对现代化电力系统电能计量采集方式的对比研究

陈志强

摘 要：随着我国经济的持续发展，我国在电力领域取得了巨大进步的同时，也在不断的提升电力系统的运作水平，其中电能计量工作至关重要。因此，现代化电力系统对电能计量的准确性、安全性、唯一性等提出了很高的要求。本文首先介绍了电能计量采集的应用背景，进而分析了电能计量系统构成及特点，最后对电量数据采集方式进行了对比，以期为电能计量系统的管理水平做出贡献。

关键词：现代化；电力系统；电能计量；采集方式

前言

电能计量在现代化电力系统中扮演重要的角色，与传统依靠电力工人现场抄读数据的电能剂量结算方式相比，现代化的电力计量方式的基础是自动化，进而有效的实现了对发电、供电、配电等计量信息的采集。现代化电能计量系统需要将采集到的发电、供电侧计量点的数据提供给营销系统，所以，数据的采集以准确性为基础。在电力计量系统的运行中，存在一些会引起数据异常的因素，主要包括主站、通道等，而且因数据采集方式的原因也会造成数据的不准确。因此，确保电力计量系统数据采集的准确，对其它各相关系统应用的意义重大。

一、现代化电能计量系统的应用背景

实行实时抄表，实现电量自动计算，做好分时段的电量的比较工作，将能够有效的降低超标的误差。传统电能表的抄记方式利用人工进行，需要的人员数量多，花费的工作时间长，造成工作效率低下和管理不方便。而现代化的系统能够充分的利用现代通信技术、信息处理、储存以及发布技术进行线损分析和母线平衡的计算，进而自动的生成各种计量报表，并且能够实现对关口数据、变电站、电厂等地点的计量数据进行远程采集工作；与此同时，现代化电能计量系统还能够同电力营销系统、负荷控制系统、能量管理系统、调度管理系统等建立联通，构建以电量的数据作为基础的中心平台，借助数据中心平台，可对数据进行处理和挖掘，不但能够实现对电量自动的统计、结算、计损，而且可以防止窃电问题的发生，为电网营销决策提供支持[1]。

二、现代化电能计量系统构成及特点

（一）电能计量系统的构成

电能计量系统主要采用的是分层式和分布式的结构，其结构的构成包括主站、变电站、配电站、大用户的电量采集终端和通讯网络。电能计量系统的主站结构采用的是分布式的局域网，电量数据的采集系统利用对不同通讯模块的配置，实现了网络、数字拨号、移动通信系统与电量采集终端之间的通信，与此同时，对抄录站端的信息进行了采集。电能计量系统支持主站召唤和终端主动上报这两种方式，经由终端将电能计量的数据上传到主站中。使得主站可以发出广播指令，使终端能够做到对电能表计量数据进行冻结和处理器复位等多种功能。

（二）电能计量系统的特點

第一，准确性。电能计量系统在对电能表进行配置时，要严格遵循相关标准，使用精度符合配置要求的电表。进行数据的采集、传输、存储等环节时都应该利用相应的措施，保障计量数据的准确，做到计量数据数值、单位、小数位的精确。

第二，可靠性。电能计量系统的数据将被用作线损分析、计费核算，因此需要确保计量数据的连续性与完整性，不能丢失计量点以及累计时段的数据，一点出现数据丢失的问题必须采用相应的措施来进行弥补。

第三，安全性。电能计量系统的数据将用作电量交易和结算，因此需要保障计量数据的安全性。对于系统数据库中的原始数据不允许作任何修改，要经过授权才能提取原始数据进行编辑和分析。

第四，唯一性。电能计量系统设置的关口点和结算模型需要具有唯一性，这将成为电量结算唯一的依据。

第五，同时性。电能计量系统的电量数据存储都是带时标的，所进行分析统计都和电量数据时标有关系，因此，电能计量系统对数据同时性的要求很高[2]。

三、电量数据采集方式对比

电量数据的采集方式通常包括电能表直接接入方式、电量采集终端接入方式、终端服务器接入方式、混合接入方式等，其中电量采集终端接入方式是应用最为广泛的一种方式，本文在此主要讨论该种方式。运用电量采集终端接入方式进行电量数据的采集时主要分为两个部分，即：主站数据采集和终端数据采集。

（一）主站数据采集

主站系统主要利用通信的方式从电量数据采集终端进行采集。用到的通信方式主要包括专线和调度数据的网络平台等，通信的规约通常是采专用配套规约IEC60870.5.102。此规约对历史电量数据的采集提供支持，也适用于非实时，诸如电话拨号等。利用这种方式的过程中，因通过定期的拨号来召唤数据，所以面对召唤间隔的厂站终端出现的异常状况很难及时的觉察。

主站系统通常具备定时采集、断点续传等终端数据采集功能，并且能够定时的对异常数据进行监测，通过对异常数据进行自动的补召或者派专人进行采集来确保数据的完整。当数据传输故障导致不能及时恢复时，可以利用终端将数据导出，然后录入主站以确保主站数据的完整。但主站具有的功能，只能做到采集终端和主站系统之间的数据完整，因此，要想保证电量数据的同时性，关键是做好电量采集终端的数据采集工作。

（二）终端数据采集

电量采集终端同电能表之间的通讯，通常是经RS485总线来进行的，按照一定的规约（如DL/T645）与电表相连后，利用通讯的方式来获取电量的数据。由于通常情况下场站的电能表数量多，所以会把电表分成几个不同的组，随后连接到采集器的RS485接口上。采集器同电能表的RS485驱动电路负载有着一定的限度，因而不能连接太多电表，而且RS485的总线的通讯模式是一主多从，每条总线都需要对电表数据进行逐个通讯，才能够采集回数据。以下对电能表采集数据的几种常见方式进行简要分析。

第一，广播冻结命令方式。该方式是通过积分的周期结束时，向采集终端传输广播冻结的指令，使收到命令的电表把那一刻的底码值储存到寄存器，然后再对每块表逐个查询冻结的窗口值。

第二，循环抄读。该方式是按预定方案进行终端数据采集，做到对电表寄存器中的数据不断抄取，并在一个积分周期结束之前将数据进行储存，如此周而复始。该方式操作容易，但不能保证同时性[3]。

四、结束语

本文对现下常用的电表数据采集方式进行了简要分析，找出了每种方式的特点和现存的问题，重点介绍了利用负荷曲线的电量采集法，并据此提出了相关的注意事项，以期更好的提升电量数据的准确性，更好的保障电能计量系统的运行。

参考文献：

[1]冉璐瑶.对电量采集及计量系统自动化的探讨[J].海峡科技与产业，2016，（10）：107-108.

[2] 宗正.对电力系统中电能采集工作的思考[J].科技创新与应用，2015（10）：153-153.

[3] 张凯，袁宏斌.电力系统电能计量信息采集通讯技术及应用研究[J].工业，2016（8）：281-281.endprint