电能量采集系统的应用管理

摘要：在智能电网的建设过程之中，电能量采集以及管理系统是当前电力企业的生产管理以及未来电力市场的技术的支持系统，该系统为系统计算提供了基础数据。我结合自己的知识以及自己的实践，来谈一下抄表项目实践过程当中总结出的一些经验，对该项目将来在整个电网中的推广以及应用具有重大的意义。

关键词：智能电表;智能电网; 电能量采集

Abstract: in the process of construction of the smart grid, electric energy acquisition and management system is to support the production management system for the current power enterprises and the future electricity market technology, basic data of the system for the system is provided. I combine their knowledge and their own practice, to talk about some experience about reading project practice summed up, the item in the future in the whole power grid in the promotion and application of great significance.Keywords: smart meters; smart grid; electric energy acquisition

1 概述

随着科学的进步以及智能化电网的建设，抄表方式也由人工抄表升级成远程自动抄表。随着供电公司的配电网电能量采集以及管理系统建设成功，其所辖区内高压以及低压系统的电能量的都实现了实时采集。

电能量采集系统在安装范围、通信方式、信息采集量和整个系统的技术水平上较以前有很大的提高。该系统既充分的利用了现有资源，又充分发挥了计算机、电子、网络等的先进技术。这让电力生产及销售上发生了翻天覆地的变化。

2.系统结构简介

2.1 电能量采集系统中的硬件及它们功能的设计

电能量采集系统由智能电表、通讯系统、网络表、集中器、和主站系统五个部分组成。

2.1.1 智能电表

系统采用电表主要分为电子式载波分时预付费电能表和电子式多功能电能表。基本能够实现瞬时的电量（包括功率、功率、电流、电压因数等）、负荷率、峰值、正反向有无功分时电量、峰谷比等。

2.1.2 集中器

集中器主要负责电能信息的采集、数据传输、数据管理及执行并转发主台发出的的控制的命令。下面以北京晓程集中器举例说明，传输通道是220V电力线，同步进行传输，速率为500/1000bps。载波的技术采用了直序扩频（DS-SS）、半双工通信、PSK（相移键控）方式。具有三个优点：可以同频工作，抗干扰能力强，便于实现多址通信。我们再来了解下低压载波集中器的主要起的作用：电表数据储存，上行以及下行支持多种信道的传输，自动抄表任务配置。

2.1.3 网络通讯

GPRS数据通讯业务， GPRS数据终端通过由中国移动网络连接到专用的私网APN通道并且加装了安全防火墙；主站与终端进行加密通讯，确保数据的安全可靠性。

某些供电企业现在采用了集中器与载波电能表相互连通的方式，上行的通道选择使用GPRS从而方便事件主动上报，与此同时在系统建设过程中充分的利用了已有负荷管理系统的主站软见以及硬件资源，从而实现系统要求的全部的功能。

2.1.4 主站建设

主站由数据服务器和前置机构成，数据库则储存电量数据，前置机分配和执行各种任务。系统和局域网络通过路由器连接并且用防火墙保护，数据的安全性大大提高。我们对系统信息重新优化的基础之上，并且通过SG186系统的有效整合，组建了以点能量数据为基础的数据中心；在数据的平台上通过对数据的挖掘和处理，实现用电检查、电能量管理、防窃电、营销自动化技术支持、营销决策技术支持等功能；以WEB方式相关应用和进行数据的，并为其他系统提供互联接口。

2.2电能量采集系统的软件设计及其功能

目前一些企业选用科陆公司的CL7100型采集系统来作为主站的应用软件，该软件数据库的载体为Oracle 10，按照预先定义的库、权限配置和表结构定义，各种数据实现双向交换。下面我们了解下中间数据库方式的接口：

将WebService技术应用于采集与应用平台，该技术是应用程序通过内联网以及因特网并利用软件服务的一种标准机制，在互联网上通过使用标准的信息格式和XML协议从而提供应用服务。Web Service的用户，客户程序采用UDDI协议从而发现服务器上应用程序的WebService；使用WSDL语言从而确定服务接口的定义。电能信息采集系统根据要求，下发任务到各平台，然后各平台进行任务，并反馈数据回到系统。

