电能计量自动化系统的建设与应用探讨

　　摘 要：随着我国电网建设的飞速发展，电能计量自动化系统在电网中的作用非常重要。本文重点探讨了电能计量自动化系统的构成和在本地区的实际应用，提高了企业电网经济运行管理水平和经济效益。

　　关键词：供电企业，电能计量;自动化;应用

　　Abstract: with the rapid development of China power grid construction, energy metering automation system in the role of the power grid is very important. This paper discusses energy metering automation system structure and the practical application in the region, and to improve the enterprise management level of economic operation of the power grid and economic benefits.

　　Keywords: power supply enterprise, electricity measurement; Automation; application

　　中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：

　　1 前言

　　在供电企业营销自动化建设中，电能计量自动化系统是重要的组成部分。是利用现代通信技术、计算机技术与电能计量技术结合在一起组成。该系统涵盖全网各级计量点及采集终端，集信息采集、监控、分析和计量管理于一体。其主要功能是为供电企业有序用电、远程抄表、负荷控制、预购电、电费结算、市场管理等业务提供支撑，并在此基础上开展线损“四分”统计、供售电量统计、供电质量统计、客户节能评估等。本文结合江门恩平供电局的实际介绍了计量自动化系统的建设和应用情况，总结分析了该系统应用在营销管理工作中的效能作用。

　　2 电能计量自动化系统的建设

　　2.1 建设目标

　　计量自动化系统的建设目标，是通过采集全网电能表电量、瞬时量等数据，通过对各数据进行统计与分析，实现自动化抄表管理、错峰用电管理、配电监测管理、计量装置监测管理、预付用电管理、线损“四分”管理、需求侧管理、供用电服务管理的应用功能。计量自动化系统，不仅是配电自动化的组成部分，而且是负荷管理的技术手段。计量自动化系统的设计目的，是通过采集全网电表电量、瞬时量等数据，通过网内各级线损分析，实现每个计量点运行情况监测，实现全网计量设备管理，实现全网供用电分级管理。先对电量遥测采集系统与用户负荷管理系统整合，再与配变计量监测系统、低压集抄系统整合，以达到各生产、营销部门的管理应用需求。

　　2.2 系统总体构架

　　系统主站具有按照跨平台设计、功能分层分块实现，支持良好的可伸缩性和扩展性等特点，充分体现电能量数据的可靠性、完整性、一致性、安全性、实时性和不可修改性。主站系统方案通过现场数据前置采集处理层、第二层数据交换及处理层、第三层业务处理层、最高层即高级应用层实现系统在数据交换及处理层与外部电力营销信息、电网调度自动化系统、GIS及EAI-EIP等系统的接口单元进行数据交换。系统分析从不同子系统收集上的数据，进而实现四分线损统计、供电质量统计、低压集中抄表、供售电量统计、供电时间统计等功能。

　　2.3 计量自动化系统主要技术问题的设计

　　2.3.1数据采集

　　数据采集过程是分两部分完成的，即前期数据采集和后期数据处理。为了实现一体化，系统采用“集群前置机”，并且前置机直接面临终端。其中最前端的前置机兼容多种通道，可以接受多路信号并通过内部接口转交至前置路由器。采集处理部分由应用服务器完成，包含的工作有数据检查、预处理、计算等。

　　2.3.2 数据预处理

　　本次设计采用的数据预处理方法主用使用了“时间完备性法”，即检查相邻的两个数据点的时间差是不是在预先设定的允许范围内，如果在范围内，则该数据有效，否则发出报警信息并传递到人机界面，允许相关工作人员使用手工或者自动处理相关故障。

　　2.3.3 数据接口

　　由终端设备采集上来的数据是计量自动化系统的核心数据，而数据交换却是实现整个系统一体化的关键问题。本次设计的接口遵守《计量自动化系统共享数据与接口规范》的要求。数据接口分为内部接口和外部接口两部分。

　　(1)内部接口

　　内部接口部分设计了四个子系统，并定义了该四个子系统与综合应用系统进行数据交换的标准，此过程采用webservice 技术实现。内部数据交换拓扑图见图1。

　　图1 内部数据交换拓扑图

　　如图1 所示，四个子系统分别是大客户负荷子系统、厂站子系统、配变子系统和低压抄表子系统。该四个子系统实时与综合应用系统进行数据交换，保证系统的正常运行。

　　(2)外部接口

　　外部营销管理信息系统向低压集中抄表系统和大客户系统提供客户档案数据。低压抄表数据库和大客户向营销管理系统提供客户计费电能信息。遥测系统中的电力系统接线的一些信息来自SCADA系统。而配电网监测单元中的一些配电拓扑信息既可以来自于配电自动化系统，又可以来自于GIS系统。

　　图2 外部系统接口图

　　下面以营销系统接口为例进行介绍：

　　电力营销系统处于第三安全级别区，本文研究的系统处于第二安全级别区。营销系统与计量自动化系统之间数据的交互采用XML SOAP规范，并按照《计量自动化系统共享数据与接口规范》的要求进行数据交换。与营销系统交互模型见图3。

