电能计量采集及计费自动化系统设计分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电能计量采集及计费自动化系统设 计分析 摘 要：随着人们生活水平的提 高及电力系统的发展与进步，对电力系 统电能计量自动化系统的建设赋予了新 的使命，使电力用户抄表实现自动化。 如何改变原来由供电局抄表工定期人工 抄表的现状，提高电费计量和管理的自 动化程度，成了一个亟待解决的问题。 本文提出建设电能量采集及计费自动化 系统对各部分应当具备功能的要求，并 提出电能计量自动化系统的设计思想和 技术手段。 中国论文网 /2/view-12908127.htm 关键词：电能计量；计费；电力 系统；电能表；自动化；系统设计、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：TM76 1 引 言 长期以来，居民用电的电费是由 供电局工作人员进行定期抄表，不仅效 率低、浪费人力资源，而且无法获得用 户实时的用电量。电能量采集及计费自 动化系统是集电能自动采集、传输、计 费、结算于一体的自动化系统，是电网 推行商业化运营和管理，电力走向市场 的技术保障之一。从结构上讲，电能量 采集与计费自动化系统是集主站系统、 远程抄表终端、电能表于一体的，全面 实现发、输、配电网用户电能量的自动 采集、分析与计费功能的自动化系统， 对加强用电管理、提高用电质量、降低 用电成本和实现用电管理自动化，具有 积极的意义 。 2 主站系统 2.1 总体目标 从整体上看，电力系统执行的管 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 理模式应遵循“ 统一调度，分级管理 ”的 原则，因此，计费系统对于不同的电力 用户，其形式和规模将存在一定差异， 但总的来讲应达到以下目标:电网各采集、 计量、考核点电能量数据的采集、传输 和存储；电网重要关口电量准实时监测； 电网线损电量计算与变电站电量平衡分 析；双向通信，完成远程维护子站任务； 分费率、分时段电能量统计和结算及电 力营业计费核算自动化；为 SCAUA , UMS 等提供完整、准确的电量数据， 为电力系统负荷调度模式和电量调度模 式相结合提供条件；而向居民用户的计 费系统还要考虑到低压用户的电量采集， 供、用电考核等；在通信手段、网络设 计中，要保证所有数据易于转送到其他 系统，供其他系统使用其产生的结果。 2.2 配置设计原则 a 满足电力系统对电能量采集与 计费自动化主站系统中数据存放及处理 的要求，考虑到今后业务规模发展和信 息量增加的需要，保留配置中的冗余设 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 计；b 确保数据准确、一致、完整和系 统的安全、可靠、灵活、开放；c 考虑 系统的标准化、可操作性、可扩展性等； d 考虑性能价格比以及保护用户己有投 资。 2.3 系统构成及其功能 （1）业务工作站及数据库子系 统 业务工作站与数据库子系统配合， 主要实现各种电能量原始数据的存储； 采集、分析和统计所需的参数设置和维 护；对采集到的电量数据按照电力企业 运营需要进行自动统计、分析，如用户 用电量统计、电网网损电量计算，计量 点在不同时间、不同空间的对比分析； 电力用户用电情况分析；以报表和图形 方式输出统计、分析结果；与其他系统 连接，如 SCAUA/EMS, MIS； Wcb 技 术的使用等。 （2）前置机与网桥子系统 前置机与网桥子系统的功能，主 要是实现计费系统主站与电能量采集之 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 间的数据通信，以及系统主站与企业内 其他系统通信，实现电能量数据的自动 周期采集和按操作要求随机采集(远方 抄表)、读入现场抄表数据等数据采集； 支持多种通信方式，包括电话网通信、 无线通信、载波通信等；支持多种规约； 目前，有采集装置能够达到的最小采集 周期可达 1min；此外，前置机还负责 对采集装置的管理和运行状态监视；完 整的计费系统应当考虑必要的备用机制。 （3）图形工作站子系统 地理信息系统应用到电力企业还 是最近的事情，计费系统应当肖观地向 电力企业管理人员提示用户或计量点的 具体位置，进行设备维护、故障处理、 定期有针对性地巡查。图形管理子系统 提供基于不同比例地图的电网接线图， 计量设备安装信息，在相应的地理位置 上显示各类统计、分析结果。 