计量自动化系统的一体化设计与应用研究

【摘 要】在现在这个高速发展的社会中，传统的依靠人工定期或不定期到进行现场电量数据抄取，早已在及时性、正确性和应用性等方面显现出诸多弊端。电能计量工作作为现代化的电力营销中极其重要的一个环节，实现及时、正确的通过电能计量设备收集到数据的功能对于电力贸易结算、电网安全经济运行以及经营管理分析都有着等至关重要的意义。因此，如何将电能计量技术与现代通信技术、计算机技术组合成电能计量自动化系统，实现电能计量装置与主站计算机系统实时双向交换数据，有效解决传统电量数据抄取工作中存在的弊端已成为迫切需要解决的问题了。

【关键词】计量；自动化系统；应用；资源

1 前言

根据电力企业信息规划的建设规划，考虑到电能量遥测系统、大用户负荷管理系统、配合电力企业信息规划的长远建设要求，在电力企业范围内目前已经成熟的电能量遥测系统、大用户负荷管理系统、低压集中抄表系统技术，且在电力企业范围内均已开始推广建设。同时，配变监测及管理系统在部分供电部门做了合理的试点工作，配变无功补偿技术也开始逐步得到实际应用。在线损理论计算工作方面也有长足的进步。因此，建设计量自动化主站平台条件可以说已逐渐成熟。今后的电力企业应该是一个全面集成的数字化企业，并能够通过集成化的企业战略框架不断加以改进，以适应电力行业的不断创新发展。

2 系统总体结构

计量自动化系统按照物理结构上可以划分为三部分：远方用电现场、传输通讯网络和主站计算机系统。

远方用电现场安装电子式计量表计及数据采集终端，表计通过485数据传输线或电力载波线与终端连接，实现命令通讯和数据采集。采集终端通过通讯传输网络实现与自动化主站计算机系统间的命令与数据交换。

传输通讯网络，根据数据传输密度、数据量大小和通讯成本等多种因素，目前的通讯网络有GPRS/CDMA等公共通讯网、电力专线数据网、公用电话数据网等网络实现数据传输。

计算机软件系统是计量自动化系统的应用集成节点，在数据采集、数据交换处理的基础上开发构成综合业务应用平台和高级应用软件平台，实现供电局管理人员与远方用电现场控制设备交互操作业务，实现与其他应用系统的信息共享，并实现如线损“四分”和需求侧管理等多维度的高级应用。

3 一体化主站的技术方案

3.1 数据采集

计量自动化系统的数据采集，需要对分布在全市甚至是全省大客户专变计量点（专变配电房）、厂站计量点（变电站或电厂）、低压计量点（居民集中器）及配电计量点（公配电房）数万个采集终端进行实时检测和数据采集。数据采集子系统是主站系统的核心子系统，也是整个一体化系统原始数据来源的入口。它对数据的准确性、实时性，灵活的对外接口等均有很高的要求，同时，也要求具有很强的可扩展性。

3.2 数据处理

3.2.1 数据

3.2.2 数据预处理

主站对采集回来的原始数据进行预处理，经过预处理的数据打上标志，保存在工作数据库中。系统数据预处理主要是标明数据状态，确保数据的正确性、连续性和可用性。系统提供的预处理实现同一个数据源的数据的自身历史性的连续、完整比较：检查数据的时间完备性和数据的正确性，时间完备性主要是检查相邻的两个数据点的时间差是否在一个合理的时间误差范围，若超过这个范围就发出一个报警信息，同时允许用户通过控制界面设计自动处理或手工处理这种故障，处理的方式有多种方式供用户选择，包括计算插值、人工置数、替代数据转换等。

3.2.3 数据处理

计量自动化系统对采集数据后进行合法性及完备性检验，对异常数据自动辨识并报警记录，提供多种自动及手动的数据修补方法，并确保原始数据的不可修改性；正确处理换表、换互感器、旁路替代和主备表替换等多种操作业务对电量统计的影响，确保电量统计准确；具备完善的系统数据备份和恢复等功能，并提供特有的数据稀疏功能，针对重要的原始数据与最终数据，系统可以确保其长期的安全性；具备自动的定时数据采集处理功能与定时报表打印功能，同时用户也可以选择手动的方式来操作。

3.2.4 后台计算控制子模块

本模块可以分为前台控制与后台控制。前台控制由客户端程序发送命令、触发后台程序进行计算并返回计算结果。后台控制由后台守护进程根据模块运行的配置参数自动进行启动进程、运算。

3.3 数据接口

3.3.1 接口描述

计量自动化系统的核心是数据，数据交换是整个一体化系统的关键。因此，系统的接口要完全遵守和满足《计量自动化系统共享数据与接口规范》的要求，保证强力的开放性，确保现有系统的同时又能向后兼容新的或不同厂家建设的系统。

3.3.2 内部接口

定义四个子系统和综合应用系统之间的数据交换标准，采用webservice技术实现。负荷管理子系统业务数据库向综合数据库传送大客户分时电量数据和档案数据；厂站遥测子系统业务数据库向综合数据库传送厂站计量点分时电量数据和档案数据；低压抄表系统业务数据库向综合数据库传送低压客户月或日/行度电量数据和档案数据；配变监测计量系统业务数据库向综合数据库传送分时电量数据和档案数据。

3.3.3 外部接口

定义计量自动化系统与外部系统的接口。外部营销管理信息系统向大客户系统和低压集中抄表系统提供客户档案数据。大客户和低压抄表业务数据库向营销管理系统提供客户计费电能量数据。外部调度SCADA系统向厂站遥测系统提供电网接线信息及旁路代信息。厂站遥测系统向SCADA系统提供计量点电能量信息。GIS或配电自动化系统向配变监测系统提供配电运行拓扑信息。

4 结语

电能计量自动化系统的建设与推广应用，对于电力生产与营销而言无疑是一个质的飞跃。该系统全面考虑供电企业涉及的电能计量点，实现对数量众多、地理位置分散的计量装置实行多项监测功能并可实施一定的控制手段；系统通过相对应的主站系统实现数据的处理、分析和综合应用，实现管理关口向现场前移。揭阳供电局应用计量自动化系统之后，改变了传统落后的工作方式，为营销工作自动化管理奠定了基础，并随着电能计量自动化系统的不断完善与推广应用，相信其必将在电力生产与营销中发挥愈来愈重要的作用。

参考文献：

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[3]李伟华，武占河.计量自动化系统一体化建设探讨[J].大众用电，2007（3）.