电量采集终端及电能表远程对时研究及应用研究

荀漪 马良

【摘  要】当前随着我国城市化进程不断加快，人们对于电力资源的使用和需求也越来越高。并且在科学技术水平日益提升的背景下，人们已经步入到了信息化时代，各行各业都注重科学技术手段的融合。其中，对我电力部门来说，电量采集终端及电能表远程对时改变了传统的数据采集工作手段，并且随着科学技术的发展，电量采集终端还将发挥更多的价值。

【关键词】电量采集终端;电能表;远程对时;研究

引言

现阶段，电量采集终端已经逐渐取代了传统以人工为主的工作方式，而电力资源的使用计量以及电量结算等数据都要依靠当前的电量采集终端获得，因此可以说电量采集终端系统的可靠程度直接影响了用电数据收集的准确性。下面，本文将进一步对电量采集终端及电能表远程对时研究及应用研究进行分析。

1.电量采集终端的概述

在对电量采集终端及电能表远程对时研究及应用研究前，文章先对电量采集终端的工作原理及作用进行概述，以便于下文更加全面地分析电能采集终端。在以往的点亮采集信息收集工作中，都是依靠人工到现场应用红外掌机对用电信息进行测量，这种方式不仅需要人工到指定位置进行工作，且工作方法过于繁琐，不仅影响工作效率，同时信息准确度也存在一定的误差。针对这一工作情况，我国电力部门迫切需要应用科学技术手段来完善这一工作，因此基于电力系统通讯协议的电量采集终端系统由此诞生，通过这一设备可以实现对用电信息的远程采集，并且应用电能表进行对时，能够确保时钟的一致性，从而使所采集的用电信息数据具备时效性。除此之外，基于电量采集终端进行工作，不仅极大程度上提高了工作效率，还通过确保数据的准确程度提高了工作的可靠性。

2.远程对时方法设计

随着科学技术水平的发展，电量采集终端也在逐渐完善，电量采集终端系统作为当前我国电力部门重要的设备系统，其组成是由轨道卫星（GPS、北斗卫星）、卫星信号接收装置、GPS或北斗卫星同步时钟装置、主站、调度数据网络（光纤）、电量采集终端、电能表这七部分组成（如图1实物连接关系所示）。

其中，地球軌道卫星的作用是对地面上的前置机进行定位，以确保前置机的位置信息能够实时传输到主控系统中，而前置机与电能采集终端的连接则需要依靠调度数据网络，即光纤进行相连，从而保证信息传输的时效性。当前置机与电能采集终端确认相连接后，电能采集终端将会接收前置机所发出的指令，应用电能表对用电信息进行准确监测。经过对图1实物连接关系观察可以发现，主站与电能采集终端之间的连接是由光纤完成，因此这也在一定程度上增加了整个系统的不稳定性，因此如何确保连接稳定性以及信息传输效率，是当前电能采集终端优化的重点内容。

3.主站对电量采集终端远程对时的实现

在分析完上文远程对时方法设计后，下面将针对主站对电量采集终端远程对时的实现给出相关的方法：

3.1时钟同步传统解决方法

在校对时间的过程中，对时间传输过程种所产生的时间差进行预判，并作出相应的提前量，在返回命令的过程中也将时间延时进行预算，提前发出命令。并且在下发对时命令那一刻，下达命令的时钟需要将其时间设定为实际时间后再加上信息传输延时的时间，在二者相加后所得出的时间为命令下发的最终时间。但是这一方法的不可靠之处就在于信息延时并不是每一此都相同，在一些情况下命令延时可能会超出正常延时的情况。

除此之外，还有一种对时技术。该技术是基于PTP协议和NTP协议，此协议种的内容详细地规范了对时过程中所采用的计算方法，以确保对时的同步性和精确性。但是由于协议中的内容仍处于理论研究阶段，且不具备完整的实际研究项目结果，以至于在复杂的电力系统通信信道中，无法实现以上两个协议中的内容。并且基于这两个协议还衍生出许多对时技术，但是都由于建设成本较高，且系统操作难度较大，而无法实际推广。

3.2TDPTP时钟同步原理

该原理主要分为同步计时和延时计算两个步骤。这两个步骤的主要操作引导就是以才采集前置机的主时钟，通过光纤与电量采集终端的子时钟进行连接，二者之间互相发送时间信息，并且发送方式为互相往返发送，即在接收信号后再传送回对方，通过这种往返计时的方式来计算二者之间的时间差，从而根据时间差来调整设备时间以使二者达到同步的目的。

4.基于TDPTP远程时钟校时流程

4.1电量采集终端及电能表的远程时钟对时流程

在基于TDPTP时钟同步原理确保前置机与电量采集终端系统的时间同步情况下，还需要对电量采集终端及电能表的远程时钟进行对时。此时电量采集终端开启对时功能，确保电量采集终端时间准确性的前提下，与电能表进行对接，检查二者之间是否存在误差。如果时间误差较大则返回主站巡测采集终端时间，再次对时间进行核对后与电能表进行连接，以确认主站、电能采集终端、电能表三者的时间为同步结果。

4.2应用成果分析

在基于以上理论性研究后，对于存在误差的变电站和电能采集终端进行了相关调试。通过基于TDPTP原理进行调试后得到的结果为电量采集终端时钟的召测成功达到100%，而其中有趋近于85%的电量采集终端达到时钟同步结果。在这里有五台系统是由于信道原因产生误差，对这五台系统进行二次调试后，使它们也达到了时钟同步性。由此可见，电量采集终端、电能表、前置机这三者的时钟同步结果都可以通过基于TDPTP原理进行重新校对。

结束语

综上所示，当前电量采集终端已经成为我国电力部门主要采用的机电设备之一，电量采集终端与电能表的时钟同步性确保了所测得的用电信息准确性。而针对产生时钟误差的设备，应用传统的时钟同步方法仍处于存在误差的阶段，因此基于TDPTP原理所产生的新的对时方法经过实际效验后，证明了其可应用性，通过该方法确保了时钟同步的准确性，并且减少了人工操作影响工作效率的情况。

参考文献：

[1]张利花，伍祥，陈旭，杨琦，程志强，张超，马智强.电量采集终端及电能表远程对时研究及应用[J].宁夏电力，2018，05：48-52.

[2]曲胜男.电量信息及电能质量在线监测管理系统研发及应用[D].东北石油大学，2014.

[3]虞东晨.用电信息采集系统的应用与研究[D].青岛科技大学，2018.

（作者单位：国网陕西省电力公司西安供电公司）