1、關(guān)口電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及分析平臺(tái)研究摘 要 隨著社會(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步，人民生活水平的提高，全社會(huì)對(duì)電力需求也越來越大，這就使得變電站計(jì)量點(diǎn)的數(shù)量越來越多，供電企業(yè)對(duì)各自所屬的變電站計(jì)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集要求也越來越高，為此通過本項(xiàng)目研究開發(fā)集最新智能傳感、分析、數(shù)據(jù)比較和數(shù)據(jù)管理的在線檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的電能計(jì)量遠(yuǎn)程維護(hù)分析平臺(tái)。在保證安全的條件下，為運(yùn)行中的關(guān)口電能計(jì)量裝置、二次回路提供遠(yuǎn)程維護(hù)、在線檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)、故障分析、電能質(zhì)量分析等提供一個(gè)量化的依據(jù)。利用現(xiàn)代化的高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)關(guān)口電能計(jì)量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)口電能計(jì)量裝置的運(yùn)行工況、 準(zhǔn)確度進(jìn)行掌控，還能實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量

2、數(shù)據(jù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管控。關(guān)鍵詞 變電站 關(guān)口電能計(jì)量裝置數(shù)字化管理在線監(jiān)測(cè) 電能數(shù)據(jù)分析中圖分類號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A概述關(guān)口電能計(jì)量裝置是指安裝運(yùn)行在發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)、跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線、省網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線、省內(nèi)下網(wǎng)及重要直供用戶等關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的電能計(jì)量裝置，它記錄的電能量作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是保證電力市場(chǎng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。作為廠網(wǎng)之間、區(qū)域電網(wǎng)之間、電網(wǎng)公司與下屬供電公司之間、供電公司與大的直供用戶之間電量結(jié)算的唯一合法數(shù)據(jù)來源，其在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題直接影響到各相關(guān)單位的經(jīng)濟(jì)利益及線損等重要的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，被各廠、 各公司視為 “生命表” 。而關(guān)口表運(yùn)行過程中的技術(shù)監(jiān)督手段和維護(hù)

3、管理水平直接影響到關(guān)口計(jì)量的準(zhǔn)確性和裝置運(yùn)行的可靠性。關(guān)口電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及分析平臺(tái)研究目前， 國內(nèi)外對(duì) “智能電網(wǎng)”進(jìn)行了重點(diǎn)研究及建設(shè)，智能電網(wǎng)它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。智能電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的可靠性，安全性，以及電能的質(zhì)量等都提出了很高的要求，而在現(xiàn)有的電網(wǎng)中，從起始的發(fā)電，到最終的用電，都基于電能表的計(jì)量，電能表在不同環(huán)境下的計(jì)量準(zhǔn)確度必須得到驗(yàn)證，這就涉及到電能表的現(xiàn)場(chǎng)檢定問題。智能電網(wǎng)對(duì)各信息的收集與處理都有高速，高

4、效的要求，如現(xiàn)在新建的數(shù)字化變電站，它應(yīng)用IEC61850進(jìn)行建模和通信，體現(xiàn)在過程層設(shè)備的數(shù)字化，整個(gè)站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)化， 以及開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化。而現(xiàn)有眾多的變電站都是早期技 術(shù)，也達(dá)不了智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、網(wǎng)數(shù)字化的要求。本文研究雙向通訊的主要內(nèi)容包括以下三方面：（ 1）在線檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的電能計(jì)量遠(yuǎn)程維護(hù)分析平臺(tái)設(shè)計(jì)；（ 2）主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3） 設(shè)計(jì)開發(fā)0.05 級(jí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其裝置設(shè)備。系統(tǒng)主要包括3 層結(jié)構(gòu)：主站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)多個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯總；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是對(duì)單個(gè)站點(diǎn)多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行集中；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)裝置組成，對(duì)關(guān)口電能裝置各個(gè)環(huán)節(jié)

