電能計(jì)量采集系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)研究

陳錫勛

摘要：作為一種重要的自動化電力系統(tǒng)，電能計(jì)量采集系統(tǒng)十分復(fù)雜，它將集合主站系統(tǒng)，電能采集終端，電能表，輔助設(shè)備系統(tǒng)等多種功能和多個環(huán)節(jié)為一體，而在整個環(huán)節(jié)當(dāng)中，用于主站和終端通信的采集軟件是否能夠做到穩(wěn)定和實(shí)用，起著最為重要的作用，本文根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，介紹相應(yīng)的電能計(jì)量采集系統(tǒng)的改造和硬件架構(gòu)，并根據(jù)情況，介紹對此系統(tǒng)優(yōu)化和改造的過程，使其真正符合電力生產(chǎn)的具體需要。

關(guān)鍵詞：IEC102;電能計(jì)量采集;設(shè)計(jì)

一般來說，電能計(jì)量管理系統(tǒng)包含對計(jì)量點(diǎn)、在線計(jì)量設(shè)備、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量法規(guī)法制、計(jì)量信息等問題的管理。隨著科技的發(fā)展，電能采集系統(tǒng)的已經(jīng)改變了原有的通過人工計(jì)算的傳統(tǒng)方式，更好地對某地點(diǎn)電量進(jìn)行相應(yīng)的采集、計(jì)算和管理，提高電能核算的效率，但與此同時(shí)，我們在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用中，過分重視系統(tǒng)功能的多樣性，便導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所降低，所以，這需要相關(guān)工作人員組織合理的設(shè)計(jì)和改造，使之滿足相關(guān)單位的具體需要。

1 電能計(jì)量采集系統(tǒng)硬件問題簡析

以前的采集系統(tǒng)架構(gòu)相對古老，在經(jīng)過重新改造后，采集系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)生了很大的變化，老式系統(tǒng)及其設(shè)備的運(yùn)行，需要首先進(jìn)行交換機(jī)的聯(lián)系，在進(jìn)行一段時(shí)間的日常運(yùn)行后，十分容易和其它系統(tǒng)出現(xiàn)沖突，并發(fā)生數(shù)據(jù)庫全線癱瘓、采集通道問題經(jīng)常發(fā)生，在這種情況下，為了有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多功能性，第一次自動化的設(shè)計(jì)改造開始進(jìn)行，這次改造的目的是將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和主站系統(tǒng)服務(wù)器的虛擬機(jī)有效相連，這就在功能上，相當(dāng)于兩套具有同樣功能的系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，促進(jìn)了運(yùn)行的穩(wěn)定性，并有效優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)置，通過防火墻，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)的通信聯(lián)系[1]。在第一次的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改造后，通道堵塞的問題被有效解決，系統(tǒng)的安全性被提升，并且因?yàn)閮膳_服務(wù)器同時(shí)運(yùn)行，如果一個服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障，對電能的計(jì)算也不會產(chǎn)生影響。

2 利用鍵盤模擬手段促進(jìn)不同軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)接口

2.1 軟件接口

電能自動采集系統(tǒng)在產(chǎn)生和構(gòu)建之前，單位都是利用人工進(jìn)行相應(yīng)的表格和核算系統(tǒng)利用，在自動采集系統(tǒng)產(chǎn)生后，可以使用主控室的現(xiàn)有的電腦采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，但是，由于核算系統(tǒng)和采集系統(tǒng)的非一體性 不是同一廠家生產(chǎn)，若不實(shí)現(xiàn)共享，那么電能計(jì)量采集系統(tǒng)的的功能就會受到很大影響。

因此，為了解決問題，需要進(jìn)行采集系統(tǒng)和核算系統(tǒng)廠商之間的協(xié)商和溝通，一般來說，采集系統(tǒng)采集電能數(shù)據(jù)指后，將其存儲在自身數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，通過固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式，利用相應(yīng)的計(jì)算軟件，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)采集和保存，在交班時(shí)間，從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)。這種過程由于其復(fù)雜性，容易導(dǎo)致計(jì)算錯誤，這對系統(tǒng)的精密性產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)和問題，所以，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和嚴(yán)密，需要進(jìn)行幾方系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，避免系統(tǒng)的精確性的問題，解決系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。

2.2 接口解決方案

為了減少中間的環(huán)節(jié)的影響，我們根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行了接口解決方案的使用和開發(fā)，這個方案相當(dāng)于將人工完成的各項(xiàng)工作交給機(jī)器，其基礎(chǔ)是不改變原有系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，這種類型的接口方案，一般是在原有的系統(tǒng)基礎(chǔ)上對各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)共享，在不進(jìn)行改動的前提下進(jìn)行修改，其優(yōu)點(diǎn)是簡易、不改變原有設(shè)計(jì)和程序。

