电力数据采集系统的设计与应用

纪保材

（山东南山东海氧化铝有限公司，山东 龙口 265706）

电力数据的采集需要根据一定的周期定期采集用电客户的不同用电级别和电能表记录的用电量、负荷曲线变化和功率数据等参数，并将这些用电数据进行实时存储从而实现对变电站、工业企业等用电大户的用电情况进行实施的管理和监控，电力采集系统的设计需要提高数据采集数据，降低传统抄表的数据误差同时还需要实现线路损失和母线平衡的及时、准确的计算并自动生成数据报表以提高整体效率降低职工劳动强度的同时提高经济效益，这不仅有利于电力系统的优化和完善也将会使电力运营管理更加的现代化和智能化。

1 数据采集系统介绍

电力数据采集系统采用了三大主要模块构成，分别是服务器模块和数据采集模块以及数据传输模块，这三大模块相互配合在很大程度上优化了系统设计也方便了整个数据采集系统的扩展和裁剪有利于不同用户的各种需求并将系统的性能发挥发哦最佳状态。采集系统的开放性设计采用了符合目前国际标准要求的系统平台和商业应用数据库，支持与系统相关的数据通信和相关的数据访问并能及时向这些系统提供所需要的计量数据。数据库采用的分层式跨平台式设计方式能够根据电力系统的关口表和大用户采取分别管理方式，实时采集的相关用电数据夜能够直接录入到系统的历史数据库当中，并建立与所有采集监控点、计量点的数据的定义、采集、管理相应的对应关系，通过这些数据的对应关系在实现系统采集数据的计算和处理并为系统提供数据访问功能。

2 数据采集系统组成部分

系统的数据库管理也能够使用面向电网的定义方式，这样一来数据库管理模块就具备了向电网的附属设备和电网的结构的传输功能，可以确保重要数据的及时性和准确性。确定了系统数据库的管理外还需进一步保证电力数据的可用性、准确性、灵活性要做到这些可以将系统的数据库改为双服务器集群方式，这种方式还可以支持系统的多用通信方式，方便不同的电能表更便捷的介入系统中，这既是未来网络技术发展的需要也可以支持更多的电力数据采集工具和采集方式。以支持电力市场接受不同来源的数据适应电力市场运营结算大量复杂数据的采集和处理。系统具有的方便性能够支持客户的服务器的编程应用，具有友好用户界面。使用客户还可以分级对各个时段和各个处理过程以及数据运算等参数进行定义分析、处理和结算也能够更方便的查询相关数据结果。为适用发展需求采集系统还需要具有可扩展性，这种模块化设计能够适应不同用户的各种需求或者规模的扩展，用户的系统扩大需要增加更多的计量点和采集点，系统的可扩展性使得系统增加计量点和采集点的数量就能够及时适应扩大后的规模不会影响整体的稳定性和可靠性。除了可扩充性系统还支持机构的升级和扩展能够支持软件和硬件的扩充和升级功能，实现用户的自行开发应用软件的功能。并且系统具备较高的安全性要求，具有用户权限和保密功能，具有独立的用户体系这确保了只有较高级别的系统管理员才有对其他的登录用户进行增加、分配、删除的权限，进入系统也必须使用正确的用户名和用户密码，确保系统安全防止非法登录和非法操作。

3 用电数据采集系统的搭建

用电采集系统模块灵活便捷，有较大的选择空间，以最简单的方式简要介绍整个系统的搭建过程和搭建步骤。

在计算机上需要分别配合以下几个部分完成：数据采集装置，采集装置需要根据不同的通讯方式进行灵活配置。系统的通讯模块首先连接至通讯服务器上并由抄录服务器控制通讯服务器。运行数据发送和接受程序的是数据采集服务器，该服务器接受数据后进行相应的数据计算和分析处理，也可以作为备用的冗余处理器。历史数据库服务器用于存储系统相关的各历史参数、用户信息、登录数据、设备信息和运行数据等与数据采集服务器一样历史数据服务器也可以采用两台服务器互为备用的方式做冗余处理。系统需要扩展是可以再增加WEB服务器使WEB服务器作为电量信息的节点便于相关的管理部门进行数据的浏览查询。

除了各个服务器系统还有报表处理功能用于设计和打印数据的报表，系统的数据报表具有很强大的制表、汇总数据、编制图标、计算、筛选数据、数据打印等功能，系统的这些功能非常的必要，也具有广泛的适应性。系统的还有维护工作站以便于整个采集系统的管理和日常维护和各种操作，这些工作站一般集中在一台计算机上，也可以多台服务器组成系统。

4 用电数据采集设备的选择

4.1 变电站采集终端

变电站的采集终端应用了单片机技术由开关电源、CPU电路、MODEM板、RS485接口电路和液晶显示电路组成。开关电源要选择输入范围在AC 85V～265V之间的电源，输出+5V和独立的+12V。系统的核心部分是CPU，应用了电量消耗少运行顺带块具有更高可靠性的元器件，以确保数据的采集、计算、处理、通信等功能的完成。通信采用规约库中的设计模式符合国内外主流规约。配有显示器和键盘，可以方便的进行系统设置和数据查询，系统可以设置密封防止非法用户操作使用。

4.2 大用户采集终端功能

防窃电功能：采集系统的终端电压为85伏～265伏，无论是高压还是低压用户均能够使用电压作为拆表的电源，设备的通讯天线设置在电器仪表箱内，其他超标设备也设置在其中并且可以增加铅封封锁电表和超表器，从而可以有效的防止人为破坏和更改电表实现抄表和防止窃电功能同时实现。PT断相检测和终端检测电表的三相PT，如有缺失抄表终端会在10秒内发出报警信号，这一功能也可以有效的防止非法操作PT。电子表电流平衡度的实时监测随着在电流平衡度出现波动低于警戒值也可以发出报警信号，为了避免用户临时停车造成的负荷降低而产生的误报警，系统可设置最小电流，当用户电流低于该设定值时可以不发出报警信号。这一功能仅仅适用于电子表，能够确保不会发生非法操作。系统设置的高负荷、低负荷报警对于负荷稳定的用户也可以设置一个最低和最高负荷，当负荷低于低值或高于高值时就可以发出报警信号。线路损失分析将线路上各分路上的数据实时汇总到主站和变电站采集的数据一起由主站软件形成分析报告和线路损失统计指标报表。

5 结语

电力采集系统需要满足电力用户的相关数据采集和计算分析以及用电参数的实时监控同时还需要对采集到的信息和数据进行汇总、加工、分析深度挖掘内在需求为供电公司提供更及时有效的数据信息，充分发挥采集系统的及时性、灵活性和准确性的技术要求，未电力发展提供准确可靠的数据，未企业管理人员的决策提供可靠数据支持，便于及时分配各种资源提高企业的效率和经济效益。