電能集中管理控制系統(tǒng)概述

劉艷芳

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步，電力行業(yè)也在不斷進(jìn)行科學(xué)進(jìn)步與技術(shù)創(chuàng)新。但現(xiàn)有的電能管理系統(tǒng)發(fā)展尚不完全，缺少統(tǒng)一的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，使管理人員難以對(duì)電能進(jìn)行科學(xué)有效的管理，難以滿足營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。為了滿足電力行業(yè)發(fā)展的需求，各國對(duì)電能管理領(lǐng)域的研究及探索一直在進(jìn)行。文章研究了電能管理控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史，分析電能管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀。針對(duì)電能管理系統(tǒng)的三個(gè)部分——計(jì)量模塊，抄表模塊，數(shù)據(jù)管理模塊，分別分析了各模塊的基本結(jié)構(gòu)及其在電能管理控制系統(tǒng)中的作用。

關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；電能計(jì)量；自動(dòng)抄表；電能管理

1 引言

1.1 研究的背景

自2011年10月起，我國開展了居民用電服務(wù)質(zhì)量監(jiān)管的專項(xiàng)行動(dòng)，一戶一表改造被納入重要的惠民工程之中。此外，我國順應(yīng)時(shí)代潮流，提出節(jié)能減排計(jì)劃。伴隨這一計(jì)劃，階梯電價(jià)這一政策逐漸走入了人們的生活之中。在這一大背景下，傳統(tǒng)的電能管理方式——采用機(jī)械電能表計(jì)量，人工上門抄表，人工管理用電數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)采集的的實(shí)時(shí)性準(zhǔn)確性上存在有明顯缺陷，使得對(duì)電能的管理存在很大漏洞，顯然無法適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的需求。此時(shí)，采用一種現(xiàn)代化的新型電能集中管理控制系統(tǒng)很有必要。

1.2 研究的目的和意義

傳統(tǒng)的人工管理方式，明顯已經(jīng)很難滿足企業(yè)的這一轉(zhuǎn)變所帶來的全新的需求。為了加強(qiáng)對(duì)電能的管理工作，我國的很多電力公司實(shí)行電能計(jì)算機(jī)信息化管理的方式。但傳統(tǒng)的電能計(jì)量及管理系統(tǒng)在多數(shù)時(shí)候僅僅是作為一種簡單的功能模塊工作在電力管理信息系統(tǒng)、電力市場信息技術(shù)支持系統(tǒng)等綜合類管理系統(tǒng)中?？梢姡@類系統(tǒng)具有綜合應(yīng)用性低、功能單一、缺少工作流程驅(qū)動(dòng)機(jī)制的弊端。因此，建立與現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的新型電能管理控制系統(tǒng)成為電力行業(yè)快速發(fā)展，并對(duì)電能進(jìn)行科學(xué)有效管理的重要手段及迫切需求。

2 電能集中管理控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

一個(gè)電能集中管理系統(tǒng)主要分為三個(gè)模塊：計(jì)量，抄表和數(shù)據(jù)管理?，F(xiàn)代化的電能管理系統(tǒng)，可充分應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)，使用先進(jìn)電子儀器，基本實(shí)現(xiàn)無人工參與的自動(dòng)計(jì)量數(shù)據(jù)，抄表并且處理數(shù)據(jù)。不僅節(jié)省了人力物力，而且還能保證數(shù)據(jù)處理迅速準(zhǔn)確無誤。

電能管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示

2.1 電能計(jì)量模塊

電能計(jì)量模塊是現(xiàn)代化電能集中管理控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。電能計(jì)量模塊指可以測量并記錄電量的各種電能計(jì)量器具及其輔助設(shè)備，包括各種型號(hào)的電能表，電壓互感器，電流互感器及計(jì)量箱柜等。智能電表是一種新型的全電子式電能表，同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測、自動(dòng)控制、信息交互等多種功能。

智能電表代表著未來智能電網(wǎng)智能化終端的的前進(jìn)發(fā)展方向。伴隨著智能電網(wǎng)的逐步建立，電能表的發(fā)展必定是以智能化為終極目標(biāo)。智能電表必定成為覆蓋全球電網(wǎng)的智能化終端。

2.2 自動(dòng)抄表模塊

抄表模塊是電能集中管理控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，其主要功能是將計(jì)量模塊中的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理模塊。伴隨著電能表技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，抄表技術(shù)也在不斷的發(fā)展之中。

隨著時(shí)代發(fā)展傳統(tǒng)的電能管理已經(jīng)被淘汰，逐漸登上歷史舞臺(tái)的是自動(dòng)抄表技術(shù)。自動(dòng)抄表技術(shù)AMR（Automatic Meter Reading）指的是使用微電子和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自動(dòng)采集并傳輸表計(jì)數(shù)據(jù)，將用戶的用電信息加以綜合處理的系統(tǒng)。

