（国网安徽省电力有限公司滁州供电公司 安徽 滁州 239000）
摘要：本文主要从电能计量系统基本构成出发，根据电能计量系统的特点与功能，从结构、硬件设备任务、支持与应用软件、电表处理器的工作原理、功能配置以及设备管理等方面，对面向电力市场的电能量计量系统进行深入地研究，以此来合理优化我国的能源配置，促进我国的电力市场朝着更好地方向前进。
关键词：电力市场；电能量；计量系统；计量研究
随着我国经济与科技的迅速发展，传统电力生产与管理的方法已经难以适当今时代的电力市场需求，这就使得我国电网运营必须不断引进相应的市场机制，逐渐完善我国电能量的计量系统，实现电厂、供电网与配电网分开经营，从而进一步提高我国电力能源的利用效率。
1．电量计量系统基本构成
电量系统是一个相对独立的系统，它主要由主系统、通道以及电表处理器等构成，为了满足实际电力市场交易的需要，采用点对点式的光纤传输信道，并保证主站与子站在接入光端机时可以拥有一个数据口，且接口为RS-232型号，宽带为每秒164kb,异步数据的传输率通常为每秒1200-9600b[1]。
2．电量计量系统特点与功能
2.1电量计量系统特点
电量计量系统通常将自身容量作为其精度要求的基础，一般说来，0.5级就可以满足一般精度要求，大容量的电厂与输电线则可以选择0.2级的计量装备。此外，电量计量系统还具有数据安全性与可靠性的特点，即系统内所以计量装备的数据都要具有极高的利用率与安全性，这就要求电量计量系统的各个部分必须是相互独立的，以此来确保通道中断时，电能量的数据依然可以完整地保存在现场。
2.2电量计量系统功能
电量计量系统具有自动对时功能、参数设置功能、数据采集功能、计算功能、数据统计与综合分析功能、电费计算与数据交换功能、报表输出功能、数据管理与维护功能以及系统安全的管理功能等，这些功能的充分发挥，可以更好地实现电量计量系统的最大价值。
3．面向电力市场的电能量计量系统研究
3.1主站结构
电量计量系统主站是一种分布式的局域网络系统，它的结构完善度对于整个电能量计量系统的运行与发展具有重要作用。它主要包括服务器、前置机以及各种业务工作站等，它主要采用的是成熟客户与服务器应用模式结合、互联网与内联网浏览器或服务器等应用模式相互结合的结构，其基本的结构可见下图1。
图1 主站系统的详细结构图
从图1可知，系统的服务器端通常可以支持Window NT与UNIX等多种类型的操作系统，一般可以采用Alpha/SUN/IBM等多种类型的硬件平台，并使用大型且标准的商用数据库如Sybase等，以此来支持Oracle/SQL Server等大型的商用数据库，一般在电能量计量系统的主站结构中，还会使用到Cluster技术，并将客户端建在如Windows NT/98等平台的基础上，以此来更好地利用如C++或PB等开发类技术。
3.2主站硬件设备的任务
电能量的主站硬件设备需要完成不同且庞杂的任务，一般来说，前置机通常使用工业控制机，且需满足24小时的不间断运行，以及热插拔等要求，具体的还需要完成如信息打包与拆包工作、转发业务站下达的全部命令信息、接收RTU上送的全部数据信息以及启动各种类型的定时事件等；服务器需要完成的任务如数据存储与管理、网络与Web浏览的管理等；工作站需要完成的任务如用户的数据管理、输出图形表格、Web的浏览与查询以及GIS的图形管理等；网络交换机主要用来完成网络上节点数据交换的任务；网关主要用来完成关联局域网与隔离未授权的用户访问；路由器主要负责接入广域网并实现省、县局域网之间的相互关联，同时允许接受用户的远程访问；GPS负责接收来自卫星的标准时钟并将其用于系统的对时；打印机则用来打印相应的图表；UPS则为系统提供源源不断的电源，防止系统因突然断电产生的系统崩溃；可读写式光盘则通常用于定期存贮相应的历史数据。
3.3主站支持与应用软件
