（广东电网有限责任公司公司肇庆广宁供电局 526300）
摘要：电能计量自动化技术让供电企业实时掌握用户用电情况，为合理调度和提高电力系统经济效益奠定基础，同时它还可及时发现供用电问题，为经济、安全供用电提供保障，因此本文对该技术在供电企业中的应用进行了探讨。
关键词：电能计量自动化；供电企业；应用
电能计量是电力生产与营销过程中非常重要的环节，关系到发电企业、供电企业和电力用户等多方的利益关系。传统电能计量采用现场人工抄表方式，不仅需要大量的人力资源，而且工作效率低，人为营销差错多。随着电子技术、计算机网络技术、自动化技术的发展，电能计量自动化系统的应用从根本上改变了这种被动局面。相比人工抄表方式，电能计量自动化系统在节省人力、物力以及降低资源消耗、减少环境污染、提高供电企业经济效益等方面发挥着重要作用[1]。同时，电能计量自动化系统还是保障电力系统有效运行的基础[2]。因此，本文对电能计量自动化技术在供电企业中的应用进行了探讨。
1 电能计量自动化系统及构成
1.1 电能计量自动化系统涵义
电能计量自动化系统是指利用现代通信技术、电能计量技术和计算机软硬件技术，实现对电网中各种类型用户（发电厂、变电站、配电变压器、低压用户）的用电数据进行实时采集、传输、储存、分析和处理功能的系统。
1.2 电能计量自动化系统构成
电能计量自动化系统主要由电能计量自动化主站系统、电能计量自动化系统终端和通信信道三部分组成。电能计量自动化主站系统是由计算机系统和通信设备组成，在电能计量自动化系统中发挥信息采集与控制中心的设备，例如计算服务器、数据库服务器、维护工作站、营销系统用户工作站、采集服务器、应用服务器、网关服务器、交换机、防火墙等。电能计量自动化系统终端是负责采集各级电能计量点电能数据、执行电能计量自动化主站系统控制指令的设备，包括厂站电能计量终端、电力负荷管理终端、配变监测终端、低压用户电能计量终端等。通信信道是电能计量自动化主站系统与电能计量自动化系统终端之间数据传输的通道，主要是由光纤通信、电力线载波通信、无线通信、物联网[3]等构成的通信网络。其中，低压集抄系统主要由一体化载波电能表和带485通讯能力的采集终端、多功能配变总表、集中器、信道和主站等设备组成，集中器数据可通过信道远程传送到主站（见图1）。同时，也可实现手持抄表设备对现场电能表、采集器、集中器的数据抄读和参数设置。
图1 低压集抄系统架构
2 常见低压集抄方案
计量主站通过远程通信信道抄读集中器内数据，集中器再通过本地通信信道抄读电能表，本地通信信道根据采用通讯载体的不同，可分为RS-485总线通信技术、电力线载波通信技术和无线通信技术。
2.1 RS-485总线方案
RS-485总线方案指集中器与电能表之间通过RS-485线方式通信，适用于电能表位置集中区域。其特点是采用一对双绞线通信，具有传输速率高，抗噪声干扰等优点；同时也存在着信号线布设不方便，信号线易引雷损坏电能计量设备等缺点。RS-485总线方案根据集中器类型可分为I型RS-485总线方案、II型RS-485总线方案（见图2）。
图2 RS-485总线方案
2.2 全载波方案
全载波方案利用电力线作为集中器和电能表之间的传输介质，所有电表采用载波表，集中器与电能表之间无需采集器。本方案适用于电能表位置分散的台区。其特点是无需布线，施工安装成本较低；同时也存在着载波信号容易受电网噪声干扰的缺点（见图3）。
图3 全载波方案
2.3 半载波方案
半载波方案是载波通信技术和RS-485总线技术的结合，集中器和采集器之间利用电力线传输数据，采集器和电能表之间采用RS-485总线通信。其特点是方案适用范围广，无需另外铺设通信线路，节省施工费用，同时也存在着易受电网噪声干扰，通信可靠性差的缺点。半载波方案根据采集器类型分为I型半载波方案、II型半载波方案（见图4）。
图4 半载波方案
2.4 无线通信方案
无线通信方案利用（470~510）MHz无线电波构建通信网络，实现集中器与电能表之间微功率无线通信。方案适用于比较分散的低压三相用户或偏远农村用户集中抄表。优点是数据传输不受电网噪声干扰，在空旷区域传输距离较远，同时也存在着无线信号容易受到建筑物的阻挡或其他无线信号的干扰的缺点。方案根据集中器类型分为I型全无线方案、II型全无线方案（见图5）。
图5无线通信方案
3 电能计量自动化系统在供电企业中的应用
3.1 远程自动抄表
远程自动抄表是指不需要人员到达现场，而是利用电力通信网络，将电能表计量数据自动传输到电能计量自动化主站系统的抄表方式。目前，抄表方式主要分为手工抄表、抄表器抄表、预付费电能计量、远程自动抄表等方式。手工抄表是最原始的抄表方式，抄表人员携带纸笔在用户电能表下读数并记录，随着电子式电能表、智能电能表的应用以及机械式电能表的淘汰，这种抄表方式已被其他抄表方式取代。抄表器抄表是抄表人员通过手持抄表器到现场采集用户电能表数据，再将抄表数据上传到营销系统上并计算电费，这种方式比手工抄表有所进步，估抄、错抄、漏抄的机会减少，但仍存在投入劳动强度大、抄表被动（如用户电表分布零散、用户电表装在难以抄表的地方）等一系列问题。预付费电能计量方式将磁卡或IC卡与预付费电能表巧妙结合起来，就像电话卡一样需用户预先交付费用才能用电，但这种方式不一定为所有用户都能接受。远程自动抄表对于供电企业和电力用户双方都提供了极大便利，不仅提高了数据采集的时效性、准确性，而且节省了人力成本，抄表人员可将工作精力放在电费催缴、大客户用电服务等方面。
