摘要：电能计量工作是新时代发展下大型供电企业可持续发展的重要保证。传统电能计量自动化系统进行电能计量时，存在计量准确性差，计量效率低的问题。针对上述问题，设计一种大型供电企业电能计量自动化系统。根据电能计量内容和系统设计原则构建系统B/S三层架构，并在此基础上选取建立系统的软硬件，同时完成系统数据采集模块，数据传输模块以及数据综合分析模块的设计。结果表明：与传统电能计量自动化系统相比，大型供电企业电能计量自动化系统的计量准确性提高10%，计量效率提高了1.24s，为促进大型供电企业发展奠定了基础。
关键词：供电企业；电能计量；自动化系统；B/S三层架构；模块设计
引言
新中国自建立后，我国在各个领域都取得了不俗的成绩。经济得到飞速发展，生产力得到了极大提高，人民生活水平直线上升，使得我国各种能耗量急剧上升，其中电力能源的消耗最为严重。根据国家统计局发布的《2017年国民经济和社会发展统计公报》数据显示，2017年电力消费量增长0.5%［1］。随着电力消耗量的逐渐增长，使得电力计量工作难度增大。电能计量的工作内容主要包括对电力企业发电量的计量、上网电量的计量、企业供销电量的计量等等。对于大型电力企业来说，电能计量直接关系到电力企业的长久发展，但是传统电能计量系统多需依靠人力才能完成计量工作，难免会出现费时费力的问题，且在人工计量的过程中亦比较容易发生计量的失误，严重降低整体工作效率，在先进科学技术水平不断提升的情况下，电能计量自动化系统的设计迫在眉睫，本次研究针对传统电能计量系统存在的缺陷，设计一个大型供电企业电能计量自动化系统。首先根据电能计量内容和系统设计原则构建系统整体架构，然后在此基础上选取建立系统的软硬件，最后完成系统功能模块设计。为验证该系统的有效性，进行了对比实验。结果表明：该系统与传统系统相比，计量准确性提高了10%，效率提高1.24s。该系统设计有效提升了整体的电力工作效率，且保证了计量的准确性，为电能计量工作提供了极大的便利。
1电能计量自动化系统设计原则
电能计量自动化系统的设计，不仅能够充分展现大型电力企业的企业形象，影响电力企业经济效益，促进企业升级改造等，因此对于大型电力企业来说，具有十分重要的作用。为保证电能计量自动化系统设计的合理性，科学性，需要遵循以下几点原则：（1）数据集中原则电能计量需要以数据采集为基础，所以必须保证数据的集中和完整性。该系统的设计应在电能计量工作特点的基础上，建立一个通用标准化的数据平台，以统一的数据采集接口，完成数据的集中收集。（2）可靠性和安全性优先的原则系统设计的是否可靠和稳定关系着电能计量工作顺利进行。系统受本身内部因素和外部因素的影响，会在运行过程中出现各种各样的风险，一旦发生风险，其系统中的计量数据可能会丢失，为此设计系统时需要安装风险防御工具。（3）开放性原则系统由各种不同的软硬件组成，所以在遵循统一的国际标准和工业标准的前提下，允许用不同厂商的产品来相互替代。为此要求采用标准的软件平台和系统，采用标准的计算机设备，采用规范的网络结构，并遵守相关的接口标准。
2数据传输模块
通信信道是数据采集与数据分析之间连接的桥梁。通过该桥梁的连接才能实现整个系统的运行。通信通道是指数据可以传输的通道，它以传输介质和通信中设施为基础。这里的介质是广义的，可以指有形的介质，如电网、光纤；也可以是无形的介质，即传输软件，如GPＲS、CDMA等。为了实现上层与下层之间数据的快速传输，采用光纤与GPＲS相结合的通信方法，以两级通道形式的完成该工作。
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3管控系统逻辑架构
3.1数据源
