我國電能計量技術(shù)的現(xiàn)狀及其展望

摘 要：電能計量技術(shù)和電能計量儀表的精度直接影響到群眾用電、企廠用電、電廠發(fā)電、煤炭資源損失等一系列數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計算。本文結(jié)合現(xiàn)有電能計量技術(shù)，從電能計量、集中能計量、集電能計量、通信通道等方面介紹了我國電能計量技術(shù)的基本現(xiàn)狀。從無線散射通信、自動抄表安全、復(fù)合通信和電力線載波通信等方面闡述了未來電能表的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：計量儀表

自從改革開始以來，我國電力已經(jīng)達到了一個新的消費水平。因此，提高電力測量技術(shù)的精確度和完整性，是區(qū)域電力和能源使用評估的一個非常重要的指導(dǎo)方針。傳統(tǒng)的電力計量是以人工計算為基礎(chǔ)的。此計算方法不僅含有一定程度的錯誤。而且還造成計算不準(zhǔn)確。此外，還花費了大量人力、物力資源，造成不必要的額外支出。隨著科學(xué)和技術(shù)的迅速發(fā)展，在我們的電力測量中采用自動抄表系統(tǒng)的工作已逐步開始。建立自動抄表有助于更好地解決人力資源消耗問題和人工測量抄表不準(zhǔn)確的問題，并為電力測量系統(tǒng)的自動化和計算機化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

一、電能計量自動抄表系統(tǒng)

1.1前端采集系統(tǒng)

根據(jù)獲得數(shù)據(jù)的方式，過去，采購系統(tǒng)通常分為自動抄表系統(tǒng)和遠程自動抄表系統(tǒng)。其中，就地抄表系統(tǒng)主要由帶紅外轉(zhuǎn)換裝置的傳統(tǒng)電能表組成。它的工作原理是將電能轉(zhuǎn)換成紅外信號。抄表人員需要使用便攜式抄表裝置現(xiàn)場讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。遠程計費自動抄表系統(tǒng)是以電能表為基礎(chǔ)，安裝光電轉(zhuǎn)換器，最終構(gòu)成整個系統(tǒng)的前端，并將用戶的能量消耗以脈沖的形式傳輸給上位數(shù)據(jù)采集裝置，再進行處理并傳送到用于處理的高級數(shù)據(jù)采集設(shè)備。目前，遠程儀表自動抄表系統(tǒng)基本上由兩級數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)組成能。首先，安裝在單元中的數(shù)據(jù)采集器讀取單元中與用戶能量消耗有關(guān)的數(shù)據(jù)，安裝在分布式處理器中的集線器定期讀取集線器的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2通信子系統(tǒng)通

前端采購系統(tǒng)收集的能源消耗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到控制中心的具體系統(tǒng)。子系統(tǒng)已經(jīng)適應(yīng)了工作上不同的工作環(huán)境、通信子系統(tǒng)可通過不同的媒介發(fā)出信號。目前常用的介質(zhì)有光纖、傳統(tǒng)電話線、低壓航空母艦和掃描電鏡信號、纖維光學(xué)是近年來的重點研究對象，傳輸光纖板上的自動轉(zhuǎn)接信號，以傳送高速、頻帶和質(zhì)量數(shù)據(jù)。然而，使用光纖作為TEM通信介質(zhì)，安裝成本高且困難。無線傳輸作為近年來興起的一種技術(shù)，在用戶較少、用戶范圍廣的地區(qū)，對數(shù)據(jù)的采集和傳輸有著良好的效果。與其他媒體相比，無線通信可以進行大量的數(shù)據(jù)傳輸，其覆蓋范圍更大，但無線信息傳輸?shù)娜秉c也很明顯。在無線信息傳輸中，如果沒有特定的頻點小區(qū)域電磁信號傳輸會相互干擾。

1.3中心處理系統(tǒng)

中央處理系統(tǒng)是自動抄表系統(tǒng)的頂層，包括中央處理站和相關(guān)處理軟件，通過該通道收集所有用戶的能耗信息管理人員利用該方案收集和分析數(shù)據(jù)并作出決定相應(yīng)的。硬件允許的話，也可以將指令發(fā)送到低級別采集器或電力表?？刂朴脩粼陔娏Ψ矫娴男袨?，例如停電、送電等。

二.計量電力方面的技術(shù)進展

2.1電能表

隨著傳感器、自動儀器和集成電路的開發(fā)，機電、電子儀器能滿足自動測量技術(shù)的要求。未來自動計量系統(tǒng)的終端設(shè)備主要是機械脈沖測量和電能表。