3.2 用电在线监督
窃电行为严重损害供电企业合法利益，必须加以防范。通常，供电企业是通过用电检查发现用户违规违章用电行为的，但传统用电检查有明显的缺陷，主要是用电检查有计划性和周期性，用户在两次用电检查之间窃电就很难发现和处理，况且用户违约用电也不一定正好发生在用电检查期间。电能计量自动化系统可以采集计量装置的实时数据，包括每一相的电压、电流、功率以及总功率、有功功率、无功功率、功率因素等，全面采集记录计量装置运行状况。如果发现用户计量装置计量异常，可以追溯异常现象发生的起止时间，再通过分析实时数据就能确认用户是否存在窃电或违约用电行为。确认用户存在偷漏电行为后，可利用历史数据反推其偷漏电的起止时间，然后追讨损失的电量，处罚违规违章行为也有理有据。另外，在计量自动化系统上能帮助用户实时查询用电量、用电状态等信息，快速定位用电客户故障信息，更快捷地为用电客户处理故障。
3.3 线损分析管理
线损是供电企业在电能配送、输送、营销和管理过程中产生的电能损耗，包括技术线损和管理线损。技术线损是电能传输过程中不可避免的损耗，管理线损是因为存在偷、漏、错等原因而形成的电量误差。线损是供电企业的一项重要综合性技术经济指标，反映了供电企业生产技术、经营管理的水平。在没有建立电能计量自动化系统以前，由于电能计量数据误差大，要实现精细化的线损管理是不可能的。供电企业在建立电能计量自动化系统以后，周线损、日线损乃至时线损都能准确计算出来，这为实施精细化的线损管理创造了条件。同时，电能计量自动化系统能够实时采集计量数据，可以进一步分区、分压、分线、分台区管理线损，使得传统线损管理中存在的数据不全面、统计口径不一致、计算困难等问题迎刃而解[4]。在线损管理过程中，可按照不同管理对象建立相应的逻辑关系，并根据线损管理规定设置不同管理对象线损率的告警阈值，当实际线损率超过告警阈值时系统自动报警，相关人员就可及时处理线损事故，防止线损管理漏洞扩大。
3.4 设备运行管理
配电网设备点多面广，没有电能计量自动化系统往往需要花费大量人力、物力进行排查测量，不仅发现故障时间长，而且测量数据只代表测量时刻的状况。建成电能计量自动化系统以后，可以实时远程监测供电线路、变压器、计量装置等运行数据，同时系统还可以对监测数据进行快速统计、分析和异常报警，并按对象自动组合筛选，形成故障处理工单，触发营销管理系统业务流程，再强制流转处理，而且处理结果会自动返回系统，从而形成完整的闭环管理，为电力系统设备管理、经济运行、降损等工作提供可靠的依据。
3.5 优化客户服务
电能计量自动化系统可以为电力需求侧管理提供数据支持，列举如下：一是利用该系统指导用户错峰用电，缓解用电紧张局面。二是利用该系统统计的用户用电功率因数、负载率、三相不平衡率等数据，对功率因数和负载率低的用户提供技术指导，指出用户用电管理中存在的问题，建议用户合理配置变压器和进行无功补偿，提高用户用电效能和降低生产成本[5]。三是利用该系统在用电需求较大的形势下，管理好电力负荷，恢复电网稳定供电。四是利用该系统提供的专线电量分析，可以掌握大客户用电情况，做好大客户用电服务。五是利用该系统提供的电压合格率统计数据，可以掌握变电站母线、10kV馈线节点的电压合格情况，为稳定配电网电压提供依据，提高供电可靠性。
4 结语
电能计量自动化系统是供电企业营销管理的重要信息化平台，在指导企业用电监督、降损降耗、错峰用电和提高供电可靠性方面发挥了显著作用，也是供电企业提升客户服务水平的重要平台，随着智能电网建设的全面铺开，必将发挥更大的效能。
参考文献：
[1]梁艺. 供电企业发展中的电能计量自动化技术分析[J]. 自动化应用，2017（7）：133-134.
[2]张捷. 电能计量自动化系统对于用电检查工作的价值分析[J]. 电子技术与软件工程，2016（18）：171.
[3]周克良，聂丛楠，邢素林. 基于物联网Android平台的智能多用户电表系统设计[J]. 现代电子技术，2018，41（4）：116-118.
[4]周剑，计量自动化系统在配电网线损管理中的应用[J].中国高新技术企业，2015（25）：122-123.
[5]苏毅明，智能化电力营销与配网管理系统的研究[J]．陕西电力，2016，37（12）：42-45.
论文作者:伍绍聪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/2
标签：电能论文; 抄表论文; 自动化系统论文; 集中器论文; 方案论文; 用户论文; 数据论文; 《电力设备》2018年第9期论文;