計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用

王麗昉

（廣東電網(wǎng)公司湛江供電局，廣東 湛江 524005）

電能計量工作是現(xiàn)代電力營銷中極其重要的一環(huán)，通過電能計量設(shè)備收集的數(shù)據(jù)對于電力貿(mào)易結(jié)算、電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行以及經(jīng)營管理分析等至關(guān)重要；而傳統(tǒng)的獲取方式是依靠人工定期或不定期地到現(xiàn)場抄取數(shù)據(jù)，在及時性、正確性和應(yīng)用性等方面都存在著諸多不足之處。因此，迫切需要將電能計量技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機技術(shù)結(jié)合在一起組成電能計量自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)電能計量裝置與主站計算機系統(tǒng)實時雙向交換數(shù)據(jù)，有效解決以上存在的不足之處。本文結(jié)合湛江供電局的實際介紹了計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用情況，總結(jié)分析了該系統(tǒng)應(yīng)用在營銷管理工作中的效能作用以及取得的經(jīng)濟效益。

1 計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)

1.1 建設(shè)目標(biāo)

1）應(yīng)用目標(biāo)

（1）為電力營銷服務(wù)提供各種計量信息，能夠?qū)崟r采集各個電壓等級的電能計量信息，包括分時電量、示度電量、凍結(jié)電量等。

（2）為各地供電單位提供可靠的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、有功功率、無功功率等，為其保證電能質(zhì)量提供了信息和保證。

（3）根據(jù)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)計算出線損，與理論計算出的線損相比較，為降低線損管理提供理論依據(jù)。

2）技術(shù)目標(biāo)

（1）一體化建設(shè)目標(biāo)

本系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理一體化、數(shù)據(jù)存儲一體化、主站計算機資源一體化和無線數(shù)據(jù)通信資源的一體化使用。

（2）開放性建設(shè)目標(biāo)

本系統(tǒng)的開放性是指系統(tǒng)通信設(shè)備和通信協(xié)議采用國際標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)庫采用開放式的大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫；統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的建議應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，便于不同庫之間交換數(shù)據(jù)。

2.2 系統(tǒng)總體構(gòu)架

系統(tǒng)主站具有按照跨平臺設(shè)計、功能分層分塊實現(xiàn)，支持良好的可伸縮性和擴展性等特點，充分體現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)的可靠性、完整性、一致性、安全性、實時性和不可修改性。主站系統(tǒng)方案通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)前置采集處理層、第二層數(shù)據(jù)交換及處理層、第三層業(yè)務(wù)處理層、最高層即高級應(yīng)用層實現(xiàn)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換及處理層與外部電力營銷信息、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、GIS及EAI-EIP等系統(tǒng)的接口單元進行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)分析從不同子系統(tǒng)收集上的數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)四分線損統(tǒng)計、供電質(zhì)量統(tǒng)計、低壓集中抄表、供售電量統(tǒng)計、供電時間統(tǒng)計等功能。

2.3 計量自動化系統(tǒng)主要技術(shù)問題的設(shè)計

1）數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集過程是分兩部分完成的，即前期數(shù)據(jù)采集和后期數(shù)據(jù)處理。為了實現(xiàn)一體化，系統(tǒng)采用“集群前置機”，并且前置機直接面臨終端。其中最前端的前置機兼容多種通道，可以接受多路信號并通過內(nèi)部接口轉(zhuǎn)交至前置路由器。采集處理部分由應(yīng)用服務(wù)器完成，包含的工作有數(shù)據(jù)檢查、預(yù)處理、計算等。

2）數(shù)據(jù)預(yù)處理

本次設(shè)計采用的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法主用使用了“時間完備性法”，即檢查相鄰的兩個數(shù)據(jù)點的時間差是不是在預(yù)先設(shè)定的允許范圍內(nèi)，如果在范圍內(nèi)，則該數(shù)據(jù)有效，否則發(fā)出報警信息并傳遞到人機界面，允許相關(guān)工作人員使用手工或者自動處理相關(guān)故障。

