葉小川 閆毅

摘 要：本文介紹了現(xiàn)代電力市場(chǎng)下電力系統(tǒng)計(jì)量管理的計(jì)量范圍、精準(zhǔn)度、實(shí)時(shí)性、安全可靠性、開(kāi)放靈活性等多方面的基本要求；闡述了為滿(mǎn)足現(xiàn)代電力市場(chǎng)下電力要求，電能量計(jì)量系統(tǒng)通過(guò)集通信網(wǎng)絡(luò)、電廠電站采集系統(tǒng)、控制中心三大部分于一體，借助于自動(dòng)化管理系統(tǒng)與計(jì)算軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、配電網(wǎng)及用戶(hù)的電能計(jì)量的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、分析與處理功能的自動(dòng)化管理系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)；分析了組成電能量計(jì)量管理系統(tǒng)各部分的功能、作用和特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 電能計(jì)量 網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù) 自動(dòng)采集

中圖分類(lèi)號(hào)：TM74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（b）-0065-02

在現(xiàn)階段我國(guó)電力正走向市場(chǎng)，在推行商業(yè)化管理和營(yíng)運(yùn)時(shí)，為電能量計(jì)費(fèi)的結(jié)算自動(dòng)化，通過(guò)企業(yè)財(cái)務(wù)與銀行網(wǎng)絡(luò)，以加快電費(fèi)回收和資金周轉(zhuǎn)。需將電能的計(jì)量和結(jié)算融為一體，構(gòu)成電能量的自動(dòng)采集、自動(dòng)分析和自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。

1 電力市場(chǎng)下電能量計(jì)量管理系統(tǒng)的基本要求

在電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件下，對(duì)電能計(jì)量管理系統(tǒng)的計(jì)量范圍、精準(zhǔn)度、實(shí)時(shí)性、安全可靠性、開(kāi)放靈活性等多方面提出了更高的技術(shù)要求。

計(jì)量范圍與精準(zhǔn)度要求：電力市場(chǎng)交易品種的多樣性導(dǎo)致了計(jì)量對(duì)象的多樣性，在不同交易時(shí)段也有不同的市場(chǎng)價(jià)格。系統(tǒng)具有對(duì)不同費(fèi)率的電能量分類(lèi)采集、分類(lèi)存儲(chǔ)與計(jì)算的功能，適應(yīng)在電力市場(chǎng)的結(jié)算規(guī)則。電力計(jì)量管理系統(tǒng)對(duì)計(jì)量精度的選擇是以供電容量及被計(jì)量對(duì)象的重要程度為基礎(chǔ)，0.5級(jí)精度可滿(mǎn)足一般用戶(hù)要求，而對(duì)大容量的高壓計(jì)費(fèi)的重要用戶(hù)及各級(jí)電網(wǎng)電能營(yíng)銷(xiāo)企業(yè)必須選用0.2級(jí)以上的計(jì)量裝置才能滿(mǎn)足要求。

實(shí)時(shí)性與可靠性要求：計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)以標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘GPS為基準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)風(fēng)格的自動(dòng)對(duì)時(shí)功能，保證電能采集裝置的時(shí)鐘同步、準(zhǔn)確、一致；確保電能量數(shù)據(jù)的調(diào)試可靠性、準(zhǔn)確性和安全性。任何情況下原始計(jì)量數(shù)據(jù)不得丟失和修改。同時(shí)，系統(tǒng)具有完善的數(shù)據(jù)效驗(yàn)功能，能根據(jù)歷史電量、積分電量等其他數(shù)據(jù)自動(dòng)分析各計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的有效性，進(jìn)行電能量計(jì)數(shù)與時(shí)段數(shù)據(jù)偏差效驗(yàn)、功率因數(shù)偏離效驗(yàn)等。數(shù)據(jù)的可靠性，系統(tǒng)應(yīng)有較強(qiáng)的抗干擾能力，數(shù)據(jù)采集裝置能在強(qiáng)電磁聲中正常工作；數(shù)據(jù)的完整性，保證在任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障后，都不允許丟失數(shù)據(jù)，特別是在進(jìn)行分時(shí)段、分費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)和結(jié)算時(shí)，數(shù)據(jù)完整性成為完成該項(xiàng)工作的重要基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)的唯一性，計(jì)量數(shù)據(jù)的唯一性是保證市場(chǎng)公正的基礎(chǔ)。

開(kāi)放性要求：要有開(kāi)放性，采用基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)和商用數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，應(yīng)當(dāng)支持與交易信息系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)庫(kù)存訪問(wèn)。充分的開(kāi)放性與靈活性，能適應(yīng)不同的通信行規(guī)和不同的傳輸方式。