典型的自動(dòng)抄表技術(shù)主要是由前端采集子系統(tǒng)，通信子系統(tǒng)以及中心處理子系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

2.2.1前端采集子系統(tǒng)

電能表位于自動(dòng)抄表裝置的最前端。電能表采集用戶的用電數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化成脈沖輸出，傳遞給數(shù)據(jù)采集裝置。采集器接收數(shù)據(jù)后，通過底層通訊網(wǎng)，有序的將這些數(shù)據(jù)傳送到集中器。集中器將對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并最后傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫。

2.2.2通信子系統(tǒng)

通信子系統(tǒng)是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行牡南到y(tǒng)，是自動(dòng)抄表技術(shù)中的關(guān)鍵。根據(jù)不同的通信介質(zhì)，通信子系統(tǒng)可被分為四種：光纖傳輸、無線傳輸、電話線傳輸以及低壓電力線載波傳輸。

2.2.3中心處理子系統(tǒng)

中心處理子系統(tǒng)位于自動(dòng)抄表系統(tǒng)的最上層，主要是由中心處理工作站和相應(yīng)的軟件構(gòu)成。經(jīng)過信道后，用電信息匯集到中心處理子系統(tǒng)。管理人員利用相應(yīng)的軟件可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，最后作出相應(yīng)的信息調(diào)節(jié)。還可以遠(yuǎn)程調(diào)控電能表，實(shí)時(shí)控制用戶的用電情況，如對(duì)用戶進(jìn)行停電操作等。

2.3數(shù)據(jù)管理模塊

數(shù)據(jù)管理模塊位于整個(gè)電能管理系統(tǒng)的后方，是電能管理系統(tǒng)最終的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。數(shù)據(jù)管理模塊直接面向管理人員，由管理人員操作，利用計(jì)算機(jī)的硬件和軟件技術(shù)對(duì)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存儲(chǔ)、處理及應(yīng)用。

一個(gè)典型的數(shù)據(jù)管理模塊應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面：

（1）抄表數(shù)據(jù)導(dǎo)入部分：雖然現(xiàn)在已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)抄表，但為避免發(fā)生意外情況，抄表數(shù)據(jù)導(dǎo)入單元應(yīng)同時(shí)具有智能導(dǎo)入和人工輸入數(shù)據(jù)單元。而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理單元應(yīng)具備串行，網(wǎng)絡(luò)以及電話線通信接口。

（2）用戶電表管理部分：管理用戶的電表信息，包括電能表表號(hào)，用戶信息，用電量及費(fèi)用的管理等各類信息。

（3）電能數(shù)據(jù)處理和用電控制部分：匯總采集來的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)控制居民用戶的用電情況，如通過操作對(duì)其進(jìn)行停送電等。

（4）數(shù)據(jù)管理部分：管理數(shù)據(jù)的輸入和輸出。如電能表的參數(shù)、自動(dòng)抄表線路的各種數(shù)據(jù)的輸入，用電量統(tǒng)計(jì)、用電費(fèi)用清單等各個(gè)數(shù)據(jù)信息報(bào)表輸出。

（5）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分：存儲(chǔ)該裝置采集并處理的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行，將其長久保存。

3 本文總結(jié)

文章針對(duì)電能集中管理控制系統(tǒng)，對(duì)國內(nèi)外電能集中管理控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從該系統(tǒng)的三個(gè)模塊——計(jì)量模塊，抄表模塊和數(shù)據(jù)管理模塊出發(fā)進(jìn)行了分析研究。也發(fā)現(xiàn)了目前的電能集中管理控制系統(tǒng)仍存在些許問題：一是該系統(tǒng)三個(gè)模塊系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)各不相同，系統(tǒng)間相互通信的標(biāo)準(zhǔn)各不相同。而這導(dǎo)致的結(jié)果就是依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品間要實(shí)現(xiàn)互換功能存在很大困難，將其實(shí)施的成本較高、阻力較大；二是由于種種原因，現(xiàn)在還不能立刻就淘汰傳統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)，因此新型的現(xiàn)代化電能管理控制系統(tǒng)的實(shí)行還必須同時(shí)與傳統(tǒng)相兼容，兼容的實(shí)現(xiàn)過程比較復(fù)雜。因此若想推行新型現(xiàn)代化電能集中管理控制系統(tǒng)必須徐徐圖之。使其逐漸標(biāo)準(zhǔn)化、高效化。

對(duì)電能管理系統(tǒng)的研究與改善仍需不斷進(jìn)行。國民經(jīng)濟(jì)與生活水平的提高使得對(duì)電能管理系統(tǒng)的要求不斷提高，電能管理系統(tǒng)趨向于標(biāo)準(zhǔn)化。只要在我們的努力下，即可以保證現(xiàn)代化電能管理系統(tǒng)早日面世，應(yīng)用于現(xiàn)代電力行業(yè)發(fā)展。

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