3）數(shù)據(jù)接口

由終端設(shè)備采集上來的數(shù)據(jù)是計量自動化系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)交換卻是實現(xiàn)整個系統(tǒng)一體化的關(guān)鍵問題。本次設(shè)計的接口遵守《計量自動化系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)與接口規(guī)范》的要求。數(shù)據(jù)接口分為內(nèi)部接口和外部接口兩部分。

（1）內(nèi)部接口

內(nèi)部接口部分設(shè)計了四個子系統(tǒng)，并定義了該四個子系統(tǒng)與綜合應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)，此過程采用webservice技術(shù)實現(xiàn)。內(nèi)部數(shù)據(jù)交換拓?fù)鋱D見圖1。

圖1 內(nèi)部數(shù)據(jù)交換拓?fù)鋱D

如圖1所示，四個子系統(tǒng)分別是大客戶負(fù)荷子系統(tǒng)、廠站子系統(tǒng)、配變子系統(tǒng)和低壓抄表子系統(tǒng)。該四個子系統(tǒng)實時與綜合應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，保證系統(tǒng)的正常運行。

（2）外部接口

外部營銷管理信息系統(tǒng)向低壓集中抄表系統(tǒng)和大客戶系統(tǒng)提供客戶檔案數(shù)據(jù)。低壓抄表數(shù)據(jù)庫和大客戶向營銷管理系統(tǒng)提供客戶計費電能信息。遙測系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)接線的一些信息來自SCADA系統(tǒng)。而配電網(wǎng)監(jiān)測單元中的一些配電拓?fù)湫畔⒓瓤梢詠碜杂谂潆娮詣踊到y(tǒng)，又可以來自于GIS系統(tǒng)。

圖2 外部系統(tǒng)接口圖

下面以營銷系統(tǒng)接口為例進行介紹：

電力營銷系統(tǒng)處于第三安全級別區(qū)，本文研究的系統(tǒng)處于第二安全級別區(qū)。營銷系統(tǒng)與計量自動化系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交互采用XML SOAP規(guī)范，并按照《計量自動化系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)與接口規(guī)范》的要求進行數(shù)據(jù)交換。與營銷系統(tǒng)交互模型見圖3。

圖3 與營銷系統(tǒng)交互模型

3 計量自動化系統(tǒng)在湛江供電局的應(yīng)用及效益體現(xiàn)

3.1 計量自動化系統(tǒng)的具體功能

電能計量自動化系統(tǒng)由地區(qū)電網(wǎng)電能計量遙測系統(tǒng)、大客戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)、配變監(jiān)測計量系統(tǒng)、低壓集中抄表系統(tǒng)四個子系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)主要功能如下：

1）地區(qū)電網(wǎng)電能量計量遙測系統(tǒng)

能夠自動實現(xiàn)對遠(yuǎn)方電量的準(zhǔn)確、可靠、快速、完整計量和采集，通過撥號、專線或網(wǎng)絡(luò)等通信方式實現(xiàn) ERTU與計量自動化主站系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換；可對采集的數(shù)據(jù)進行分析、匯總、計算、存儲，實現(xiàn)對電網(wǎng)、變電站母線、線路之間的電量平衡分析，并能夠形成各種報表。

2）大客戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)

大客戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)采用負(fù)荷管理終端采集電能表及其電流、電壓二次回路等各項數(shù)據(jù)，可依據(jù)異常報警判斷標(biāo)準(zhǔn)與處理規(guī)范進行上行報警，可支持遠(yuǎn)程實施跳閘指令及預(yù)付費功能。

3）配變監(jiān)測計量系統(tǒng)

配變監(jiān)測計量系統(tǒng)的終端具有電能計量功能，可代替原臺區(qū)考核電表，系統(tǒng)具有交流采樣、遠(yuǎn)程抄表、數(shù)據(jù)壓縮等功能，通過GPRS、CDMA、短信息、撥號等通信方式與計量自動化主站系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

4）低壓集中抄表系統(tǒng)