3 远程抄表终端系统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.1 远程抄表终端系统构成 远程抄表终端系统依据其使用场 合的不同，从功能要求和用户接受的角 度来看，制造工业用和居民用两类采集 终端是完善整个计费系统的必要措施， 两者可接入同一主站系统，既可以用于 变电站的电能量采集，也可以将居民小 区的电能量采集上送。 由于目前电网中使用的电能表既 有数字型电能表，又有以脉冲形式输出 的脉冲型表，还有不适用于计费系统的 机械式感应电能表；另外，变电站和居 民用户的传输通道、传输质量不同，抄 收数据的影响范围也不同。因此，为适 应不同的电能表数据采集、传输方式， 开发功能各异的远程抄表终端十分必要。 由于配电自动化系统的发展，安 装在配电变压器端的采集终端应当满足 接入配电终端的要求。 3.2 远程抄表终端的功能特点 采集脉冲电能表电量和数字电能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 表电量，保存 3 个月以上的历史数据， 实现与主站通信，利用 Modem 通过专 一线电话网、公用交换电话网,无线网通 信。远程抄表终端之间应当能够互相通 信，保证信息能够互相中继，上送到主 站。 远程抄表终端各个模块之问的连 接可采用光纤或低压电力载波方式，具 体应用可根据用户现场的分布情况、应 用环境状况、应用现场不同以及对系统 性能的具体要求等确定。而且具备当地 统计分析功能，满足现场进行简单的处 理工作。 4 计量表计的要求 4.1 复杂运行环境下保证精度 目前电力用户设备种类越来越多， 对电网和电能质量的影响也越来越大， 当电网谐波成份较大时，传统的机械式 表及普通电子式电能表从原理上无法保 证测量精度，对这种情况，建设电能计 费系统时，应考虑选用能够在复杂情况 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 下，保持计量精度的电能表计，避免将 来大面积更换计量设备。 由于我国地域辽阔，各地的气候 条件不同，要求计量设备既可以在高温 湿热的南方地区运行，也适合使用在冬 季气温较低的北方地区特别是全电子式 计费装置，液晶、电解电容等受温度影 响较大的器件能否经受住环境的考验， 是电能计量设备做到长寿命必须解决的 难题。 4.2 方便维护、表计设置和更换 全电子式多功能电能表主要用于 多费率分时计费的场所，因此电能表参 数的设置相对较繁琐，通常是由生产厂 家根据用户的要求在产品出厂前设好， 因此一旦用户的需求发生变化(如费率、 时段及时区发生变化等)，电能表就必 须从现场拆除，送回原厂家进行重新设 置、校验，给用户的使用造成极为不便。 特别是在现场更换表计，还需要将原表 计记录的信息转入新表，操作起来十分 烦琐。提供远程设表，方便更换表计， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 使新表迅速替代旧表进行工作，是减少 计费系统维护工作的重要手段。 4.3 适应性强 传统的电能表电源一般都采用线 性电源，这种电源仅能工作在额定电压 15%的变化范围内，当电网的电压波 动范围超出上述范围时，会造成电能表 异常工作，其至烧毁。为此，电能表应 当在更宽的电网电压波动范围内正常工 作，保证电能表的精度不受电网电压波 动的影响。 4.4 改进常规调校方法。电能表 的调校方法应简单、快速，传统电能表 的校验和调整十分耗时，对减少用户的 工作量不利。 4.5 通信方式要灵活。通信方式 应适合不同用户，灵活地将电能表数据 远传到电能量采集装置。可选择串行口、 网络、光纤等方式上送数据。 4.6 通信安全性。为防止非法利 用电能表的通信口进行数据操作，电能 表设有多级安全密码。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 4.7 事故记录功能 随着电力系统自动化水平的提高， 管理手段的进步，对考核供电部门服务 情况的供电可靠率要求越来越细，在设 计计费系统时，用电能表作为用户端供 电情况的记录设备是最为合适的方式之 一。因此，电能表提供断电等事件记录 功能，开关量输出，是电能量采集及计 费自动化系统采集、计费、监控用电的 保证。 5 结束语 电能计量自动化系统的应用越来 越普及，解决了原始自动抄表问题，使 电费计量和管理得到了提高。