2 電力市場(chǎng)下電能量計(jì)量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

電能量計(jì)量系統(tǒng)是集通信網(wǎng)絡(luò)、電廠電站采集系統(tǒng)、控制中心三大部分于一體的，全面實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、配電網(wǎng)及用戶(hù)的電能計(jì)量的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、分析與處理功能的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集通信裝置，它的任務(wù)是對(duì)智能電表記錄的電量進(jìn)行巡回采集并存儲(chǔ)，由公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、電力專(zhuān)線(xiàn)等方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行闹髡鞠到y(tǒng)，以方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)采集通信裝置采用功能模塊插件式結(jié)構(gòu)，主要由主控模塊、接口模塊、采集模塊、遠(yuǎn)程通信模塊等組成，各種模塊之間要通過(guò)主控模塊進(jìn)行連接與管理。

智能電表，它的任務(wù)是對(duì)各個(gè)計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行電能量的測(cè)量，并選擇可靠的通信方式把電能表的數(shù)據(jù)上傳至電能量采集裝置。智能電能表以微處理器為核心，采用數(shù)字采集和通信技術(shù)，并具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)功能和傳輸能力；除記錄電量外，還具有記錄電能表工作狀況的安全記錄，將記錄數(shù)據(jù)采用ROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，掉電后也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)；安全記錄包括負(fù)荷曲線(xiàn)記錄和事件記錄。

傳輸通道，在系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸通道是非常重要的組成部分，傳輸通道的特性、品質(zhì)直接影響傳輸?shù)乃俣?、?zhǔn)確性和安全性。傳輸方式包括有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩大類(lèi)。在電力系統(tǒng)中，各種信息的傳輸以往都采用電力通道，即載波通道。光纖通道是近20年逐步廣泛采用的傳輸通道。在電能量計(jì)量系統(tǒng)中，普遍采用光纜傳輸信息。

控制中心，它的任務(wù)是負(fù)責(zé)與各廠站端的數(shù)據(jù)采集通信裝置之間進(jìn)行通信和管理，接收電廠電站上傳的電能量數(shù)據(jù)信息，將它們保存在數(shù)據(jù)庫(kù)存中，并可向各個(gè)電廠電站下達(dá)命令。中心人員可通過(guò)工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)、電費(fèi)計(jì)算、生成報(bào)表、統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理等一系列處理工作，保證數(shù)據(jù)的安全可靠性。

3 電能量計(jì)量與管理系統(tǒng)的基本功能

電能量計(jì)量管理系統(tǒng)控制中心硬件設(shè)備大致包括數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備、網(wǎng)關(guān)交換設(shè)備和PC工作站三個(gè)部分，一般采用相對(duì)獨(dú)立的分層、分布式結(jié)構(gòu)體系。前置采集系統(tǒng)采用雙機(jī)平衡工作方式。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)與各電廠電站的數(shù)據(jù)采集通信裝置通信，收集電能量數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)存中，并通過(guò)人機(jī)界面顯示當(dāng)前的通信狀態(tài)。服務(wù)器主要作用是局網(wǎng)管理和存放數(shù)據(jù)庫(kù)存。GPS接收衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，用于系統(tǒng)對(duì)時(shí)。在控制中心局網(wǎng)要與其他系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)，應(yīng)采用路由器隔離和軟件防火墻兩級(jí)安全防護(hù)。

為保證系統(tǒng)的安全性要求，電能量計(jì)費(fèi)信息發(fā)布系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)模式，它最大的特點(diǎn)是電能量計(jì)費(fèi)子網(wǎng)與公司內(nèi)部LAN隔離，電能量計(jì)費(fèi)子網(wǎng)不直接向客戶(hù)提供服務(wù)，Web服務(wù)器建立與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，并向公司和遠(yuǎn)程用戶(hù)提供服務(wù)，這樣可提高系統(tǒng)的安全性。

為提高系統(tǒng)的可靠性，可針對(duì)電能量存儲(chǔ)、采集、處理、傳輸各環(huán)節(jié)分別采用前置機(jī)集群、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群、網(wǎng)絡(luò)集群、服務(wù)器集群的應(yīng)用技術(shù)，使得任何單點(diǎn)故障均不影響系統(tǒng)的運(yùn)行，從而充分保證電能量計(jì)量系統(tǒng)完整、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。控制中心配備的應(yīng)用軟件可分為三大類(lèi)：通信軟件、工作站軟件、Web發(fā)布軟件。應(yīng)用軟件的具體功能是：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算分析、系統(tǒng)管理、報(bào)表輸出與Web發(fā)布。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電力市場(chǎng)的成熟，計(jì)量的面會(huì)不斷擴(kuò)展，而且要接受越來(lái)越嚴(yán)格的監(jiān)督，對(duì)電能量計(jì)量管理系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用等各方面都提出了更高自動(dòng)化、智能化的要求，管理也向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、快速化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉繼春.電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)[M].2版.中國(guó)電力出版社，2008：80-90.

[2] 何永華.發(fā)電廠及變電站的二次回路[M].2版.中國(guó)電力出版社，2012：129.

[3] 滕福生.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化和能量管理系統(tǒng)[M].四川大學(xué)出版社，2004：17-27.