低壓集中抄表系統(tǒng)具有本地及遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集及處理、數(shù)據(jù)補抄、報警、校時、自診斷和異常信息記錄、遠(yuǎn)程升級、級聯(lián)、預(yù)付費以及遠(yuǎn)程控制等功能。系統(tǒng)提供的遠(yuǎn)程控制功能在欠費催收及優(yōu)質(zhì)服務(wù)中發(fā)揮較大的作用。

3.2 計量自動化系統(tǒng)在湛江供電局的應(yīng)用及效益體現(xiàn)

1）遠(yuǎn)程抄表工作中的應(yīng)用

湛江供電局計量自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表功能已經(jīng)全面應(yīng)用于廠站、專變客戶、配變臺區(qū)和低壓集抄用戶，代替人工抄表。其中廠站和配變臺區(qū)數(shù)據(jù)已全面應(yīng)用于線損四分統(tǒng)計和分析，調(diào)通中心每晚需要的日電量數(shù)據(jù)，原來須由變電站值班人員每日驅(qū)車到現(xiàn)場抄讀，現(xiàn)在調(diào)度人員每晚在計量自動化系統(tǒng)直接讀取即可，極大地減輕了變電運行人員及調(diào)度人員的工作壓力。

2）計量管理和用電檢查工作中的應(yīng)用

（1）及時發(fā)現(xiàn)處理計量裝置運行異常故障

通過異常報警信息，直接定位故障點，提高反竊電能力和故障處理響應(yīng)速度，杜絕各種偷漏電事件發(fā)生。2005年以來，湛江供電局累計發(fā)現(xiàn)處理各種異常故障和竊電行為300多起，追回漏計金額超過1000萬元。

（2）為計算追補電量提供有力的依據(jù)

通過系統(tǒng)可準(zhǔn)確取證、核對計量異常、故障和竊電發(fā)生時間、漏計電量等數(shù)據(jù)，為計量異常、故障處理和查處竊電行為計算追補電量提供有力依據(jù)和證據(jù)。

3）配網(wǎng)運行和供電質(zhì)量統(tǒng)計工作中的應(yīng)用

以往要采集配變的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)必須每月派人去各電壓監(jiān)測點抄表才能獲取各配變的電壓數(shù)據(jù)。由于電壓監(jiān)測儀安裝分散，抄表和錄入工作需耗費大量的人力物力，工作效率低。目前，湛江供電局計量自動化系統(tǒng)已覆蓋所有的電壓監(jiān)測點。系統(tǒng)在應(yīng)用方面主要有以下幾個方面的優(yōu)點：

（1）避免電壓監(jiān)測系統(tǒng)及電壓監(jiān)測儀的安裝、重復(fù)建設(shè)和運行維護。

（2）電壓監(jiān)測點的選取范圍更廣、更加靈活、更具代表性

（3）系統(tǒng)自動采集和統(tǒng)計電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，既可實時監(jiān)控電能質(zhì)量，又能隨時查詢歷史電壓質(zhì)量、負(fù)載率和功率因數(shù)情況。

4 結(jié)論

電能計量自動化系統(tǒng)的建設(shè)與推廣應(yīng)用，對于電力生產(chǎn)與營銷手段而言無疑是一個質(zhì)的飛躍。系統(tǒng)全面考慮供電企業(yè)涉及的所有電能計量點，實現(xiàn)對數(shù)量眾多、地理位置分散的計量裝置實行多項監(jiān)測功能并可實施一定的控制手段；系統(tǒng)通過相對應(yīng)的主站系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、分析和綜合應(yīng)用，實現(xiàn)管理關(guān)口向現(xiàn)場前移。湛江供電局應(yīng)用計量自動化系統(tǒng)之后，為日常的工作帶來了很大的便利，為營銷部門的自動化管理奠定了基礎(chǔ)，隨著電能計量自動化系統(tǒng)的不斷深入推廣應(yīng)用與完善，相信電能計量自動化系統(tǒng)必將在電力生產(chǎn)與營銷中發(fā)揮愈來愈重要的作用。

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