3 IEC102 規(guī)約角度的采集程序的應(yīng)用

3.1 通信規(guī)約

在電能計(jì)量采集系統(tǒng)中，其最重要的數(shù)據(jù)傳輸工具為“電表數(shù)據(jù)傳送到采集器”、“采集器數(shù)據(jù)傳送到主站”，這都需要依靠通信規(guī)約。一般來說，廠家為了進(jìn)行表計(jì)時(shí)維護(hù)，都是選擇IEC102規(guī)約，所以，需要在自動化原則引導(dǎo)下，開發(fā)一個穩(wěn)定、實(shí)用，并結(jié)合1EC102規(guī)約的軟件采集系統(tǒng)，并將其和其他系統(tǒng)進(jìn)行對接，這就是第二階段的設(shè)計(jì)和改造[2]。

3.2 基于 IEC102規(guī)約的采集程序開發(fā)

從總體上說，主站和采集終端的通訊是在socket 協(xié)議基礎(chǔ)上，利用IEC102規(guī)約實(shí)現(xiàn)的。在應(yīng)用和改造中，需要對主站的程序和各類通信系統(tǒng)的具體工作情況進(jìn)行了解，更好地保證主站和采集終端數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。

3.2.1socket 簡介

socket的英文意思是“插座”，一般來說，在知道了終端采集器的IP和socket號碼后，充分利用socket協(xié)議和各類的編程方法，就能夠主站和采集終端的通信和連接。

3.2.2IEC102 規(guī)約簡介

從1996年開始，IEC標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會基于電能累計(jì)量傳輸，頒布了IEC60870-5102國際標(biāo)準(zhǔn)，這套標(biāo)準(zhǔn)在非平衡傳輸規(guī)則的基礎(chǔ)下，在具體的傳輸過程當(dāng)中，在某一固定點(diǎn)下，數(shù)據(jù)傳輸所利用的幀格式一般是ft12異步字節(jié)傳輸格式。在本規(guī)約中，啟動端為主站端，而終端位于計(jì)數(shù)站，始終為從動站，利用問答的方式實(shí)現(xiàn)主站對各終端的管理。

3.2.3采集軟件的基本環(huán)節(jié)

每一個表都在采集終端中有個相互對應(yīng)地址，一般來說，每條總線都能夠連接一定數(shù)量的電能表數(shù)據(jù)，在采集終端內(nèi)而表計(jì)都有固定而且相對應(yīng)的的編號，采集終端不斷地采集電表表碼，并將采集好的電表表碼編入相對應(yīng)地址的緩存區(qū)，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，主站采集程序向終端下達(dá)采集每個地址緩存區(qū)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的命令。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合多線程技術(shù)，利用各種系統(tǒng)和程序來進(jìn)行相應(yīng)采集程序的編寫，在運(yùn)行主站程序的同時(shí)，連接各個采集終端，并發(fā)出采集命令，在指令得到回復(fù)之后，進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)校驗(yàn)，然后再發(fā)送一次采集的指令，以檢測兩次的結(jié)果是否相同，如果兩次結(jié)果相同，那么可以這次采集的結(jié)果是正確有效的。一般來說，每個線程能夠采集若干電能表，整個采集過程一般在一秒內(nèi)就能夠采集完成，并能將數(shù)據(jù)自動地保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，然后利用服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)表，并利用自動錄入軟件與核算系統(tǒng)進(jìn)行對接。

結(jié)語

眾所周知，電能計(jì)量采集系統(tǒng)的工作環(huán)節(jié)和工作原理十分復(fù)雜，對計(jì)量精度要求較高，所以，要在具體應(yīng)用的前提下，進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，本文根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對企業(yè)電能計(jì)量采集系統(tǒng)進(jìn)行有效地設(shè)計(jì)和改造，已經(jīng)達(dá)到了良好地效果，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定應(yīng)用，有效地解決了電能計(jì)量采集系統(tǒng)的種種的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]胡千映. 電能計(jì)量采集系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)研究[J]. 南方農(nóng)機(jī)， 2019， 050（002）：222.

[2]張寒旭. 電量采集及計(jì)量系統(tǒng)自動化研究[J]. 輕松學(xué)電腦， 2019， 000（016）：P.1-1.

國網(wǎng)河北省電力有限公司曲周縣供電分公司，河北邯鄲 057250