数据源即电能计量准确性和质量保证的数据来源。这里具体指计量标准装置运行数据、实验室检定数据、现场检测数据、关口信息数据及防窃电业务数据等。
3.2数据采集层
按照业务要求从计量标准装置监测终端、实验室检定控制PC机、现场检定业务人员PC机和防窃电装置获取数据。计量标准装置运行数据为实时数据，通过解析通信规约，由计量标准装置监测终端主动实时上传或主站前置服务器主动实时获取，并将数据持久化到数据存储设备中。实验室检定数据由主站系统以天为周期，从中间库获取，并将数据持久化到数据存储设备中。关口信息数据主要包括关口台账信息、关口装置档案、全生命周期数据和关口计量数据。关口台账信息由业务人员收集，通过PC机导入数据库，保存到数据存储设备中，以方便关口计量网络图展示；关口装置档案和全生命周期数据由集成接口从营销管理系统抽取；关口计量数据由集成接口从计量自动化系统主站抽取。
3.3业务应用层
业务应用层包括软件平台、管理应用、状态监测和高级应用。其中软件平台包括系统管理、模型调用及图表组件等，为管理应用、状态监测及高级应用等提供系统和功能模块管理支持，是其他模块运行的基础软件环境；管理应用为专业所业务人员提供业务管理的技术手段，包括检定证书和检定报告自动生成；状态监测为专业所业务和技术人员提供监视服务，直接通过数据前置获取电能计量装置实时数据，实现对计量标准装置的在线监测，并对运行状态提供预警支持，直接通过数据前置获取防窃电装置实时数据，并对防窃电提供预警支持；高级应用是电能计量准确性和质量管控平台的顶层应用，为电能计量管理者和技术人员提供辅助决策支持，通过故障识别、计量误差识别和防窃电辨识，对业务人员提供预警支持，通过数据综合展示，呈现电能计量业务管理状况。
4管控系统功能架构
管理应用主要包括数据分析模型计算、展示预警和在线监测。其中数据分析模型计算包括故障识别模型、误差估计模型和防窃电模型；展示预警包括故障预警、误差估计、防窃电预警、关口计量网络图、检定证书和检定报告；在线监测包括计量标准装置实时在线监测、防窃电装置在线监测。软件运行支撑平台主要包括基础功能组件、安全管控组件和信息交互平台。其中，基础功能组件主要包括报表引擎、文件服务、消息收发以及流程引擎等；安全管控组件主要包括用户权限管理、组件结构管理、功能模块管理以及系统日志管理等；信息交互平台主要包括检定数据同步、检定源数据管理、实时数据存储、中间库管理、关口信息管理、现场检定数据导入、GIS组件以及曲线图表组件集成等。数据前置服务主要包括计量标准装置终端通信规约解析、防窃电装置通信规约解析、会话连接、与主站通信、数据报文调试及数据存储接口等。
结语
经济的发展、社会的进步、科技的研发、生产生活的运作都是以电力作为基础的，体现了电力资源的重要性，由于对电力资源需求量的增大，使得电能计量越发的难以展开。利用传统电能计量系统进行电能计算时，不仅准确性低，效率也差，严重影响了大型供电企业的经济效益和企业形象。设计一种大型供电企业电能计量自动化系统，经过验证，该系统在计量准确性和效率方面均有所提高，为大型供电企业的可持续发展提供了有力的支持。
参考文献：
[1]窦晓波，杨磊，马建，等．适应分布式光伏动态特性的改进电能计量模型［J］．电力自动化设备，2017，37（10）：34－42．
[2]孙跃，张欢，陶维，等．基于变结构模式的宽负载恒压感应耦合电能传输系统［J］．电力系统自动化，2016，（5）：109－114．
论文作者:张国华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
标签：电能论文; 数据论文; 系统论文; 关口论文; 自动化系统论文; 装置论文; 在线论文; 《电力设备》2019年第11期论文;