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摘要：在电力系统中开展电能计量工作，应保证远程计量终端能够采集到准确的数据信息，并及时传送计量数据，以便使电能计量采集工作的智能化水平可以有效适应电力网络中复杂多变的系统运行环境。本文分析了电力系统的电能计量采集问题，包括计量装置与采集器、计量采集系统。
关键词：计量；电能；系统；采集
电力系统是支撑电力工业发展的基础，在电网容量、联网规模逐渐扩大及运行负荷迅速增加的环境下，不但要重视优化系统运行工况，减少电力事故，同时应完善电力营销服务。电能计量是电力营销工作的重要构成部分，做好电能计量工作能够及时了解用电量、用电变化规律，根据用电特点调整营销手段与方式，及时回收电费，同时有助于精准预测电力负荷，为电网扩建及改建提供依据[1]。我国的电能计量工作面临着随机性强、非线性用电普遍等问题，为了准确计量电力系统中的电能，应保证计量采集通信系统能够正常运行，计量采集终端可以稳定传输电能信息。
1.计量装置与采集器
用于计量电能的装置主要包括传统机械电表、脉冲电表、红外接口电表及485通信接口电表。传统机械电表在计量电能时需要依靠电场及磁场，转盘可在磁场的作用下产生力矩，力矩可推动机械转轮转动，用电功率与转盘转速成正比。有电流通过时机械电表的转盘可转动计数，因此机械电表具有计数直观的特点，但计量数据属于视觉数据，视觉数据难以实现直接传输，再加上电力系统中的电子计量仪器无法与机械电表实现直接通信，电表计量采集效率低。机械电表的采集器包括干簧件、霍尔元件及光感元件，转盘上的磁性元件可触发表外的干簧管或霍尔元件，转数与触发次数相同[2]。光感元件可接收铝质转盘发射的光线，光线频率与转数相同，因此可以准确采集电能计量数据。红外接口电表可利用非易失存储器保存计量数据，属于电子式计量表，通信介质为红外线调制信号，电表的采集器为手持式抄表器，手持采集器、计量装置之间可实现通信，能直接读取电表计数及设置电表参数。脉冲电表由脉冲部件与测量部件组成，测量部件计量电能的原理为感应式原理，脉冲部件起到了数据接口作用，电流通过时测量元件转动，并触发脉冲部件输出电能计量结果。为保证脉冲采集器能够正常计量电表的脉冲数，需要安装用于防电磁干扰的光电耦合装置。485接口电表的计量数据具有较强的通用性，电能计量过程稳定可靠，可将电流与电压转换为模拟量、数字量，能同时记录用电波谷及波峰、计算复费率[3]。采集器为工业级485数据接口，数据接口已形成通信规约，具有通信稳定、数据传输量大等优势。
2.计量采集系统
2.1系统构成
计量采集系统的构成部分包括计量设备、采集设备、通信信道及主站，系统结构见图1。主站属于电力营销系统，采集设备可向计量设备发送下行通信信号，计量设备接收到下行通信信号之后，可按照通信指令抄读用户数据，采集设备可接收计量设备传送的电能计量数据，并经由通信信道向主站发送数据信息，由此完成信息传递及数据共享任务。
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2.2系统技术
主站中的硬件平台由网关机、工作站、前置机与数据服务器构成，前置机的工作方式为双机平衡，数据服务器的工作方式为冗余双机热备用，主站网络结构形式为冗余式高速双网，分为变电站、信息网、安全区及内网四个部分。信息网不具备主服务器访问权限，但可以在防火墙的限制下访问安全区中的服务器，可在安全区中连接Web服务器与Internet服务器，利用安全区中的网桥将电力系统专用设备及变电站接入内网，以提升整个计量采集系统的安全性。主站中的软件平台采用分布式、模块化设计形式，包括Server服务器及Client服务器、客户机、Server服务器及Browser服务器、浏览器，由应用层、中间层与底层构成。