工厂内分散电度量集中上传的方案与实现

田冬明

首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063210

该公司下辖着大量的用电负荷，13 座变电站也全部采用了高度自动化的SCADA 操作系统，并将所有的遥控、遥信、遥测等量上传至调度中心集中操作站，实现了现场、远程的双重监控。现有各变电站可以通过SCADA 系统以遥脉量方式对电度进行采集，直接获取电度量信息的方式难以保证信息的完整性，不能作为电力市场计量、计费的依据。因此要求建立一套可靠的、相对独立的电度量计量系统用以存储各计量数据，并能够随时将数据上传给本地监控后台以及调度中心将数据集中计算。

安装在各个用电线路上的关口计量表计，其功能主要是用来计量该条线路的用电负荷情况，按照电力规程要求，电能计量表计在技术应满足方向性有功和无功电度量计量，四象限无功电度量计量。其作为基础的电能统计单位具有最大需量的测量和一定的储存空间，并且具备输出具有脉冲和数据接口两种输出型式，通信规约符合DL/T645 标准。公司的变电站在早期建设中，就已经对每条线路加装了高精度智能电度表，满足了上述的各项要求。

电度量远方终端(或传送装置）作为该套系统的重要组成部分，对下采集各个配送电线路的各项电度数据，对上传输送主站所需的各项电度量，起到了承上启下的重要作用，一般要求功能如下：

1）数据采集串行接口电路提供RS485、电流环和RS232等几种形式，可采集具有相应物理接口的电能表、电压监测仪等智能设备的电度量计量、监测数据；

2）数据采集脉冲接口电路用于采集脉冲表输出脉冲；

3）与主站通讯接口应能灵活支持拨号MODEM、10/100M以太网络、RS232、专线MODEM、GSM/GPRS 无线网络、光纤、电力线载波等多种通讯方式、通讯介质以充分满足各地不同通讯环境、条件的要求；

4）人机界面方便、直观、可靠，满足安装、维护和使用人员的使用要求；

5）存储体用于长时间可靠存储电度量数据和事项记录等信息，掉电不丢失。容量应能满足用户实际采集数据种类、数量和时间的要求；

6）电源的稳定、可靠性是终端可靠、稳定运行的基础，应能支持交直流双路供电、自动切换，同时必须满足现场严酷工作条件、电磁兼容性的要求。

电度量远方终端的各项功能指标，体现了电度量计量系统对数据传输、保存的各项要求。

主站端作为电度量数据处理的终点，其重要程度可想而知，但重要的程度也决定了复杂程度，考虑到公司的变电站及调度中心现状，在加装此套采集系统前，各站所都已经安装了一套比较完善的监控系统，其兼容性及数据的处理能力都达到了很高的自动化水平；调度中心的集中操控站所，在国内乃至亚洲都是极其先进的监控系统，考虑的经济及设备的兼容性，可以将电能数据通过远方终端上传至现有的主站系统，由现有的主站系统进行处理。这样不仅在工程上大大减少新建主站所需的工作量，也节省了资金。

信息通道是上述三套设备之间用以信息交流的载体，一个良好的网络信息通道，保证了设备间信息交流的完整性，对整个电度量计量系统起着重要的作用。这包括了两部分，电度表到采集器之间的信息通道和采集器到主站间的信息通道。通道间采用不同的通信方式，信息通道的接线方式也不尽相同。在连接电度表和采集器之间的通道上，比较常见的有RS232 和RS485 两种通讯方式，前者为一对一的通讯方式，后者则可以通过串联方式将多个点的数据发送到一个终端。当采用RS232接线方式时，一个采集器分别采集全站近50 个关口表数据时，明显是不合适的。当采用RS485 接线方式时，将站内的电度表串联接线后接入电度表采集器，大大节省了采集器的接口资源，同时电度表安装在每个10kV 配线柜中，配线柜柜位相邻摆放，也使得电度表串联工作变得相对容易。

在采集器与主站的通讯问题上，由于存在调度中心以及本地监控后台两个主站，这就需要根据现有情况进行分别对待，。在建设调度中心监控中心时，各站所到调度中心之间已经敷设了大量光纤通道，在配合光电转换器，以TCP/IP 协议为基础进行局域网通信，实现本地及远程的双重监控。本着减少改动节省资金的原则，采集器也可以通过该通道实现数据上传，在由调度中心的系统进行相关解析并进行所需的各项计算。

变电站监控后台系统为四方公司V2000 系统，系统内部采用了四方公司自行使用2000 规约报文，当外单位设备接入时，由于通信规约的不同，需要先将外单位设备接入规约转换器，将其他规约转换为2000 规约后解析并在后台显示。此种情况下，在采集器增设一个主站端口，以485 通道方式将电度数据接入规约转换器，由规约转换器数据解析后进入显示在监控后台上。

电度量上传调度中心的改造方案在不影响本地站所后台显示的情况下完成实现工作。及将电能表数据以RS485 串行通讯方式接入采集器，在由采集器将数据集中存储整理后通过网络光纤通道传送至调度中心，通过485 串行方式将数据接入监控后台。实现了本地监控后台和调度中心的双重监视。改方案实现了电度量采集系统与SCADA 系统的相互兼容接入，并且采集器的设计理念和功能实现也保证了电度数据的完整性，避免电度数据的不必要丢失。

[1]中华人民共和国电力行业标准 DL/T645 多功能电能表通信规约.

[2]中华人民共和国电力行业标准DL/T743电能量远方终端.