探究智能化数据采集系统在电力系统中的应用

陈晓林 吴雯雯

（烟台东方威思顿电气有限公司，山东 烟台 264000）

引言：通常情况下，通过电气智能局域网实现配电网部署，是电力系统的自动化发展过程中重要的组成部分。智能数据采集系统能助力电力系统的自动化的有效达成，该系统通过构建电气自动化局域网，能提升电气系统稳定性，且实践证明，该系统在实际应用中取得了良好的效果

一、智能化数据采集监控系统概述

（一）数据采集监控系统

数据采集系统一般由监控、无线通信、电缆等子系统组成，可以在串行扫描下查询不同的RTU，保证查询终端RTU主站信息的准确性。数据采集监控系统的运用模式，多数都是在不同的RTU 站（远程终端系统）中完成，所以任何问题都能够进行明确，主要在RTU 站中进行反馈，主要从第二或第四线路上部，负责RTU 助手的通信电路辐射。在这种操作模式下，不同的RTU 站彼此独立存在，并且可以分配许多单回路发射机。一般来说，公共通信线路有多个不同的分支RTU，不同的分支负责不同的功能。这种电缆可以利用载波机增强功率，利用RTU数据完成不同轨道上的查询和反馈工作。在不同的通道中，数据采集监控系统每秒的传输速度高达39600 比特，可以持续响应信息量且延迟较低。该系统的优势之处在于，不同的RTU 只受分支持续时间的影响，但这种通信模式往往会消耗更多的成本。通过必要的断路器操作或主站的各种命令，检查操作顺序，避免误操作。无论是电力监控还是数据采集系统，都要设计和谐的人机交互界面。除了硬件设备外，还应定义和实施上述方案。人机界面的主要功能是快速清晰地传递图像，明确最合适的操作方法。模拟屏之间的关系也可以选择CRT系统，因为模拟单盘的投资和改装成本以及能源都在增加。然而，分布式仿真面板可以传输到电力系统网络，此类信息是无法在单一的CRT 显示器中实现的。

（二）智能数据采集监控系统

1.分布式RTU

分布式RTU主要包括（1）远程信号装置rsi32、（2）远程传感装置rcm32、（3）远程控制装置rcu16、（4）远程脉冲装置rpa23。这四个部分分别具有遥感、远程信号、远程脉冲和远程控制的功能。Rsi32 远程信令装置主要用于电信智能网。它是一个收集开关值的设备，该设备能够同时对32 路无源开关量信号进行采集，利用上级管理系统以及RS-485 通信，能够实时将现场保护动作信号、断路器状态等信息反映出来，同时还能够对SOE 信息进行储存，对开关量变化进行实时记录。RSI32 遥信装置主要通过光电隔离输入，能够形成对内部电路的保护，避免内部电路受到外部强电压输入的影响从而导致电路损坏。RCM32 遥测装置是电气智能局域网的模拟采集装置，也是一种很长好用的变电站监控系统模块，用于通过连接变压器、变送器等元器件，该设备可以采集电流、电压、功率、温度、湿度、压力和流量等模拟信号。遥测装置本身可同时采集32 路电流信号，其可以是0～20mA 也可以是4～20mA DC 电流信号，通过RS-485 总线与上级管理系统通信，上传各种现场模拟信号。此外，RCM 32 可直接与abb ins 变压器配合使用[1]。Rpa32 远程脉冲装置可同时采集32 路无源脉冲脉冲信号，统计有源脉冲电能表和无功脉冲电能表的脉冲数，并将计数值定期存储在flash RAM 中，可避免掉电后数据丢失的问题。Rpa32 远程脉冲装置还可以通过光电隔离输入对内部电路进行保护，防止在外部高压电源输入的情况下，内部电路受到干扰信号的影响，导致内部电路损坏。

2.PMC916 电力监测与控制装置

Pmc916 这一装置在智能化电力系统中有良好的应用效果，能够实现对电力参数的监测，凭借该装置具备的输入监测能力，不但能够实现对各开关量状态的监测，还可以监控各种远程信号的转换。凭借其输出功能，便于用户进行远程操作，另外也能够对监控以及控制等程度进行操作,控制整体远程信号的转换过程。凭借其输出功能，继电器可以实现用户的远程控制操作，并可以控制和监控程序和电源超限。PMC916 带有一个液晶显示屏，可以利用键盘进行画面切换操作，供用户自由对显示内容进行切换，真正意义上实现人机交互。凭借键盘操作功能，用户能够逐页进行观看，掌握全部测量和计算的数据以及相关参数，当然也能够对相关参数进行设定。PMC916 监测的全部电气量数据、用户设定的参数都不需要利用计算机输入口令，在修改设定值或者进行本地操作的时候可以设置相应口令。在PMC916 装置内部设置有两个MCU，这两个MCU 分别承担主控管理和显示管理的责任。显示管理主要针对PMC916 装置的显示屏、键盘等操作进行管理，它们可以利用装置的内部总线进行互联，实现信息的实时交换[2]。pmc916 装置的输入输出系统主要包括控制输出、模拟输入、光输入三个接口管理环节。这三个环节与主控管理使用内部总线进行信息交换，并在内部总线的作用下接收工作和控制指令。pmc916 设备与监控系统之间的通信可以通过can 通信接口和RS-485 实现。