底层由服务器与支持平台组成，服务器可提供的服务功能包括事项服务、前置通信、数据处理等，支持平台分为访问接口平台、数据库平台、操作系统支持平台等，中间层可连接应用层与底层。通信信道采用远程传输技术，包括无线公网通信与光纤专网通信。公网信道包括有线信道与无线信道两大类，通信方式包括CDMA、GPRS、TD-LTE及FDD-LTE等，公网信道的优势包括安全稳定、技术成熟、覆盖区域广等，可以同时传输数据信息与语音业务。光纤专网通信对于通信终端的运行性能要求较高，可提升系统通信的可靠性与安全性，专注于电力行业通信网络的个性化与专业化服务。采集设备可自动采集带时标的电能表数据，如时间信息、表计状态、负荷曲线、无功电能、反向有功及正向有功数据等，时间信息包括相序错误信息、TA断线信息、TV缺相信息等，负荷曲线包括需量曲线、增量曲线、功率曲线、电流曲线、电压曲线及表底曲线等，有功数据包括谷、平、峰、尖、总数据。采集数据时，可使用随机召测、典型数据及定时自动等采集方式，同时采集多个计量终端的数据信息，完成自动补采，还可以针对性调整采集项目、计量点与存储方式。对于采集到的数据，可自动告警与识别异常数据、修补或甄别计量数据，确保计量数据的合法性与完整性达到管理要求。
2.3系统功能
采集、分析用电信息是系统的首要功能，系统中的主站负责编制采集任务，并管理、执行采集任务，检查与评估计量采集任务的完成情况、执行效果。主站还能根据系统业务应用要求对原始计量数据进行处理，包括分析、计算、汇总、分类、管理、存储及查询等。该系统还可以用于控制电网的用电负荷，主站下达负荷控制命令时，主要依据电费定值指标、电量定值指标及功率定值指标，下达的控制命令包括电量控制命令、费率控制命令、功率控制命令，下达命令后可以集中管理电力负荷、电费回收情况，同时能有效削减峰值、均匀分配用电负荷。另一方面，还可以利用采集系统管理线损及实施反窃电。利用计量采集系统同步抄收供需双方的电量，可以提高线损分析结果的正确率，进而精确筛选线损较大的台区，并重点检查、分析线损过大的原因[4]。利用采集系统分析异常用电，可实时监测是否出现窃电现象，迅速定位窃电区域，发出窃电警告或直接切断线路，同时存储窃电时的电网运行数据，保留窃电证据。此外，应用远程采集系统还能够缓解电费纠纷、缩短停电事故抢修时间及全面监控内部电力营销质量。发生电费纠纷时，可以在系统中查询电量数据，尽快回应用户申诉，减少用户对电费金额产生的质疑，发生停电事故时，采集系统可迅速定位故障点及判断停电范围，使抢修人员快速做出响应，从而缩短故障抢修时间。通过查询系统中的实时计量数据与历史计量数据，能够了解营销人员是否及时到现场开展电力服务工作，并有效检测装表质量。
3.结语
综上，电力客户多元化、用电形势复杂化的发展趋势给电力系统的电能计量工作带来了新的挑战，为了应对电力工业发展新常态、新挑战，应建立起高度智能化及高度集约化的计量信息采集系统，完善计量采集流程，全面规范计量采集工作。在开展计量采集工作时，还应遵循电力营销的基本原则，不断提升计量采集工作效率，为智能电网的建设工作提供支撑。此外，在采集电能信息与计量电能时，应注意合理选择电能表、计量点、计量方法与采集方法，使计量采集工作朝智能化、网络化、标准化与数字化的方向发展。
参考文献：
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论文作者:吴康
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/17
标签：电能论文; 数据论文; 电表论文; 通信论文; 电力论文; 系统论文; 信道论文; 《基层建设》2016年18期论文;