2.2采集器和集中器

具有單片、存儲和接口電路的數(shù)據(jù)采集裝置和電表收集器。

2.3通信信道

通信系統(tǒng)是獲得電力自動抄表的關(guān)鍵，在發(fā)達國家，對自動抄表技術(shù)的研究早已開始，電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)得到更好的管理，低電壓技術(shù)得到廣泛利用。然而，由于我國條件的限制，電話線通信是經(jīng)常使用的。隨著頻率擴增技術(shù)的發(fā)展，對低壓力帶電波的大規(guī)模干擾問題正在得到解決。在電力測量系統(tǒng)中應(yīng)用低功率通信方式也在逐步擴大。

三、自動抄表技術(shù)的發(fā)展

3.1電力線載波通信

電能線載波通信是一種對高頻電磁信息進行調(diào)制并疊加在電力線上的技術(shù)。采用電力線作為通信通道，無需再鋪設(shè)一條通信通道，大大節(jié)省了投資，減少了維護工作量。

3.2復(fù)合通信

在電子計量儀表自動抄表系統(tǒng)中，不同通信方式的優(yōu)缺點是不同的，復(fù)合通信方案包括在自動計數(shù)器通信的不同階段使用不同的通信設(shè)備，組成一個復(fù)合通信網(wǎng)絡(luò)，并自動復(fù)制。低數(shù)據(jù)獲取階段，如紅外線傳輸、低網(wǎng)絡(luò)傳輸甚至點對點通信、低數(shù)據(jù)傳輸、短傳輸距離;從集中器到中央處理站可以使用電話或無線電連接。根據(jù)實際情況選擇哪種復(fù)合方式。

四、智能技術(shù)在電子計量中的應(yīng)用

4.1智能電能計量裝置

為了保持企業(yè)、用戶和電力社會之間的良好關(guān)系，建立了智能電力測量系統(tǒng)。它的基礎(chǔ)是自動智能、數(shù)字和智能技術(shù)。在智能電力測量系統(tǒng)中，使用了大量智能電力測量裝置，其功能是測量電力的生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售和使用情況，為制定生產(chǎn)計劃、進行經(jīng)濟核算、計算電量提供依據(jù)收藏。然后，作者突出了測量表。智能電度表是有硬件定時鐘和通信接口。它不僅具有一般規(guī)模的基本計量功能，它還具有功率補償和監(jiān)測功能、實時功率管理監(jiān)測功能和分析負荷預(yù)測功能。用戶能源管理功能等智能體現(xiàn)具有存儲容量大、安全等級高、能耗低、電能計量準(zhǔn)確、運行可靠等優(yōu)點。

4.2數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)

智能電力測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)是計算機和智能電力技術(shù)。通訊數(shù)字信息傳輸和數(shù)據(jù)處理的最大優(yōu)點是速度和抗干擾性，已經(jīng)為衡量信息的有效獲取、傳送和處理建立了技術(shù)條件。此外，數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)具有通信特點。為了獲得準(zhǔn)確的控制數(shù)據(jù)，提高信息交換和存儲能力，公司能源控制部門可以采用數(shù)字信息技術(shù)。

4.3計量信息管理系統(tǒng)的建立

用電數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，便于計算比較，杜絕了部分居民偷電現(xiàn)象。

同時，電力計量信息管理系統(tǒng)允許在系統(tǒng)登記冊中記錄不同的數(shù)據(jù)，以便于今后查閱。為了確保電力網(wǎng)跟上商業(yè)發(fā)展，有必要對電力網(wǎng)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，在公司之間建立資源交換橋梁并推動對這些能源數(shù)據(jù)進行全行業(yè)綜合評估。性能測量系統(tǒng)在需要檢索數(shù)據(jù)時，能夠及時、準(zhǔn)確地顯示數(shù)據(jù)。同時，能夠?qū)崟r監(jiān)測異常數(shù)據(jù)，實時發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)儀表，并對異常數(shù)據(jù)進行跟蹤和修復(fù)。當(dāng)遇到異常數(shù)據(jù)時，電能計量信息管理系統(tǒng)還可以對異常數(shù)據(jù)進行分析，判斷是否是儀表故障或某種偷電違法行為造成的，什么才是適合能源公司及時采取措施，減少不必要的工作量。

五、結(jié)語

目前，與國外相比，我國電能計量技術(shù)還存在著通信通道介質(zhì)落后、中央控制系統(tǒng)指令不準(zhǔn)確等問題。隨著中國科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，中國電力系統(tǒng)的運行技術(shù)和管理模式將在未來得到明顯的改善，為中國的現(xiàn)代化建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 張海青.電能計量管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（24）：22-23.

[2] 施賽超，彭磊，程璐.我國電能計量技術(shù)的現(xiàn)狀及其展望[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（5）：43-45.

作者簡介：李燕（1987年1月13號—），女，漢族，山東泰安人，現(xiàn)任職于泰安市光明電力服務(wù)有限責(zé)任公司，從事電能計量檢定工作。