电能量采集系统功能实现浅析

弋松立

(四川省电力公司达州电业局，四川达州635000)

0 引言

电能量采集系统是电力运行管理部门对发、供电量，联络线交换电量，网损、变损、线损电量及分时、分类电量的采集、监视、分析并完成数据传输和统计结算，以及在电量系统进入电力运行市场后，考虑制定预测发、售、购电量计划，提供电网经济运行基础数据的自动化工具。能实现电网各采集点、计量点、考核点电能量数据的采集传输和储存，并满足电网重要关口电量准时检测，变电站母线电量平衡分析，为电气网络监控系统和信息管理系统提供完整、准确的实时数据。

供电部门电能量采集系统主要由:电能量采集主站系统、传输通道和站端电能量采集装置三部分组成。主站系统提供完善的电能量数据应用平台，系统依靠网络技术、数据库技术、存储技术、Web技术、面向对象技术和组件技术，对所辖变电站电能量数据进行完整、准确、及时、同步的采集，同时进行电能量数据的各种统计、计算和分析，实现电能量数据的各种应用，以满足各部门应用的需要，下面我们对各个组成部分的功能进行简要说明和分析。

1 主站系统

1.1 系统的主要功能目标

采集系统实现的主要功能目标是，基于公共信息模型建立输电网、变电站标准模型，对电网设备、电量量测进行统一的定义、描述和关联。

录入并管理变电站采集终端、电表信息;关联采集信息与电量量测;集中管理不同控制区域的不同数据的流程处理;集中管理不同岗位的用户权限，实现所有业务流程的操作、审核、确认等处理的管理机制。

录入和处理包括更换互感器、换表、电量追加、旁路代供、线路投停运行方式、线路更名等业务;平衡台帐、关口模板报表;统计各种供售电量、平衡率，并自动体现相关业务对统计的影响。

提供所有数据、报表的Web发布，使供电局各部门、变电站均可通过Web服务查看自己权限允许的数据和报表，并进行权限允许范围内的业务操作和电能量数据管理及应用。

1.2 主站系统硬件组网

主站系统采用网络分布式结构，可正、反向隔离装置实现内外网业务分离、数据同步。

主站系统由主网内网、前置采集网、外网三部分组成，如图1所示。按二次防护要求部署，数据采集和处理在内网进行，数据发布和应用在外网进行。

系统主网内网由网络交换机、数据存储网络、维护工作站、处理应用工作站、前置采集服务器、网关服务器等组成。

数据存储网络主要负责对所有描述档案、采集数据、统计计算数据、用户权限等信息的保存。

维护工作站负责完成电能量采集及基本管理信息的管理、录入和维护。前置采集服务器主要负责准确、完整、及时的采集各终端数据。

主站系统采用双机均衡负载模式，通道以专线为主，正常情况下主机负责调度，双机同时采集，异常情况下单机完成所有任务，同时可实现自动或人工主机切换。

系统主网外网由网络交换机、正反向物理隔离装置、镜像数据库服务器、Web服务器、网关服务器、报表工作站等组成。考虑到网络部署的方便性，可与局域管理信息网分别组建，也可集中组建。

正反向物理隔离装置是实现Web外移的主要部件。数据库服务器能对内网同步到外网的档案描述、电量数据、外网管理等信息进行保存;Web服务器在信息管理系统范围内提供Web服务，同时完成电表台帐管理、业务变更等操作，完成所有电量应用。

报表工作站对系统所有平衡、关口、电量报表等进行定义、预览;网关服务器负责与其他系统进行连接，同时运行二次安防外网传输平台。

图1 系统结构图

2 传输通道

根据变电站电量终端支持的通信方式和现场实际条件，主站系统与远方电能量采集终端之间的传输通道可由网络、专线、电话拨号、GPRS等方式相结合，有多种通信方式的同时存在和热备用。电能量采集终端与电能表之间直接通过RS－485口进行数据传输。

采集工作站、维护工作站等设备的数据采集和处理工作，在各供电局变电站的电能量采集及管理装置中进行。

供电局配置有能量采集装置及管理工作站，通过调度数据网与电业局系统内网连接。这样使得相关基本信息的设置、录入和数据维护、采集通道的建设和维护在各供电局进行;整套平台的运行机制、数据处理、数据存储、数据备份、二次防护等在电业局主站进行。

不同变电站根据不同通信条件使用不同通信方式，应满足“硬件集中、软件集成”的基本原则，达到简化接口、数据统一管理的效果。同时对采集点多、分布广的计量点管理、通道维护、数据维护等工作又分散到各供电局进行管理，有利于(这里需要加定语)建设和维护。

3 电能量采集装置

电能量采集及管理系统的前置采集子系统，主要与变电站专用电能量采集装置通信，实现装置数据的完整、可靠、及时、同步、准确的采集，为后续数据处理、电量应用提供可靠的数据源。采集及管理主站系统的数据来自于变电站采集终端，其数据处理类型主要受采集终端的影响，采集终端数据又来自多功能电能表，三者的数据处理类型关系如图2所示。

图2 电表终端主站系统数据类型关系图

3.1 系统数据采集方式

系统数据采集方式有自动定时采集、自动定时补采、人工采集相结合的方式，以确保数据采集的完整性。

3.1.1自动定时采集

根据系统的采集周期设置，自动定时对各终端所有数据进行自动采集，对采集失败情况系统进行失败任务记录。

3.1.2自动定时补采

在采集周期内系统自动对失败任务进行补采，若在多次尝试后仍然失败，系统将该任务记录到历史失败任务中。

3.1.3人工采集

人工可对采集失败的历史任务进行查询、单任务或批量进行采集。

3.2 电能表

电能表是电能量自动采集系统的基础设备，数量众多，提供的数据信息非常庞大。

电能表与电能量采集系统之间能进行自动对时，实现统一时钟。就每个多功能电能表而言，其电能量数据包括正向有功、正向无功、反向有功、反向无功等四个测量点，每个测量点在某个时刻又存在总、峰、平、谷、尖等数据类型。

上述数据类型具体解释如下:

基值——测量点每天结算点(一般为零点)的窗口值，包括总、峰、平、谷、尖;

窗口值——某个时刻测量点上述数据类型的瞬时值，支持总、峰、平、谷、尖;

表计状态——指每个采集间隔终端与电表的通信成功状态;

最大需量——主要针对月最大需量;

断相失压——包括断相断流次数、总次数、开始时间、结束时间等;

表计时间差——指表计时间与终端时间的差异，一般一天一个数据;

终端状态——每个采集终端保存一组值，包括最近监测的电源状态、采集板状态、通信板状态等，最近停电时间、上电时间等。

4 结束语

电能量采集系统是一个较为复杂的系统，涉及到软件、硬件和其他建成系统进行通信、连接的各个环节，并与电力企业的管理模式，电力市场的运行方式紧密联系。随着电力科技的进步，逐步探讨解决在电能量采集系统建设中出现的问题，不断完善各项性能和指标，切实满足电力市场运行规范的要求。

［1］汪洋，赵奇.配电网电能量采集管理系统应用中存在的问题及处理措施［J］.河北电力技术，2010，(6).

［2］龙生平，唐沂成，王小梅.电能量采集系统信息集成及功能拓展研究［J］.宁夏电力，2010，(1).

［3］王莹康.地区电网电能量采集系统建设与应用［J］.电气时代，2008，(11).