对电网电能计量自动系统监视技术分析

冯兵 石钟文

摘要：众所周知，目前的电能计量系统，其主要的组成部分包括主站、电能计量终端、电能表以及通信电能量计量的子系统。其中，采集电能表数据信息的是电能计量终端，对采集到的数据进行定时处理和保存，同时，主站对这些采集到的数据以及其它的信息进行定时的控制和传输。这种自动对电网电能计量进行监视的系统实施并投入运行，不仅可以检测出存在的故障，而且还可以避免故障的扩大，减少故障产生的影响，并取得了良好的效果。

关键词：电能计量；自动监视；远程监视

作为电能结算的数据依据，就是以这个系统采集到的为准，由此可见，所采集的数据自身完整程度与准确程度具有重要的作用，并且对于系统的实用性以及可靠性具有决定性的作用。虽然，电能量的数据采集始终是定时传输，然而，如果系统内部的任一部分发生故障都会对测量数据的可靠性与准确性产生不利的影响，导致的后果也是相当严重的，甚至是不可弥补的。现在主要的应对方式就是对每个设备尤其是经常出现故障的部分进行实时的监控，用实时的信息来对设备的运行状态进行反应。

一、监视功能的应用

通过上述系统，每个站的能计量终端的信号测量在SCA DA / EMS系统上可以得到，应用程序可以充分的对这些信息进行实时的监控，比较适用于在实时系统实现以及其管理信息系统2层面实现方面。然而，站在实时系统安全稳定的角度上来看，其功能的实现大部分都表现在MIS上。

1.画面无法显示

测量终端能够将所需监测电能计量数据全部显示出来，并且各个设备都能够显示出电能计量终端报警的状态，电池电源的状态，电能表通信的状态等等。然而，一旦发生故障，其信号状态就会出现异常，导致其画面显示也异常，进而系统就会通过改变颜色或者是闪烁来予以提示。然而，可以通过将实时系统与MIS显示屏幕增加的方式，让实时监控屏幕变得更加简单，其主要的目的就是对操作人员进行系统性的监测，如果出现故障，就能够及时地通知维修工作人员，MIS显示器屏幕的改善使得维修工作人员以及无权进入到实时系统中的工作人员更便于对设备状态进行监控，进而不断完善画面的功能。

2.事件记录

将各信号定义成按照时间顺序记录的量，这样就能够获取到相对精准的系统状态变化时间。监控画面所显示的告警区域，其各个告警信息都对应一次系统状态的改变，包括站的名字、信号的名称、状态发生的准确时间。为了让维护人员分析的更方便，对发生状态改变站的名称进行点击还可以显示出其信号状态变化的具体信息内容。而记录的内容则会被完整保存，进而为后期的故障分析提供相对准确的理论依据。

3.自动告警

若仅存在监视画面，就需要运行工作人员的实时监控来及时发现存在的故障，但是很容易出现未及时发现故障的情况甚至还会出现没有发现已经出现的故障。自动报警机制是一个很好的解决问题的办法，一旦检测到故障就会立马进行警报，警报的方式是多样的：语音提醒、向维修人员手机发送短信或向其计算机发送信息。

二、可行性分析

1.监视对象

在电能计量系统结构（参见图1）上可以看出，在这个系统中最重要的部分就是电能计量终端，一方面，电能计量系统同电能表实现通信，积极采集电能数据，同时对其进行处理与保存；另一方面，电能计量系统与主站实现通信，传输数据信息，其实际运行的状态会直接对系统的可靠性和精确性产生影响。而根据实际的运行状况以及电能计量终端故障的检修与维护经验进行分析与研究，可以发现，导致电能计量终端故障率较高的原因主要有以下几点：（1）电源，在电能计量终端与电能表通信的过程中也同样会采集数据信息，同时，根据设置来形成积分周期的数据信息，而主站则以沟通的形式来获取积分周期的数据与其他方面的信息。要是在此期间电源出现故障，电能计量终端在断电的情况下是不能工作的。（2）电池，电能计量终端内部的电池，其主要作用就是在工作电源发生故障时，能够及时保存SRAM中的相关数据与参数。若电池也发生故障，那么，电能计量终端所测得的数据信息就会被删除，要重新进行配置以后才能够正常工作。但是，最严重的就是存储数据信息一并删除，这样一来，导致该部分数据的主站无法及时接收数据，使得数据丢失，而在实际的操作过程中电池是出现故障概率最大的。

