馮兵 石鐘文

摘要：眾所周知，目前的電能計量系統(tǒng)，其主要的組成部分包括主站、電能計量終端、電能表以及通信電能量計量的子系統(tǒng)。其中，采集電能表數(shù)據(jù)信息的是電能計量終端，對采集到的數(shù)據(jù)進行定時處理和保存，同時，主站對這些采集到的數(shù)據(jù)以及其它的信息進行定時的控制和傳輸。這種自動對電網(wǎng)電能計量進行監(jiān)視的系統(tǒng)實施并投入運行，不僅可以檢測出存在的故障，而且還可以避免故障的擴大，減少故障產(chǎn)生的影響，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：電能計量；自動監(jiān)視；遠程監(jiān)視

作為電能結(jié)算的數(shù)據(jù)依據(jù)，就是以這個系統(tǒng)采集到的為準(zhǔn)，由此可見，所采集的數(shù)據(jù)自身完整程度與準(zhǔn)確程度具有重要的作用，并且對于系統(tǒng)的實用性以及可靠性具有決定性的作用。雖然，電能量的數(shù)據(jù)采集始終是定時傳輸，然而，如果系統(tǒng)內(nèi)部的任一部分發(fā)生故障都會對測量數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致的后果也是相當(dāng)嚴(yán)重的，甚至是不可彌補的?，F(xiàn)在主要的應(yīng)對方式就是對每個設(shè)備尤其是經(jīng)常出現(xiàn)故障的部分進行實時的監(jiān)控，用實時的信息來對設(shè)備的運行狀態(tài)進行反應(yīng)。

一、監(jiān)視功能的應(yīng)用

通過上述系統(tǒng)，每個站的能計量終端的信號測量在SCA DA / EMS系統(tǒng)上可以得到，應(yīng)用程序可以充分的對這些信息進行實時的監(jiān)控，比較適用于在實時系統(tǒng)實現(xiàn)以及其管理信息系統(tǒng)2層面實現(xiàn)方面。然而，站在實時系統(tǒng)安全穩(wěn)定的角度上來看，其功能的實現(xiàn)大部分都表現(xiàn)在MIS上。

1.畫面無法顯示

測量終端能夠?qū)⑺璞O(jiān)測電能計量數(shù)據(jù)全部顯示出來，并且各個設(shè)備都能夠顯示出電能計量終端報警的狀態(tài)，電池電源的狀態(tài)，電能表通信的狀態(tài)等等。然而，一旦發(fā)生故障，其信號狀態(tài)就會出現(xiàn)異常，導(dǎo)致其畫面顯示也異常，進而系統(tǒng)就會通過改變顏色或者是閃爍來予以提示。然而，可以通過將實時系統(tǒng)與MIS顯示屏幕增加的方式，讓實時監(jiān)控屏幕變得更加簡單，其主要的目的就是對操作人員進行系統(tǒng)性的監(jiān)測，如果出現(xiàn)故障，就能夠及時地通知維修工作人員，MIS顯示器屏幕的改善使得維修工作人員以及無權(quán)進入到實時系統(tǒng)中的工作人員更便于對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)控，進而不斷完善畫面的功能。

2.事件記錄

將各信號定義成按照時間順序記錄的量，這樣就能夠獲取到相對精準(zhǔn)的系統(tǒng)狀態(tài)變化時間。監(jiān)控畫面所顯示的告警區(qū)域，其各個告警信息都對應(yīng)一次系統(tǒng)狀態(tài)的改變，包括站的名字、信號的名稱、狀態(tài)發(fā)生的準(zhǔn)確時間。為了讓維護人員分析的更方便，對發(fā)生狀態(tài)改變站的名稱進行點擊還可以顯示出其信號狀態(tài)變化的具體信息內(nèi)容。而記錄的內(nèi)容則會被完整保存，進而為后期的故障分析提供相對準(zhǔn)確的理論依據(jù)。

3.自動告警

若僅存在監(jiān)視畫面，就需要運行工作人員的實時監(jiān)控來及時發(fā)現(xiàn)存在的故障，但是很容易出現(xiàn)未及時發(fā)現(xiàn)故障的情況甚至還會出現(xiàn)沒有發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)的故障。自動報警機制是一個很好的解決問題的辦法，一旦檢測到故障就會立馬進行警報，警報的方式是多樣的：語音提醒、向維修人員手機發(fā)送短信或向其計算機發(fā)送信息。

二、可行性分析

1.監(jiān)視對象

在電能計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（參見圖1）上可以看出，在這個系統(tǒng)中最重要的部分就是電能計量終端，一方面，電能計量系統(tǒng)同電能表實現(xiàn)通信，積極采集電能數(shù)據(jù)，同時對其進行處理與保存；另一方面，電能計量系統(tǒng)與主站實現(xiàn)通信，傳輸數(shù)據(jù)信息，其實際運行的狀態(tài)會直接對系統(tǒng)的可靠性和精確性產(chǎn)生影響。而根據(jù)實際的運行狀況以及電能計量終端故障的檢修與維護經(jīng)驗進行分析與研究，可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致電能計量終端故障率較高的原因主要有以下幾點：（1）電源，在電能計量終端與電能表通信的過程中也同樣會采集數(shù)據(jù)信息，同時，根據(jù)設(shè)置來形成積分周期的數(shù)據(jù)信息，而主站則以溝通的形式來獲取積分周期的數(shù)據(jù)與其他方面的信息。要是在此期間電源出現(xiàn)故障，電能計量終端在斷電的情況下是不能工作的。（2）電池，電能計量終端內(nèi)部的電池，其主要作用就是在工作電源發(fā)生故障時，能夠及時保存SRAM中的相關(guān)數(shù)據(jù)與參數(shù)。若電池也發(fā)生故障，那么，電能計量終端所測得的數(shù)據(jù)信息就會被刪除，要重新進行配置以后才能夠正常工作。但是，最嚴(yán)重的就是存儲數(shù)據(jù)信息一并刪除，這樣一來，導(dǎo)致該部分?jǐn)?shù)據(jù)的主站無法及時接收數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)丟失，而在實際的操作過程中電池是出現(xiàn)故障概率最大的。

