基于新时期营业电能计量自动化的应用研究

杨志学

[摘要]随着各级电力市场逐步建立，势必对电网的运营和管理提出新的要求，为提高服务质量和经济效益，电力部门推行“一户一表”、“抄表到户”等合理的用电政策势在必行。为满足电力市场的运营要求，达到减员增效的目的，我们必须建立一个可靠实用的营业电能计量自动化系统。

[关键词]新时期营业电能计量自动化研究

中图分类号：TM92文献标识码：A文章编号：1671－7597(2009)02101 18－01

一、实施营业电能计量自动化必要性

实现营业电能计量自动化，改变人工抄表、手工录入的现状，使多个工作流程结合一起，一步到位，实现分户分时打印电费单，提高营业部门的工作效率，且对大用户实现负荷管理、线损分析统计和母线平衡的动态监测以及电量的统计、结算、计费和考核，是电力市场技术支持的重要组成部分。

针对各局目前实际情况，系统设计应以组建容易、快捷实用为主，确保数据采集和储存的完整性、及时性、准确性、安全性和可靠性。能满足电能计量的要求和未来发展需要，具备实时监控功能，能实现小区性的负荷监测、电能量的统计和考核计费；同时系统应具有良好的开放性，能支持不同类型的表计，并能和MIS系统、SCADA系统进行数据交换，进一步提高营业部门的自动化水平。

二、营业电能计量自动化的设想

在电力营销业务中，电费结算的首要环节是抄收电能表计的窗口值。抄表主要分为变电站抄表、大用户抄表和居民表抄表三种形式。而不同用户层具有不同的抄表特点，所以要实现营业电能计量自动化，并非通过某个单一的远抄采集系统简单集成就能完成的。

(一)自动抄表系统的构成。远方抄表系统一般由电能表、站端采集装置、通讯通道以及主站系统四部分组成：

1．电能表：有脉冲电能表和机械电能表两种，脉冲电能表可输出标准脉冲信号，而机械表需将用户用电量通过光或磁的方法转换为标准脉冲信号。

2．站端采集装置：完成电表的电量数据采集，并可与主站通信。根据系统具体特点，有些系统还增补通信集中器设备，采集器主要进行数据采集，由集中器完成与采集器的数据通信，向采集器下达电量数据冻结命令，定时循环接收采集器的电量数据，并与主站进行通信，将用户用电数据传送到主站。

3．通信信道：上行通道：指的是集中器与主站之间的通信线路，可以采用电话、无线、专线等通信介质；下行通道：指的是集中器与采集器之间的通信线路，主要有485总线、电力线载波两种通信方式。

4．主站系统：定时或随时抄收商户或居民电表的电能量数据，进行数据分析。

针对不同用户层的特点，我们可充分利用现有设备，建立各用户层的远方抄表自动化系统，完成其本身业务范围的抄表功能。

(二)大用户抄表系统。目前各局对10kV线路开关、工业用户、公用配电变压器，主要利用现有的无线电电力负荷监控系统进行监测和控制。其不仅能实现监视用户负荷、催缴电费、计量监察等功能外，还可实现远程抄表。

(三)数据采集器系统。电表数据采集器适用于大、中、小用户计量点电能量的自动采集和处理。其既可测量表计的脉冲，也可通过RS485总线直接接收电能表的串行编码。采集器周期性采样电量数据，能适应不同表计的脉冲来源；能与远动／负控共享同一路电表脉冲信号；双电源供电；能与用户共享同一电话线路，实现当地的数据处理及向计费主站传递电能量信息等。系统将电网中各个分散计量点的电量数据传送到局主控中心，主控中心根据这些数据生成供用电管理所需的各种报表和曲线。数据采集的主要途径通过采集器定时主动上报，有效降低了系统的运营成本。目前该系统已建立了完善的远抄管理机构，不断加强运行管理、完善户务资料，对电量异动进行有效的监督和报警，能及时发现和解决问题，方便维护人员分析排障，并采用分层通信技术，适应不同的通信环境，进一步增强了系统的灵活性。

近年来，随着电子技术的高速发展，电能采集系统也呈现出数据分析与数据采集分离的发展趋势，采集设备要求自适应多种数据源接口；传输通道要求配置灵活，用户可选用无线，有线MODEM，GSM，宽带等多种通道信道；采集设备要求处理速度更快、数据精确性更高、存储容量更大，设备可靠性更高。新联电子根据电能计量自动化系统的发展需求，不断推出电能采集终端新品，并提供远抄自动化更全面完备的系统解决方案。

(四)居民集抄系统。居民集抄系统的特点是电表数量大，单个表计采集数据量小。通常有两种需求，即供电部门的需求和居民小区物业管理部门的需求。集抄器与电表之间的通信一般采用电力线方式，充分利用了现有的电力线为通信媒介，采用载波进行数据通信，具有不必集中装表、不受环境条件限制、施工简单、综合成本低等优点。

居民集抄器一般采用电话线、PDA手掌机方式，也可利用配变监控信道，将小区数据并入营业电能计量自动化系统中。

(五)变电站抄表系统。变电站远程抄表系统作为电力经营市场化的产物，是近几年我国供电企业的新兴投资热点之一，近年来开始进入实质性的规模化建设阶段。传统的关口数据采集从人工抄表发展到通过采集脉冲累计电量，实际运行表明，系统存在采集精度和信道可靠性等方面的问题。

新型变电站抄表，一般通过RS485接口采集表计窗口值，变电站抄表具有数据量大，电表个数多的特点，因此要求采集设备资源更多，设备性能更高。通信信道一般采用光纤信道，并可配备备用信道，由关口电能采集工作站统一管理。

新型变电站远程抄表系统，应满足如下功能：能准确、快速地采集电网结算、考核所需的电能数据，减少人为错误，提高数据的采集效率和同时可比性；能向供电企业的经营者及时反映电网经营状况，降低网损，实现经济效益最大化；为发电厂上网电量的发电计划考核和变电站专线用户的电量需求分析提供准确详尽的数据，使发电计划考核更规范和电力负荷预测工作更科学；可将数据发往调度自动化主站系统，实现经济调度；同时可通过自动化系统的Web服务器发布数据，实现变电所电能量监视的数据化、实时化和网络化。

三、结束语

电力营销效率的提高，取决于营销部门对配网信息、用户的现状和需求的了解程度，对专用负荷、公用负荷、居民负荷等数据分门别类加以采集分析并有效利用。但用户负荷在系统内由不同的部门归口管理，传统的做法形成了各自为政、互相割据的采集系统，数据利用率低、难以统一分析，一些经常性业务如线损统计、负荷预测等难以开展。应该指出，实现营业电能计量自动化，并不是将原来不同专业系统进行简单叠加，而是充分利用各专业系统的数据共性，针对电力企业需要，对数据进行集中存储和统一分析，提高数据利用率。

目前各电力公司已经意识到营业电能计量自动化的重要性，正在逐步建设，各局根据自身的实际情况和管理模式，采用整体规划、分步建设的思想，结合电网改造工作，先试点后推广，逐步建立符合要求的营业电能计量自动化系统，从而不断推动用电管理现代化工作的顺利进行。