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　　電能量采集管理自動化系統（簡稱電量系統）是集電能自動采集、傳輸、統計結算于一體的自動化系統，是電網推行商業化運營和管理，電力走向市場的技術保障之一。從結構上講，電能量采集管理自動化系統是集主站系統、電能量采集終端、電能表于一體的，全面實現發、輸、配電網用戶電能量的自動采集、分析與計量功能的自動化系統。本文簡要介紹建設電能量采集管理自動化系統時要考慮的問題。

　　系統的主要功能是電力運行管理部門對所轄用戶用電量計量，完成數據傳輸和統計結算，對用戶用電情況進行分析，統計管理電網的網損、變損和線損以及在電量系統進入電力市場運行后，考慮制定預測發、售、購電量計劃，提供電網經濟運行基礎數據的自動化工具。從應用對象、使用目的、設計方法、實現手段及主要性能指標等方面，電能計量系統有別于SCADA/EMS中關口積分電量計量和MIS中的營銷管理系統。當電力系統轉向市場運營后，電網的生產和經營工作更加細化，電能計量系統要成為一個較為獨立的系統。

　　從整體上看，電力系統執行的管理模式一直遵循“統一調度、分級管理”的原則，因此，電能計量系統對于不同電力用戶，其形成和規模將存在一定差異，但總的來講應達到以下目標：電網各采集點、計量點、考核點電能量數據的采集、傳輸和存儲；電網重要關口電量準實時檢測；電網線損、變損、網損電量計算與變電站電量、母線電量平衡分析；雙向通信，完成遠程維護子站任務；分費率、分時段電能量統計結算的自動化；為SCAD，MIS等提供完整、準確的電量數據，為電力系統負荷調度模式和電量調度模式相結合提供條件；在通信手段、網絡設計中，要保證所有數據易于轉送到其他系統，實現結果數據共享。

　　（1）電量系統實現的功能涉及到電力企業和廣大電力用戶切身利益，因此電量系統應具備一定的抗干擾功能，不產生新的計量誤差，保證采集的電能量原始數據完整、準確，并且符合相應的計量管理標準和技術規范。

　　（2）由于電力用戶的電能消耗前后連貫，因此，電量系統計量的是一系列隨時間遞增的電能量累加值，這要求在計量、傳輸、存儲和處理的整個過程中，保證在任何環節出現故障后，都不允許丟失數據，特別是在進行分時段電能統計結算時，數據的完整性成為完成該項工作的基礎。在系統設計時，通過在計量表計、采集處理終端及傳輸等環節采用多種技術手段（如前置機切換、軟/硬通道切換、采集終端冗余備用、電能表冗余備用等方式）以確保數據完整。

　　（3）電量系統一直處于電能的發、變、輸、配、用的動態平衡狀態，電力交易的產、售、購是同時進行的，電量系統應當以標準時鐘為基準，并實現網絡對時功能，以保證各個計量點基于相同時間基準完成對電能量的計量及電能量數據帶時標的存儲，為統計和結算做準備。

　　（4）電量系統在數據采集與傳輸、應用功能、數據保存及利用等多方面應當具有很大的靈活性，如能支持不同廠家的采集終端以及可以直接上傳數據的電能表計；適應不同電能表、不同規約以及不同的傳輸方式。

　　（5）為SCADA/EMS，MIS等系統提供接口，并可以通過網絡互連設備接入負控抄表系統、配電抄表系統等，集成各種來源數據，避免各系統間功能的重復，保護電力企業已有投資，更加完整、準確地提供商業化運營的決策依據。

　　（1）滿足電力系統對電能量采集管理自動化系統主站系統中數據存放及處理的要求，考慮到今后業務規模發展和信息量增加的需要，保留配置中的冗余設計。

　　（2）確保數據準確、一致、完整和系統的安全、可靠、靈活、開放。

　　（3）考慮系統的標準化、可操作性、可擴展性、開發互聯性以及平臺的支持等。

　　（4）考慮性價比以及保護用戶已有投資。

　　典型電能量采集管理自動化系統如圖1所示。

 

1.4.1 維護工作站及數據庫子系統

　　維護工作站與數據庫子系統配合，主要實現各種電能量原始數據的存儲；采集、分析和統計所需的參數設置和維護；對采集到的電量數據按照電力企業運營需要進行自動統計和分析，如關口電量統計、躉售電量統計、大客戶電量統計、電網網損電量計算，計量點在不同時間不同空間的對比分析；用報表和圖形方式輸出統計分析結果；與其他系統連接，如SCADA/EMS，MIS；Web技術的使用等。

