浅谈电力企业中的电能量采集系统的设计

闫玉琪　李志刚

【摘 要】电能量采集系统是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以达到支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等功能。电力企业建设电能量采集系统，是企业实现信息化建设和营销计量、抄表、收费标准化建设的重要基础，是提高电能质量、提高管理水平、提升服务能力，提升品牌价值的必然选择，将推动企业发展实现历史性跨越。本文通过分析新疆天富热电各级公司和各类用户需求，提出一套具有天富区域特性的电能量采集系统总体设计方案。

【关键词】电力企业；电能量采集；采集终端

0.引言

电能量采集系统的发展是随着电力工业的体制改革，电网的运营和管理已逐步走向商业化而开始的。在过去十几年的时间里，逐步发展完善，并取得了一定的成效。现在运行的电能量采集系统对采集终端的研究已经比较成熟，完全能满足各种不同类型的用户的所有表计对数据同步采集和存储的要求。主站系统中相关软件的幵发相对比较落后，需要加大投入力度。新一代的主站系统需要能胜任不同电压等级、不同系统规模的应用需要。本文设计天富电能量采集系统将在总结以往建设经验的基础上，从提升用电服务能力的角度出发，充分考虑政府、相关产业和电力用户的要求、满足双向互动用电服务对系统功能的需求并具备拓展空间，统一技术方案、技术标准和管理规范。

1.天富热电电能量采集现状

新疆天富热电股份有限责任公司主营发、供电、供热、供天然气及煤炭生产、销售，担负着石河子垦区的电、热、气集中统一经营及大部分煤炭的生产经营管理，也是新疆唯一一家热电联产，水火电并举、发、供、调一体化的能源工业企业。目前公司电能量采集现状如下：

（1）供电公司用电营销科所管辖的变电站有12座（110kv：8座；35kv：4座），关口表308块。

（2）农电公司用电营销科所管辖的变电站26座，关口表241块；台区总表164块。

（3）目前抄表情况为人工抄表，供电公司关口表数据每月25号抄收；而台区用户数据每月17号抄收，不能实现实时采集，线损无法统计。电厂的关口表数据处于无人抄收状态。

（4）供电公司采用线路线损考核；台区没有总表线损无法进行考核，因不在同一梯次上，既有高压又有低压用户，只能靠人工算费。（没有考核表）

（5）农电公司有台区总表，线路比较规范，线损统计有依可查。

（6）调度所热电联产电厂关口表计量相对准确，热力公司关口表计量不完善，造成数据统计不统一。

2.总体构架设计

2.1系统的逻辑构架

电能量采集系统从逻辑上讲包括主站层、网络通信层、终端设备层三个层次。

主站层又分为综合应用层、业务处理层、数据处理交换层、前置采集层四大部分。综合应用层，利用各种数据完成基础应用和一些高级应用。业务处理层，完成营销各种业务处理逻辑、主站运行维护管理功能；业务处理层，完成营销各种业务处理逻辑、主站运行维护管理功能；数据处理交换层，主要用于存储档案数据、采集的现场数据以及运行数据，对业务需求数据的预先计算，抽取存储综合应用数据，与外部营销、调度自动化等系统接口交换数据等；前置采集层，接入终端进行通讯。按照既定通讯协议解析数据，并对数据进行初步处理；并且对远程终端的通信进行管理和调度。

网络通信层是连接主站与采集设备之间的纽带，提供各种有线和无线的通信信道，为主站和终端的信息交互提供基础。主要采用的通信信道有：GPRS/CDMA无线公网、PSTN以及光纤专网、230MHz无线专网。

终端设备层是电能量采集系统的信息采集层，负责收集和提供整个系统的原始电能量信息，该层又可分为计量设备子层和终端子层。计量设备层实现用电计量等功能；终端子层收集计量设备的信息，并处理和冻结有关数据，通过通信信道实现与上层主站之间的信息交流。

2.2系统的物理构架

电能量采集系统从物理结构上讲包括主站、通信信道、采集设备三部分。

主站是通过通信信道发出数据采集、存储、分析、管理的各种指令，从而管理整个系统。它主要由数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器、前置服务器、接口服务器、工作站、GPS时钟、防火墙设备以及相关的网络设备组成。主站部分应该独立组网，它与SCADA、MIS和其他系统以及公网信道通过防火墙进行安全隔离，从而保证系统的信息安全。

通信信道是指系统主站与终端之间的远程通信信道，主要包括GPRS/CDMA公用网络信道、PSTN以及光纤专网、230MHz无线电力专用信道等。

采集设备是指安装在现场的终端及计量设备，主要包括专变终端、可远程传送的多功能表、集中器、采集器以及电能表计等。

天富热电电能量采集系统在公司侧建设一套主站系统，各分公司工作站通过公司内部专用的远程通信网络接入系统。前置机通讯部分与业务管理部分进行网络分层管理，对公网信道采用防火墙进行安全隔离。

3.系统功能构架

通过对天富热电各层面对电能量采集系统的应用需求分析，系统实现的总体框架可归纳为“一库三平台”：统一的数据库管理、业务应用管理平台、综合应用管理平台和终端通信平台。

3.1统一的数据库管理

所有数据存储统一在统一的数据库服务器系统和磁盘阵列上，采用统一的数据库管理系统和统一的外部数据交换。后台数据库用于存储档案和采集数据，根据数据的应用特性，采用关系数据库存储数据。具体功能包括：档案、参数数据存储；原始数据的存储于备份；应用数据的计算与存储；多维数据分析与数据挖掘；数据发布。

3.2业务应用管理平台

实现系统的实时运行监控，对档案的管理、随时抄表、终端实时报警、错峰分析、负荷控制的功能。具体功能有：数据采集与处理；设备监测与工况管理；档案管理；系统管理；设计处理；开放的数据交换平台。

3.3综合应该管理平台

针对具体的应用功能实现业务逻辑的灵活封装，满足不同业务部门提出的具体的业务功能需求。可以方便的和电力营销系统、其他系统的相关模块进行集成，实现系统应用后的科扩展性。具体功能包括：四分线损计算；各级电量统计；四分线损报表发布；报警分析；需求侧管理；系统管理。

3.4终端通讯平台

能够同时支持不同设备供应商提供的厂站遥测终端、负荷大客户专变终端、配变终端及低压集中器终端等计量自动化终端的远程接入，支持通过手持抄表设备采集到的现场数据的导入。

4.结论 （下转第390页）

（上接第378页）在当今计算机技术、网络技术和通信技术的迅猛发展情况下，电力企业要取得好的经济效益和社会效益，应该大力发展企业的信息化。电能量采集系统是建设是电力企业实现信息化的重要补充，对提高电网管理水平、强化科学决策具有积极的指导意义。 [科]

【参考文献】

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