摘要：随着社会经济的发展，供电企业发挥着越来越重要的作用。同时也存在着许多问题，特别是大型电力公司正面临着复杂的问题。因此，如何有效地解决供电企业的供电问题已成为电网部门需要克服的难题。电能计量自动化技术可用于远程抄表、负荷控制、线损统计等，为用户的安全用电和管理提供技术支持。介绍了电力计量自动化系统的设计与应用。
关键词：大型供电企业；电能计量；自动化系统；设计与应用；
电能计量自动化系统是基于电能远程终端,监视和测量终端,多变的电力负荷管理终端和居民的低电压采集终端,可以在电力操作故障判断,电力设备调试、电气、数据收集、统计和分析,动力操作监控、异常情况预警效率的管理服务体系。构建一个结构合理、技术先进的电力计量自动化系统，有效地实时存储和处理海量电力数据，是一项具有挑战性的任务。
一、电能计量自动化系统功能
电能计量自动化系统采集现场计量点用电数据，为电网生产、营销提供数据支撑。基于“应用一体化的思路，我们对电能计量自动化系统的功能进行了统一规划，划分为三大部分：基础平台功能、基本应用功能和高级应用功能。”系统整体功能视图如图1所示。
图1 电能计量自动化系统整体功能视图
二、大型供电企业电能计量自动化系统设计
1.总体设计。针对大型供电企业计量点数量庞大的特点，结合供电企业实际营销、计量业务，我们提出了电能计量自动化系统分层设计的方案。该方案中，电能计量自动化系统由终端设备层、网络通信层、前置采集层、数据处理交换层、业务处理层、综合应用层等六层组成，各层之间相互独立又紧密联系，彼此配合完成系统数据采集、处理及展现。
2.前置采集层设计。前置采集层负责接收电能计量自动化终端采集上传的数据，具有以下特点。（1）所接终端数量多，对于大型供电企业而言，所接终端总数可达到10万数量级。（2）所接终端类型多，包括厂站、负荷管理、配变监测、低压集抄等多种类型终端。（3）需兼容多种通信规约。不同类型的终端有不同的通信规约，因而，前置采集层需要兼容各种通信规约。（4）需兼容多种通信方式。终端可通过GPRS、CDMA、SMS、光纤、电力载波、电话拨号等多种通信方式上传数据，前置采集层均要能够支持。（5）大规模的并发任务处理。现场数量众多的终端可能在同一时间上传数据，因而，前置采集层必须能够支持大规模的并发任务处理。（6）通信实时性要求高，应在短时间内能够响应用户召测现场终端及电能表数据的请求。（7）数据处理量巨大。现场终端的数量庞大，每个终端上传数据包括电量、负荷、电流、电压等数据，且采集间隔要求1天或1个小时，甚至15分钟，前置采集层需处理的数据量非常大。
3.数据处理交换层设计。数据处理交换层主要负责数据的解析入库、数据存储及业务数据处理。由于在电能计量自动化系统中，终端的数量庞大（大型供电企业终端规模可达10万数量级），因此，如何实时、高效地存储和处理海量用电数据，是系统建设必须解决的难题，如无一套很好的解决方案，则整个系统会出现严重的性能问题。我们提出利用分布式计算的思想，来解决电能计量自动化系统海量数据存储和处理问题。分布式计算的总体思想是将大事务进行分解，分解成合适的最小事务，称之为元事务。整个计算过程由许多元事务组成，每个元事务可以独立运行，并通过接口与其他元事务协同工作。全部元事务可以并行工作，极大提高了计算效率。同时每个元事务可以分布在不同的计算机上，从而降低了对一台计算机的资源消耗，提高了系统的效率，能够充分利用计算机资源。按照分布式计算的思想，我们将数据处理交换层划分为数据接入、数据解析、数据处理、数据接口以及采集任务调度五个子模块。各个子模块相对独立，可以单独运行，同时每个子模块内功能相对简单，模块间耦合少，可以使每个模块并行工作，大大提高了整个处理流程可靠性和处理效率。
三、电能计量自动化系统应用
基于电能计量自动化系统架构及系统设计思想，我们在电网公司某供电局成功设计开发并部署了一套电能计量自动化系统，目前系统运行稳定，数据采集正常。系统已接入各类电能计量自动化终端5万余台，数据采集完整率达95%以上。系统在电费抄核收、用电检查和计量管理、错峰用电管理、线损管理、客户节能和优质服务等工作中得到了很好的应用。
1.在电费抄核收工作中的应用。利用电能计量自动化系统，某供电局大力推广专变客户、公用配变和低压居民的远程抄表，代替人工抄表。抄表人员在营销系统可以直接调取电能计量自动化系统的当月月冻结电量表码值，用于计费结算。远程自动抄表彻底改变了人工抄表工作效率低、时效性差、线损统计不同期等问题，提高了电费抄核收工作的准确性和工作效率。
2.在用电检查和计量管理中的应用。电能计量自动化系统提供了多种监控、分析工具，如计量点功率及电量查询、任意时段多对象电量对比分析、电量异常分析、终端与电能表电量对比、三相电流、电压不平衡查询、事件报警等，可以帮助用电检查人员及时发现计量故障和窃电行为，减少电网经营损失。
3.在错峰用电管理中的应用。应用电能计量自动化系统解决了供电企业错峰用电管理工作人海战术且管理不到位的落后局面。在电能计量自动化系统中可按照供电企业错峰用电管理模式生成相应的错峰计划，在系统中对错峰客户下发限电功率曲线后，系统能自动统计各单位制定的错峰负荷是否满足全局错峰负荷指标的要求，从而对错峰计划的制定进行有效监督。
4.线损管理控制方面的应用。在将电能计量自动化系统运用到供电企业的过程中，传统的线损管理分析都依靠工作人员来进行的，实际上线损管理分析的工作任务量比较大，人工工作方式效率比较低，并且很容易因为种种不确定性因素出现各种分析和统计的漏洞。但是如果将电能计量自动化系统纳入到线损管理和控制中去，就不会出现这样的问题。从计量点的用电特点，用电类型，用电对象等多个角度对于用电量和线损管理情况进行分析。这不仅仅使得采集数据能够在较短的时间内获取，还能够使得线损处于可监控的状态，一旦其中出现任何问题，都可以及时采取措施进行改善和调整，这就充分展现出电能计量自动化系统在线损管理控制方面的价值。
总之，电能计量自动化系统的出现，标志着我国电力行业进入到信息化时代，这无论对于促进电力企业工作模式革新，还是对于提升电力企业经济效益和社会效益来讲，都是很有帮助意义的。对此我们应该正视电能计量自动化系统应用范围不广泛，效能发挥不完善的问题，分析其原因，积极在此方面加大投入，以实现系统的不断优化，争取最大化的发挥电能计量自动化系统的效能。
参考文献
[1]陈大鹏.李敏，浅谈供电企业电能计量自动化系统的建设.2017.
[2]王劲锋,刘妍华.浅谈大型供电企业电能计量自动化系统设计与应用.2018.
论文作者:刘闯,肖蕾
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：电能论文; 自动化系统论文; 终端论文; 数据论文; 供电企业论文; 系统论文; 数据处理论文; 《电力设备》2019年第9期论文;