2.信号的获得和传输

（1）电池告警。电能计量终端会定时对电池工作状态进行检测，如果电池电压检测的结果低于3V，就需要及时报警。而在此背景下，应及时将电池更换，进而防止工作电源与电池发生故障所造成的参数丢失，同时也避免了因为数据删除所造成的严重后果。（2）同电能表通信的告警。一般情况下，电能计量终端与电能表的通信频率就是每分钟一次，而在此时会将数据冻结并收集。如果双方无法保证正常的交流通信，那么，电能计量终端就会立即进行报警。因为，在双方沟通的过程中，不仅需要完成电能数据传输，同时，电能表的运行状态信息也同样需要进行传输。

经过上文的分析我们可以看到，要是电能计量终端在正常工作状态下会实时的监控所有测量终端的关键部位，以保证它的正常运行，一旦检测到有故障就会立即报警。我们可以对这一功能充分的利用，对报警信号进行周密的检测，从而实现电能计量终端正常工作的目的。

电能计量是一个具有输出信号功能的终端，它的输出类型是空节点类型，我们就可以把信号源定义为一种警告信号。同时还要对输出信号与实际需要的数量的有限性进行考虑，可以选择出三个输出信号，与其相对应的就是电池报警、与电能表通信报警以及其他报警。

如果电能计量终端断电不能运行的时候，无需依靠电能计量监测终端就能够实现报警输出。可以通过将信号继电器纳入到电源电路当中的方法，使电源电压有效地转变成信号节点，进而更便于对节点的观看，了解电源实际运行的状况。

采取上述方式方法能够有效地满足信号监测的相关需要，但是要想进行实时的监控，对这些信号实时传输的途径还需要寻找。在厂站一般有一个远程终端单元（RTU）或遥测数据远程传输以及本地计算机网络监控系统同SCA/DA电磁系统实时通信。上述监测信号就能够作为遥信量远动通信的实时传输。

三、工程实施和应用情况

项目计划的实施主要包括以下几个部分

1.适当修改电能计量终端软件配置。应丰富电能计量终端输出接口定义的内容，实现三个输出触点同电能表通讯报警、电池报警与综合报警的相互对应。在出现故障的情况下，对应的接触点的状态会出现异常。在监测子电源状态的时候，可以把信号继电器并入到电源线路当中，这样就能够获取电源信号的最佳状态。

2.增加远动终端遥输入模块数量，并合理修改软件配置。应合理增加远程设备监控系统控制单元以及输入模块信号，并对相应的配置进行修改，主站将会收到收集到的4个信号量。

3SCA DA / EMS系统主站的监控和提高Web应用程序的服务器监控信号，主要有两个部分：

（1）增加在控制中心的显示屏的监控图像，确保全部电能计量终端对测量状态进行实时显示，并以事件记录列表的形式来详细观察状态变化的具体时间，该屏幕显示的信息只有值班人员和电能计量终端维护人员可以看到；

（2）把WEB发布服务器增加到办公自动化领域中，运用SCADA / EMS系统内部的实时数据库系统来读取相关的状态信息，而在此过程中，其所形成的监控画面就会面向对电能计量终端予以密切关注的工作人员。

四、结束语

在国内，这种方案已经被很多的电网公司所使用，也取得了明显的效果，同时我们也要加强对该系统的研究，对出现的问题加以完善，使该系统能够更好的服务于人民。

参考文献

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