电能量计量的操作系统通常支持Windows NT 7.0及以上系统，编程语言通常支持Microsoft Visual Studio8.0、Power Builder 8.5以及Office 2008以上的Excel表格，数据库通常是ODBC兼容的商业性数据库，如SQL Server Sybase Oracle DB2数据库等。
就电能量计量的应用软件而言，由于主站的系统是采用Web技术来建构的Web信息系统，该系统通常有三层结构，即 Web Browser、 Web Server 以及 Database Server。该系统还包括数据维护软件，它主要用来维护整个电能量主站系统中数据库的数据，并对这些数据进行随时修改；对于网络互联软件，它主要是通过路由器来实现MIS EMS等相关的系统互联，以此来确保实现无障碍的互访；前置机软件也是主站中重要的软件，它主要用来实现主站中命令的下达，以及启动与停止定时任务等；
此外，该系统还支持业务工作站与图形报表等软件，前者主要负责参数设置、数据召测与浏览、数据编辑与查询以及主站内电量的分类统计与分析等；后者则主要执行制作常规报表与常规曲线等工作。
3.4电能量计量系统中的电表处理器
3.4.1工作原理
电能量计量系统中的电表处理器就是所谓的RTU,它主要安装在变电站中，用来采集电能表的脉冲信号与相关的数据信息，一般来说，RTU按照结构区分，可将其分为壁挂式与机柜式两种，前者主要使用的微处理是CPU，该处理器体积较小，往往适宜用在居民小区或者工业大户等，通常可以接入32左右的块脉冲表或者64块左右的多功能表；
后者主要将工业上的控制机当作主机，所有的采集板均为其插件结构，它主要适宜用在大型的变电站中，通常可以接入64块或182块左右的脉冲表与多功能表，这些RPU的详细工作原理见下图2。
图2 RPU详细工作原理框图
3.4.2功能配置
在电表处理器的功能配置中，主要包括数据采集、系统校时、参数设置与查询、通信与数据的安全保护、异常记录与状态显示等。就数据采集而言，它主要是指实时采集系统中脉冲电能表输出的电流脉冲，并根据已经设定的脉冲参数来计算与存储表底的电能；就系统校时而言，它主要指通过RTU内部的高精度硬件，来确保每日的走时误差都小于0.5秒；就参数设置而言，它主要用于接收主站与当地参数命令，并设置电表处理器的定值参数，如访问密码与计费时段等；就参数查询而言，它主要用于接收主站或当地参数的查询命令，用来查询RTU相应的定值参数；通信功能主要涉及主站系统与多功能表的通信；数据的安全与保护主要是为了保证电能量的安全性；异常记录主要来记录系统的故障；状态显示则主要显示通信的接、发、故障与异常以及交流供、失电等，还可以显示系统运行的正常与异常状态等[2]。
3.4.3设备管理
电表处理器的设备管理，主要包括换表处理、换CT/PT处理以及电表参数的管理等，换表管理主要是指系统可以自动处理设备操作前后的电表底度变化，同时不影响设备负荷曲线生成与统计等；换CT/PT处理，主要是指系统在进行CT/PT 的更换时，可以自动将已经更换后的电量依照新的CT/PT进行处理，而不影响负荷曲线的计算与考核；电表参数管理主要是指通过设置电表参数的起效时间，来实现系统的自动历史存档与记录相关事项等功能。
4.结语
综上所述，随着我国改革开放政策的逐渐深入，电网商业化运营与管理逐渐得到开展，网局、省局、地区局与互联网之间，已经开始计划将功率交换点当作计费、考核以及奖惩的重要依据，面向已经形成的电力市场，电量计量系统已经成为不可或缺的基础，同时这也是当前电网进行商业化运营的关键。
参考文献：
[1]欧灶军. 基于CIM/XML的电能量计量系统设计与实现[D].北京：北京交通大学,2017.
[2]张晶.面向电力市场的电能量计量系统[J].电网技术,2018，02:152-156.
论文作者:邹翔,胡鑫,丁红
论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期
论文发表时间:2019/9/10
标签：系统论文; 电能论文; 电量论文; 主站论文; 电表论文; 功能论文; 数据论文; 《科技新时代》2019年7期论文;