2.信號的獲得和傳輸

（1）電池告警。電能計量終端會定時對電池工作狀態(tài)進行檢測，如果電池電壓檢測的結(jié)果低于3V，就需要及時報警。而在此背景下，應(yīng)及時將電池更換，進而防止工作電源與電池發(fā)生故障所造成的參數(shù)丟失，同時也避免了因為數(shù)據(jù)刪除所造成的嚴(yán)重后果。（2）同電能表通信的告警。一般情況下，電能計量終端與電能表的通信頻率就是每分鐘一次，而在此時會將數(shù)據(jù)凍結(jié)并收集。如果雙方無法保證正常的交流通信，那么，電能計量終端就會立即進行報警。因為，在雙方溝通的過程中，不僅需要完成電能數(shù)據(jù)傳輸，同時，電能表的運行狀態(tài)信息也同樣需要進行傳輸。

經(jīng)過上文的分析我們可以看到，要是電能計量終端在正常工作狀態(tài)下會實時的監(jiān)控所有測量終端的關(guān)鍵部位，以保證它的正常運行，一旦檢測到有故障就會立即報警。我們可以對這一功能充分的利用，對報警信號進行周密的檢測，從而實現(xiàn)電能計量終端正常工作的目的。

電能計量是一個具有輸出信號功能的終端，它的輸出類型是空節(jié)點類型，我們就可以把信號源定義為一種警告信號。同時還要對輸出信號與實際需要的數(shù)量的有限性進行考慮，可以選擇出三個輸出信號，與其相對應(yīng)的就是電池報警、與電能表通信報警以及其他報警。

如果電能計量終端斷電不能運行的時候，無需依靠電能計量監(jiān)測終端就能夠?qū)崿F(xiàn)報警輸出?？梢酝ㄟ^將信號繼電器納入到電源電路當(dāng)中的方法，使電源電壓有效地轉(zhuǎn)變成信號節(jié)點，進而更便于對節(jié)點的觀看，了解電源實際運行的狀況。

采取上述方式方法能夠有效地滿足信號監(jiān)測的相關(guān)需要，但是要想進行實時的監(jiān)控，對這些信號實時傳輸?shù)耐緩竭€需要尋找。在廠站一般有一個遠程終端單元（RTU）或遙測數(shù)據(jù)遠程傳輸以及本地計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)同SCA/DA電磁系統(tǒng)實時通信。上述監(jiān)測信號就能夠作為遙信量遠動通信的實時傳輸。

三、工程實施和應(yīng)用情況

項目計劃的實施主要包括以下幾個部分

1.適當(dāng)修改電能計量終端軟件配置。應(yīng)豐富電能計量終端輸出接口定義的內(nèi)容，實現(xiàn)三個輸出觸點同電能表通訊報警、電池報警與綜合報警的相互對應(yīng)。在出現(xiàn)故障的情況下，對應(yīng)的接觸點的狀態(tài)會出現(xiàn)異常。在監(jiān)測子電源狀態(tài)的時候，可以把信號繼電器并入到電源線路當(dāng)中，這樣就能夠獲取電源信號的最佳狀態(tài)。

2.增加遠動終端遙輸入模塊數(shù)量，并合理修改軟件配置。應(yīng)合理增加遠程設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)控制單元以及輸入模塊信號，并對相應(yīng)的配置進行修改，主站將會收到收集到的4個信號量。

3SCA DA / EMS系統(tǒng)主站的監(jiān)控和提高Web應(yīng)用程序的服務(wù)器監(jiān)控信號，主要有兩個部分：

（1）增加在控制中心的顯示屏的監(jiān)控圖像，確保全部電能計量終端對測量狀態(tài)進行實時顯示，并以事件記錄列表的形式來詳細觀察狀態(tài)變化的具體時間，該屏幕顯示的信息只有值班人員和電能計量終端維護人員可以看到；

（2）把WEB發(fā)布服務(wù)器增加到辦公自動化領(lǐng)域中，運用SCADA / EMS系統(tǒng)內(nèi)部的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來讀取相關(guān)的狀態(tài)信息，而在此過程中，其所形成的監(jiān)控畫面就會面向?qū)﹄娔苡嬃拷K端予以密切關(guān)注的工作人員。

四、結(jié)束語

在國內(nèi)，這種方案已經(jīng)被很多的電網(wǎng)公司所使用，也取得了明顯的效果，同時我們也要加強對該系統(tǒng)的研究，對出現(xiàn)的問題加以完善，使該系統(tǒng)能夠更好的服務(wù)于人民。

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