计量自动化技术在电力系统中的应用研究

黄驰

摘 要：供电企业的计量自动化一体化平台，主要为实现厂站电能采集系统、负荷监控系统、配变（大用户专变、公变）检测系统、终端用户低压集中抄表系统（用电数据采集、传输、分析和管理）等功能为一体化的电能计量管理综合集成自动化系统。计量自动化一体化平台的建设，可以大大提高供电企业电能生产和营销的实时化、网络化、智能自動化水平，能够获得非常良好的社会经济效益。

关键词：电力系统 计量自动化 一体化 集成互享

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0123-02

供电企业的计量自动化一体化平台的建设，主要在功能上实现计量点电能量数据在线实时采集、负荷动态管理与控制、配变遥测监控、错峰调峰管理、防窃电、预付费、电价发布、四分线损等功能。虽然目前与电能计量相关的自动化系统已基本建成和完善，已基本实现了4大自动化系统间的互联。但由于各系统所基于的技术平台和采用的通信协议间存在一定差异，相互间数据信息实时共享和互操作能力还不能满足智能配电网需求，导致系统大量功能的冗余配置和信息资源的浪费，严重制约了系统的应用发展。因此，探讨将4大自动化系统有机集成，实现电能数据的实时采集、动态控制、在线分析响应等，有效提高系统的综合自动化水平，就显得非常有工程实践应用研究意义[1]。

1 供电企业一体化计量自动化系统总体设计目标

1.1 能为电力营销服务提供信息数字技术支持手段

一体化计量自动化系统能够根据电力营销服务系统和需求侧管理系统需求，自动在线采集各电压等级的特征电能信息，包括：实时电度、分时段电能、冻结电量等与电能营销服务相关联的电能数字网络化信息。同时，能动态监测系统运行工况状态，包括：监测计量装置的运行工况、计量回路是否存在异常、计量数据是否存在较大波动等，为用电稽查提供在线远程自动化服务支撑数据。

1.2 为供电企业节能经济调度管理提供可靠数据信息

通过一体化计量自动化系统，能够为供电企业调度管理提供详细的现场用电运行工况信息，包括：系统电流、电压、功率因数、有功曲线、无功曲线、负荷率等数据，为供电企业进行全局范围内的潮流分析和调度决策制定提供详细的供电电能特征数据和负荷数据，便于其进行四分线损、负荷率、三相不平衡度的统计分析，为系统节能降耗提供科学的数据信息。

1.3 为电力营销需求侧管理提供强力的技术手段

通过对大用户转变和高等级用户现场用户服务和特征数据信息的在线采集、传输和分析管理，合理开展科学用电、有序用电、错峰用电、分时计费等需求侧综合管理。

2 供电企业一体化计量自动化系统总体设计方案

一体化计量自动化系统按照远方用电现场（包括：终端设备层、通信层）和主站计算机系统（主要包括：前置采集层、数据交换处理层、业务处理层和综合应用层等4层结构）的分层分布结构进行设计。通过通信网络将厂站计量、负荷管理、公变计量、低压抄表等系统有机集成统一。通过建立完整的通信系统将主站系统与远方用电现场有机互联，实现电能数据信息的实时采集、远程传输和动态管理的功能集成和分析管理一体化。主站系统中的数据存储一体化功能，能够实现对整个供电、配电和用电环节运行工况数据和电能数据的实时采集，利用内部功能模块实现各类计量数据的分类整理、运算分析和存储管理，并经通信网络将运算分析获得的数据结构传输给系统内部的各业务应用功能模块，为四分线损和需求侧管理提供实时准确的数据信息。另外，在主站系统中还建立完善的用户基础档案信息，包括：计量设备档案、客户基本档案、电网实时和历史运行工况数据信息等。便于系统调度管理人员根据这些数据，合理进行潮流分析和调度运行决策制定，有效提高电力营销人性化服务水平。供电企业一体化计量自动化系统总体设计方案如图1所示。

2.1 前置采集层

前置采集层中包括：通信接入设备、采集服务器等功能终端设备。能够同时支持一体化计量自动化系统中负荷管理终端、厂站遥测终端、配变监测计量终端、低压抄表终端等不同电能计量自动化设备终端的远程网络接入，实现整个一条化计量自动化系统数据信息的交互共享和互操作。能够根据主站计算机系统需求，完成电能计量数据的定时采集、随机召测和数据补采等功能，并经网络通信系统远程传输到采集服务器完成数据的综合分析运算。同时还支持GPRS/CDMA[2]等无线数据通信协议，实现与大客户负荷管理终端、特殊负荷管理终端、低压抄表集中器、配变监测计量终端的无线通信，完成电能计量数据的实时采集、远程传输、动态运算分析和可靠存储。

2.2 数据交换处理层

数据交换处理层能够从电能营销服务系统获得客户基础档案和用电信息，同时能够从系统电能计量数据采集与监视控制（SCADA）系统中获取供配电网实时运行工况状态信息和开关状态数据，并可以集成配电地理信息（GIS）系统，实现配电故障在线调度管理。通过数据交换处理层中的综合应用数据的运算分析和挖掘处理，可以获得科学的分时段电能量数据，便于调度管理人员用于四分线损分析和需求侧管理，实现供电企业节能经济调度运营。

2.3 业务处理层

业务处理层将具备独立功能的厂站计量、负荷管理、配变监测计量、低压抄表等四个子系统，有机集成统一，实现数据信息资源的交互共享和互操作，同时采用统一的操控界面，利用WEB服务完成各种业务功能的兼容，实现相应程序的优化，有效提高供电企业负荷管理和电能营销服务水平。

2.4 综合应用层

综合应用层实现在数据交换处理层中单一业务处理系统无法实现的，经内部功能的集成交互统一，主要完成四分线损运算分析、需求侧管理决策等功能，将供电企业生产和营销业务有机集成统一，有效提高供电计量自动化系统的网络化、集成共享、智能自动化等特性。

3 结语

供电企业的计量自动化一体化平台，集网络通信和功能为一体，实现数据信息资源的交互共享，是供电企业计量自动化发展的重要方向。一体化计量自动化平台的建设，在实现供电企业电能生产运营和营销服务的集成统一，必将取得非常良好的经济效益和社会效益。

参考文献

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

[2] 李和兴.GPRS在电能计量自动化中的应用[J].电气时代，2005（2）：108-109.