二、PMC916 装置的优势分析

（一）具有强大的通信功能

Pmc916设备以Hilon B和Modbus RTU为主,是一种面向用户应用的开放通信协议，Pmc916 和pmc916-c 两种装置都支持两种不同的通信接口。Pmc916 或pmc916-c 还可以支持两种不同的网络通信协议，因此，这样的设计增添了装置的可行性，可以为各种计算机监控系统提供信息交换支持，且与pmc916设备之间的信息交换非常便利[3]。

（二）具有强大的输出与输入功能

Pmc916 采用的是4 路继电器和8 路隔离开关，在输入和输入方面，pmc916 装置可以同时实现多个数据的输入和输出，功能强大。

（三）具有强大的抗干扰能力

这种电力监控装置所消耗的电源功率非常小，一般在15 瓦左右。同时PMC916 针对各类恶劣环境有较为强大的抵御效果，对外部干扰信号有较强的抵抗性，所以在数据输入或输出的过程中，数据的准确性不会很难受到外部因素的干扰，并且外部因素也不会对数据输入和输出的时间造成影响。

（四）具有强大的测量功能

PMC916 装置的测量功能，主要针对电力系统中三相电流、三相电压；每相及系统频率、总无功功率；总有功和无功电度等进行测量。并且PMC916 装置能够在进行远程遥控的过程中，同时对相关设备所涉及到的数据进行实时监控。

三、低压电力载波集中抄表系统的应用

（一）在抄表工作的应用

在引入智能化数据采集系统之后，负责抄表的工作人员只需要坐在办公室就能够读取电表数据，从根源上节省了电力系统运行过程中劳动成本的投入。因为在引进了智能化数据采集系统之后，工作人员不需要亲临现场进行抄表，所以无论在哪个时间点工作人员都能够选择或轮换抄表，这就有效降低了轮换抄表、人工抄表的难度，避免传统抄表中工作人员频繁登杆面临安全风险。所以在电力系统引进了智能化数据采集系统之后，提高了拆表工作的效率和安全性，同时在电能表数据采集上，准确性也进一步得到了保障。同时，在智能化电力数据采集系统的帮助下，还能够实现对相关数据的自动化采集，不仅能够满足抄表的基本需求，能够还可以降低由人工抄表导致的线损波动问题。

（二）在预付费工作中的应用

在应用了智能化电力数据采集系统之后，如果有用户欠费，系统凭借自身通信功能进行自动判定，随后会选择自动挑战。在用户完成缴费以后，系统还可以自动开机，用户付费后，立即恢复正常用电，这样一来，就避免了因为人工操作所带来的延迟，降低停电对用户使用造成的风险。此外，该系统还可以连接交换预付费和营销收费系统[4]。既解决了用户以往经常遇到的电费收取问题，又能满足用户24小时用电需求。尤其是对于一些不会使用IC 卡的用户来说，在缴费过后系统的自动合闸功能为用户正常用电提供了更为便利的条件。

（三）在信息发布工作中的应用

在基于智能化数据采集系统的电力系统在运行过程中，能够实时将用电信息通过短信的形式发送到用户的手机，便于用户随时了解自己的用电情况。抄表的工作人员也不需要挨家挨户地进行发单，或者将缴费通知单送达到每一位用户的手上，在这样的情况下能够有效降低欠费停电的概率，进一步保障了用户正常用电。尤其是还可以降低供电单位的电量损失，进一步维护了供电单位的利益，避免电力系统在运行过程中给供电单位带来不必要的麻烦。

（四）业务扩充与农村抵押配网的应用

智能化数据采集系统对规范用电负荷创造了良好的条件，通过系统中三相负荷的平衡分析，用户可以自主查询三相负荷的实际分布情况。如果新安装的负荷需要扩容，可以有效避免因单次超重或盲目操作造成的线损。其次，智能数据采集系统的应用丰富了原有农村配电网的运行模式，不仅改变了传统的三业务维护模式，同时凭借智能化数据采集系统精准化以及数字化的优势，能够为线路三率管理创造更为良好的条件，实现对电力资源的有效配置，为电力系统运行、管理创造更加良好的条件。

结语：新时期在电力系统朝超高压、规模化方向发展的过程中，人们越来越重视电力系统运行的安全性和稳定性，同时对电力系统运行的成本投入也非常关注。在应用了基于分布式RTU 和PCM916 装置的智能化数据采集系统之后，利用不同的RTU主站能够实现对电力系统的远程监测和控制，还可以实现对更多配电设备的远程监控。尤其是该装置能够实现对单个电路的监测，从测量的范围来看也更为广泛，也具有很数据精度高的特点，能够当成一个独立的系统应用到电力系统当中，并产生不错的应用效益。