務器的虛擬機有效相連，這就在功能上，相當于兩套具有同樣功能的系統同時運行，促進了運行的穩定性，并有效優化了網絡的拓撲設置，通過防火墻，實現內部網和外部網的通信聯系[1]。在第一次的系統設計和改造后，通道堵塞的問題被有效解決，系統的安全性被提升，并且因為兩臺服務器同時運行，如果一個服務器的數據庫發生故障，對電能的計算也不會產生影響。

2 利用鍵盤模擬手段促進不同軟件進行數據接口

2.1 軟件接口

電能自動采集系統在產生和構建之前，單位都是利用人工進行相應的表格和核算系統利用，在自動采集系統產生后，可以使用主控室的現有的電腦采集數據進行計算，但是，由于核算系統和采集系統的非一體性 不是同一廠家生產，若不實現共享，那么電能計量采集系統的的功能就會受到很大影響。

因此，為了解決問題，需要進行采集系統和核算系統廠商之間的協商和溝通，一般來說，采集系統采集電能數據指后，將其存儲在自身數據庫當中，通過固定的數據結構模式，利用相應的計算軟件，對相應的數據庫數據進行定時采集和保存，在交班時間，從生產數據庫中提取數據。這種過程由于其復雜性，容易導致計算錯誤，這對系統的精密性產生了巨大的挑戰和問題，所以，為了保證系統的穩定和嚴密，需要進行幾方系統的協調，避免系統的精確性的問題，解決系統的穩定性問題。

2.2 接口解決方案

為了減少中間的環節的影響，我們根據實際需要，進行了接口解決方案的使用和開發，這個方案相當于將人工完成的各項工作交給機器，其基礎是不改變原有系統的功能和結構，這種類型的接口方案，一般是在原有的系統基礎上對各個系統的數據進行協調共享，在不進行改動的前提下進行修改，其優點是簡易、不改變原有設計和程序。

3 IEC102 規約角度的采集程序的應用

3.1 通信規約

在電能計量采集系統中，其最重要的數據傳輸工具為“電表數據傳送到采集器”、“采集器數據傳送到主站”，這都需要依靠通信規約。一般來說，廠家為了進行表計時維護，都是選擇IEC102規約，所以，需要在自動化原則引導下，開發一個穩定、實用，并結合1EC102規約的軟件采集系統，并將其和其他系統進行對接，這就是第二階段的設計和改造[2]。

3.2 基于 IEC102規約的采集程序開發

從總體上說，主站和采集終端的通訊是在socket 協議基礎上，利用IEC102規約實現的。在應用和改造中，需要對主站的程序和各類通信系統的具體工作情況進行了解，更好地保證主站和采集終端數據進行通信。

3.2.1socket 簡介

socket的英文意思是“插座”，一般來說，在知道了終端采集器的IP和socket號碼后，充分利用socket協議和各類的編程方法，就能夠主站和采集終端的通信和連接。

3.2.2IEC102 規約簡介

從1996年開始，IEC標準化協會基于電能累計量傳輸，頒布了IEC60870-5102國際標準，這套標準在非平衡傳輸規則的基礎下，在具體的傳輸過程當中，在某一固定點下，數據傳輸所利用的幀格式一般是ft12異步字節傳輸格式。在本規約中，啟動端為主站端，而終端位于計數站，始終為從動站，利用問答的方式實現主站對各終端的管理。

3.2.3采集軟件的基本環節

每一個表都在采集終端中有個相互對應地址，一般來說，每條總線都能夠連接一定數量的電能表數據，在采集終端內而表計都有固定而且相對應的的編號，采集終端不斷地采集電表表碼，并將采集好的電表表碼編入相對應地址的緩存區，在預定的時間內，主站采集程序向終端下達采集每個地址緩存區中的二進制數據的命令。在此基礎上，結合多線程技術，利用各種系統和程序來進行相應采集程序的編寫，在運行主站程序的同時，連接各個采集終端，并發出采集命令，在指令得到回復之后，進行編碼轉換和數據校驗，然后再發送一次采集的指令，以檢測兩次的結果是否相同，如果兩次結果相同，那么可以這次采集的結果是正確有效的。一般來說，每個線程能夠采集若干電能表，整個采集過程一般在一秒內就能夠采集完成，并能將數據自動地保存到相應的數據庫中，然后利用服務器進行數據的發表，并利用自動錄入軟件與核算系統進行對接。

結語

眾所周知，電能計量采集系統的工作環節和工作原理十分復雜，對計量精度要求較高，所以，要在具體應用的前提下，進行設計和改造，本文根據實際經驗，對企業電能計量采集系統進行有效地設計和改造，已經達到了良好地效果，實現了系統的穩定應用，有效地解決了電能計量采集系統的種種的問題。

參考文獻

[1]胡千映. 電能計量采集系統的應用與實現研究[J]. 南方農機， 2019， 050（002）：222.

[2]張寒旭. 電量采集及計量系統自動化研究[J]. 輕松學電腦， 2019， 000（016）：P.1-1.

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