1.4.2 前置機與網絡交換子系統

　　前置機與網絡交換子系統的功能，主要是實現電量采集管理系統主站與采集終端之間的數據通信，以及系統主站與企業內其他系統通信，實現電能量數據的自動周期采集和按照需要隨機采集、讀入現場抄表數據采集；支持多種通信方式，包括電話撥號通信、專線通信、網絡通信等；支持多種規約；可以選擇1min～15min等不同的采集周期。前置機還負責對采集裝置的管理和運行狀態監視；完整的電量系統應考慮必要的備用機制。

　　由于電量采集終端的使用場合有工業用和居民用兩類，要接入同一主站系統。而目前電網中使用的電能表有數字型的，又有脈沖型的，還有不適用于電量系統的機械式感應電能表；另外，變電站和用戶的傳輸通道、傳輸質量不同，抄表數據的影響范圍也不同。因此，為適應不同的電能表數據采集、傳輸方式，開發功能各異的電量采集終端是很有必要且重要的。

　　采集脈沖電能表電量和數字電能表電量，保存3個月以上的歷史數據，實現與主站通信，利用Modem通過專線電話網、無線網通信。

　　電量采集終端之間應能互相通信，保證信息能夠互相中繼，上傳的主站。

電量采集終端各個模塊之間的連接可采用RS485、光纖等方式，具體應用可根據用戶現場的分布情況、應用環境狀況、應用現場不同以及對系統性能的具體要求等確定。

電量采集終端具備當地統計分析功能，滿足現場進行簡單的處理工作。

　　為適應電能量采集管理系統的需要，作為電能量采集的基礎設備，電能表應當滿足運行穩定、壽命長、精度高、功能強大、使用范圍寬、易于安裝維護等要求。目前國內外電能表種類繁多，有些不大適合電能量采集管理自動化系統采用，或有待改進和提高。

　　目前隨著電力用戶設備的增多，電網和電能質量受到很大的影響，當電網諧波成份較大時，傳統的機械式表及普通電子式電能表從原理上無法保證測量精度，于是，建設電量系統時應考慮選用能夠在復雜情況下，保持計量精度的電能表計，避免將來大面積更換表計。

由于我國南、北方氣候條件差異較大，全電子式計量裝置，液晶、電解電容等受溫度影響較大的器件能否經受住環境的考驗，是電能計量設備壽命延長要解決的問題。

　　全電子式多功能電能表主要用于多費率分時計費的場所，因此電能表參數的設置相對較繁瑣，通常是由生產廠家根據用戶的要求在產品出廠前設好，因此一旦用戶的需求發生變化，如費率、時段及時區發生變化等，電能表就必須從現場拆除，送回原廠家進行重設、校驗，給用戶使用造成極大不便。特別是在現場更換表計，還需要將原表計記錄的信息（如表碼值等）轉入新表，操作十分繁瑣。提供遠程設表，方便更換表計，使新表迅速替代舊表進行工作，是減少電量系統維護工作的重要手段。

　　當電能表的外接電源中斷時，表計的數據應能被方便地讀出，但使用后備電源并不足取，因為這樣會增加電表成本和不穩定因素。電能表的數據在外電源中斷后，自動應保存一定時期，時鐘繼續運行。當電源恢復后，存儲的數據可繼續使用。

　　傳統的電能表電源一般都采用線性電源，這種電源僅能在額定電壓的正負15％范圍內工作，當電網的電壓波動范圍超出上述范圍時，會造成電能表異常工作，甚至燒毀。為此，電能表應當在更大的電網電壓波動范圍內正常工作，保證電能表的精度在電網電壓波動時不會受到影響。

　　電能表的調校方法應簡單、快速，傳統電能表的校驗和調整十分耗時，在減少用戶的工作量和提高工作效率方面很不利。

　　通信方式應適合不同用戶，能靈活地將電能表數據傳到電能量采集數據裝置。可以選擇串行口、光纖、網絡等方式上傳數據。

　　為防止非法利用電能表的通信口進行數據操作，電能表應設有多級安全密碼。

　　電能量采集管理自動化系統是十分復雜的系統，涉及到軟件、硬件設計和與其他已建成系統進行通信、連接的各個環節，并且與電力企業的管理模式緊密相連，因此一個高效、實用、穩定、可靠的電能計量系統的建設，需要電力企業科研部門、自動化所、計量所、營銷部門等各部門與生產廠家密切合作，逐步探討解決在電能量采集管理自動化系統建設中出現的問題，并加以完善。