　　图3 与营销系统交互模型

　　3 计量自动化系统在江门恩平供电局的应用

　　3.1 电能计量自动化系统组成及其特点

　　从电压等级和接入用户类型来看，电能计量自动化系统是由厂站电能量计量遥测系统、负荷管理系统、配变监测计量系统、低压集中抄表系统4个子系统组成，各子系统构成如下：

　　3.1.1 厂站电能量计量遥测系统

　　该系统由主站系统以及装设在发电厂、变电站的有关电能量采集装置、计量装置、传输通道、供电电源等组成，负责对该计量点运行情况监测和负荷情况的统计，并在此基础上进行主网线损分析和关口月电量报表的编制工作。厂站电能量采集终端的主要功能是采集电能表的表码、瞬时量(电压、电流、功率、功率因数)及月冻结电量等数据，数据采集间隔一般为30～60 min一次。

　　3.1.2 负荷管理系统

　　该系统由主站系统和装设在专用变用户侧的有关电量采集装置、计量装置、传输通道、供电电源等组成，负责对该计量点运行情况监测和负荷情况的统计，并在此基础上进行配网线损分析和该计量点月电量上传营销系统的工作。负荷管理终端不仅仅具备表码、瞬时量、月冻结电量采集功能，还具有计量异常监测、负荷控制、开关状态采集、交流采样、电能质量监测及预购电管理等功能，数据采集间隔一般为15 min一次。

　　3.1.3 配变监测计量系统

　　该系统由主站系统和装设在公用变用户侧的有关电量采集装置、计量装置、传输通道、供电电源等组成，负责对该计量点运行情况监测和负荷情况的统计，并在此基础上进行配网线损分析和该计量点月电量上传营销系统的工作。配变监测计量终端除了不具备负荷控制功能外，其他功能与负荷管理终端基本相同。

　　3.1.4 低压集中抄表系统

　　该系统由主站系统和装设在小区配电房侧和居民用户侧的有关电量采集装置、计量装置、传输通道、供电电源等组成，负责对该计量点负荷情况的统计，并在此基础上进行配变台区线损分析和该计量点月电量上传营销系统的工作。低压集抄设备一般采用载波或RS485组网方式采集小区居民电能表表码、月冻结电量，针对不同用户需要具备预购电控制、台区线损计算功能。数据采集间隔一般为1次/d，重点用户可设为1次/h。

　　3.2 计量自动化系统在恩平供电局的应用

　　1)远程抄表工作中的应用

　　恩平供电局计量自动化系统远程抄表功能已经全面应用于厂站、专变客户、配变台区和低压集抄用户，代替人工抄表。其中厂站和配变台区数据已全面应用于线损四分统计和分析，调通中心每晚需要的日电量数据，原来须由变电站值班人员每日驱车到现场抄读，现在调度人员每晚在计量自动化系统直接读取即可，极大地减轻了变电运行人员及调度人员的工作压力。

　　2)计量管理和用电检查工作中的应用

　　(1)及时发现处理计量装置运行异常故障

　　通过异常报警信息，直接定位故障点，提高反窃电能力和故障处理响应速度，杜绝各种偷漏电事件发生。

　　(2)为计算追补电量提供有力的依据

　　通过系统可准确取证、核对计量异常、故障和窃电发生时间、漏计电量等数据，为计量异常、故障处理和查处窃电行为计算追补电量提供有力依据和证据。

　　3)配网运行和供电质量统计工作中的应用

　　以往要采集配变的电压监测数据必须每月派人去各电压监测点抄表才能获取各配变的电压数据。由于电压监测仪安装分散，抄表和录入工作需耗费大量的人力物力，工作效率低。目前，恩平供电局计量自动化系统已覆盖所有的电压监测点。系统在应用方面主要有以下几个方面的优点：

　　(1)避免电压监测系统及电压监测仪的安装、重复建设和运行维护。

　　(2)电压监测点的选取范围更广、更加灵活、更具代表性。

　　(3)系统自动采集和统计电压监测数据，既可实时监控电能质量，又能随时查询历史电压质量、负载率和功率因数情况。

　　4 结束语

　　电能计量自动化系统的建设与推广应用，对于电力生产与营销手段而言无疑是一个质的飞跃。系统全面考虑供电企业涉及的所有电能计量点，实现对数量众多、地理位置分散的计量装置实行多项监测功能并可实施一定的控制手段;系统通过相对应的主站系统实现数据的处理、分析和综合应用，实现管理关口向现场前移。恩平供电局应用计量自动化系统之后，为日常的工作带来了很大的便利，为营销部门的自动化管理奠定了基础，随着电能计量自动化系统的不断深入推广应用与完善，相信电能计量自动化系统必将在电力生产与营销中发挥愈来愈重要的作用。

　　参考文献

　　[1] 广东电网公司大客户电力负荷管理系统技术规范(试行)[S] .

　　[2] 广东电网公司大客户电力负荷管理系统通讯规约(试行)[S] .

　　[3] 广东电网公司计量自动化系统主站技术规范书[S]. 广东电网公司，2007.1.