计量自动化系统的建设和应用

王丽昉

（广东电网公司湛江供电局，广东 湛江 524005）

电能计量工作是现代电力营销中极其重要的一环，通过电能计量设备收集的数据对于电力贸易结算、电网安全经济运行以及经营管理分析等至关重要；而传统的获取方式是依靠人工定期或不定期地到现场抄取数据，在及时性、正确性和应用性等方面都存在着诸多不足之处。因此，迫切需要将电能计量技术与现代通信技术、计算机技术结合在一起组成电能计量自动化系统，实现电能计量装置与主站计算机系统实时双向交换数据，有效解决以上存在的不足之处。本文结合湛江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以及取得的经济效益。

1 计量自动化系统的建设

1.1 建设目标

1）应用目标

（1）为电力营销服务提供各种计量信息，能够实时采集各个电压等级的电能计量信息，包括分时电量、示度电量、冻结电量等。

（2）为各地供电单位提供可靠的系统运行数据，包括电压、电流、有功功率、无功功率等，为其保证电能质量提供了信息和保证。

（3）根据现场采集到的数据计算出线损，与理论计算出的线损相比较，为降低线损管理提供理论依据。

2）技术目标

（1）一体化建设目标

本系统的建设目标为实现数据采集处理一体化、数据存储一体化、主站计算机资源一体化和无线数据通信资源的一体化使用。

（2）开放性建设目标

本系统的开放性是指系统通信设备和通信协议采用国际标准；数据库采用开放式的大型商业数据库；统一数据库的建议应统一标准，便于不同库之间交换数据。

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

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）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。

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 计量自动化系统在湛江供电局的应用及效益体现

3.1 计量自动化系统的具体功能

电能计量自动化系统由地区电网电能计量遥测系统、大客户电力负荷管理系统、配变监测计量系统、低压集中抄表系统四个子系统组成，各系统主要功能如下：

1）地区电网电能量计量遥测系统

能够自动实现对远方电量的准确、可靠、快速、完整计量和采集，通过拨号、专线或网络等通信方式实现 ERTU与计量自动化主站系统间的数据交换；可对采集的数据进行分析、汇总、计算、存储，实现对电网、变电站母线、线路之间的电量平衡分析，并能够形成各种报表。

2）大客户电力负荷管理系统

大客户电力负荷管理系统采用负荷管理终端采集电能表及其电流、电压二次回路等各项数据，可依据异常报警判断标准与处理规范进行上行报警，可支持远程实施跳闸指令及预付费功能。

3）配变监测计量系统

配变监测计量系统的终端具有电能计量功能，可代替原台区考核电表，系统具有交流采样、远程抄表、数据压缩等功能，通过GPRS、CDMA、短信息、拨号等通信方式与计量自动化主站系统实现数据交换。

4）低压集中抄表系统

低压集中抄表系统具有本地及远程参数设置、数据采集及处理、数据补抄、报警、校时、自诊断和异常信息记录、远程升级、级联、预付费以及远程控制等功能。系统提供的远程控制功能在欠费催收及优质服务中发挥较大的作用。

3.2 计量自动化系统在湛江供电局的应用及效益体现

1）远程抄表工作中的应用

湛江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。2005年以来，湛江供电局累计发现处理各种异常故障和窃电行为300多起，追回漏计金额超过1000万元。

（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，湛江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 结论

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。湛江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。

[1]裴辉东,梁云风.电力营销管理信息系统的应用框架设计和实现技术[J].电力系统自动化,2004,28(11):83-86.

[2]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.

[3]李伟华,武占河.计量自动化系统一体化建设探讨[J].大众用电,2007( 3):23-24.

[4]林帆.浅谈潮州计量自动化系统的设计和建设[J].知识经济,2010(18):108-109.

[5]柯静.茂名供电局计量自动化系统方案的设计[J].广东科技,2009(20):91-95.

[6]谢迎群.计量自动化系统的构成与应用[J].沿海企业与科技,2008(8):45-46.