目前，通过使用CL7100采集系统已经实现了以下功能：

一、中心控制

系统中心控制软件主要的功能有：告警配置、负荷控制、档案管理、终端配置、群组操作、日志管理、采集任务分配、数据召测、权限管理等。

二、WEB浏览功能

WEB浏览功能主要包括：线损数据查询、事件数据报告、全局数据查询、报表、系统工况等功能。

三、系统应用

主站系统对数据的采集和处理功能已经应用到以下几个方面：系统存在的问题及解决方法；需求侧管理决策辅助分析功能；系统通信功能；大客户负荷管理功能；电量数据的统计与计算功能；与外部计算机信息系统接口功能；Web信息功能；四分线损统计分析功能；低压抄表处理功能；计量设备档案管理；数据采集与处理功能。

3.1 存在的主要问题

电能量采集系统在经过一段时间的使用后，运行情况良好，硬件方面基本没有出现过大问题。目前，已经实现用电客户数据网络共享，通过web，格局各部门都能进行数据查询和共享。但是系统在后台计算处理、数据的完整采集以及报表这些方面还有需要完善。各供电企业在电能量采集系统使用一段时间后发现以下问题：定期抄表时,集中器没有返回数据；还有一些细节问题：在档案中的集中器所接的用户界面，不可以批量删除用户；有些居民集抄接口有问题，总表和居民用户数据的中间表无数据。在SG186系统中查不到上传的数据信息。集抄系统数据在中间表上有数据，但是不能把中间表上数据传到系统中来；数据这方面，主站系统的功能，不能够完全的满足系统应用的需要。

3.2 解决措施

我们应致力于让主站系统在任务设置、数据补采等方面有更高效率，从而满足数据量大的问题。经过相关技术人员的研究和分析，提出以下几点解决方案：

3.2.1 针对抄表过程中，丢包或数据不返回现象，因为目前集中器中的数据是通过网络表传递的，而且网络表对命令的处理都具有串行性，电量采集系统在采集数据的时候一般是先收集网络表本身的数据再采集集中器上的数据，在采集网络表的数据所耗时间和采集的数据项的多少有关，采集的数据项越多，同网络表交互次的数越多，所耗时间也就越长（一次交互假设用10－20秒）。采集集中器上数据时，因为集中器中本身的电表数较多（假设有2000户），打包的采集日电量数据以及卡表数据为一次20块，那么这样采集集中器中数据就需要和集中器交互2000/20×2＝200次，耗时200×10＝2000秒到200×20＝4000秒。采集集中器会可能因耗时较长从而导致某些时间点上的网络表实时的数据不能得到采集。如果集中器不回复就马上进行再次重试，否则会导致采集的时间更长，因此会导致更多的网络表的实时数据得不到采集。也有可能在采集过程中因为网络表转发时数据出错、集中器采集数据过慢、网络问题等原因从而导致数据采集失败。

基于以上种种原因，系统应当天进行采补数据，主站应将统一补采任务设定在每天的22点进行。因为该时段服务器工作任务相对其他时段较少，从而容易实现补采。至于一些出现采用相隔长时间的方式进行再次补采，但还是没有采集到，那就可能是因为定时任务程序当天重起过。

3.2.2对于区档案下发接口上的一些处理细节的问题,经过技术人员二次研发，实现了日常工作的基本要求。

3.2.3对于在数据这方面，主站的功能不能完全满足系统的需要。为了让系统界面更加人性化，更加便于任务的进行，做如下设置：

A将监测的每日的最大功率达到变压器的额定容量的90%、80％、70％的时候，分别变更颜色为红色、蓝色、和绿色，并进行排序。

B卡表欠费的判据，根据不同用户，设定不同的超购电用电阀值，超过阀值告警。

C每天早上8：00前，档案自动完成更新，显示出前一天所有变更的大用户和低压用户的一览表。

4 处理效果

我们在解决了上述的一系列的数据处理问题以后，整个采集系统的数据的处理过程显得更加合理，数据采集和处理过程也更为高效和准确。随着电能量采集系统的不断升级，也大大地提高了电网管理的水平，要想使该系统充分发挥其作用还应该加强对电能量采集系统的管理之中各部门的密切配合，加强各系统之间的协作，为了实现网计量点和计算线损以及台区线公用台变的电能量的数据采集奠定了坚实基础，让电能量采集系统更好的为电网电力市场运营和电力生产管理提供更好的技术支持。

参考书目

1.[杨忠良,2002] 杨忠良，吴文传，张伯明等.基于应用层数据模式的电量计费系统的研究和开发，继电器，2002（11）:19～23.

2. [孙际明等，1997] 孙际明，孔泽明，张小水，一种电能计量管理系统的设计.电力系统自动化，1997，21(12)