5、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。開發(fā) 0.05 級(jí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其裝置設(shè)備如圖 2 所示， 系統(tǒng)主要由電壓采集模塊、電流采集模塊、多路三相合并單元、光纖交換機(jī)、分站工控機(jī)和多路脈沖采集模塊組成。電壓、電流采樣模塊在前端通過光纖與各自的三相合并單元連接，合并單元輸出通過光纖交換機(jī)將數(shù)據(jù)匯集到分站工控機(jī)中，多路脈沖模塊通過以太網(wǎng)與分站工控機(jī)連接。系統(tǒng)中各個(gè)模塊的分析與設(shè)計(jì)在后面有詳細(xì)說明。主站及遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及分析軟件設(shè)計(jì)圖 3 中實(shí)線部分為主站系統(tǒng)部分，主站系統(tǒng)是關(guān)口電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程診斷與分析系統(tǒng)的核心部分，主要由主站計(jì)算機(jī)及其操作系統(tǒng)、運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的關(guān)口電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程診斷軟件、以及提供主站與廠站關(guān)口電能計(jì)

6、量裝置電表采集器通訊的調(diào)制解調(diào)器/網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備等組成。通過主站系統(tǒng)提供的人機(jī)交互界面，關(guān)口電量計(jì)量裝置管理人員可以隨時(shí)掌握全省關(guān)口計(jì)量裝置的運(yùn)行情況，可實(shí)現(xiàn)關(guān)口電能表、電表采集器、 計(jì)量二次回路的遠(yuǎn)程運(yùn)行工況監(jiān)視。一旦異常發(fā)生，比如計(jì)量異常：表計(jì)失壓、掉電、PT斷相、CT斷線、相序錯(cuò)誤、低電池，或電量異常：缺數(shù)、大數(shù)、主副表電量差異超限等，系統(tǒng)能及時(shí)報(bào)警，呼叫管理員干預(yù)。呼叫方式可以是屏幕提示、短信通知、電話呼叫等，呼叫信息可以根據(jù)責(zé)任劃分，將特定呼叫只發(fā)送給具體責(zé)任人。主站系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)關(guān)口電能計(jì)量裝置的遠(yuǎn)程診斷與分析，可以隨時(shí)掌握關(guān)口計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量中出現(xiàn)的問題，提高計(jì)量的準(zhǔn)確

7、性、可靠性、有效性。對(duì)于計(jì)量設(shè)備本身的問題，電力公司可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，對(duì)于其他管理/安裝的問題，電力公司能快速采取措施糾正。主站的診斷報(bào)警功能是通過分析、判斷關(guān)口表計(jì)運(yùn)行工況事件信息。根據(jù)表計(jì)運(yùn)行工況對(duì)計(jì)量影響的程度，可以將工況報(bào)警分為多個(gè)報(bào)警級(jí)別：如一般信息、普通警告、嚴(yán)重警告。針對(duì)不同的報(bào)警級(jí)別，可以定義不同的報(bào)警方式：如屏幕提示、短信通知、電話呼叫。采集模塊自動(dòng)采集到關(guān)口表計(jì)的運(yùn)行工況事件后，診斷報(bào)警模塊進(jìn)行自動(dòng)的診斷，然后根據(jù)管理員定義的報(bào)警方式，將報(bào)警信息發(fā)送到指定的責(zé)任人。將同時(shí)提示、分為多個(gè)通過對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的關(guān)口表。3 結(jié)語在電力系統(tǒng)中，用電計(jì)費(fèi)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)電力

8、用戶特別是大型工業(yè)企業(yè)影響極大。由于大型廠礦、制造工廠用電量巨大，供電電壓等級(jí)高（可達(dá)220 kV） ，因此電能倍率大是不可避免的，電能表的一個(gè)字可能就相當(dāng)于幾十萬kW?h，如果電力計(jì)量不準(zhǔn)確，引起的電費(fèi)誤差將可想而知，真可謂“失之毫厘，謬之千里”。因此，提高電力計(jì)量的準(zhǔn)確性就顯得尤為重要。電能是國民經(jīng)濟(jì)和人民生活極為重要的能源，電氣化程度和管理現(xiàn)代化水平是衡量一個(gè)國家發(fā)達(dá)與否的重要標(biāo)志。電力生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這三個(gè)部門連成一個(gè)系統(tǒng)，不間斷地同時(shí)完成。發(fā)、供、用電三方如何銷售與購買電能、如何進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算，涉及許多技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問題。營(yíng)業(yè)性計(jì)費(fèi)的公正合理，涉及電業(yè)部門與用

9、戶的經(jīng)濟(jì)利益。提高電能計(jì)量的正確性，對(duì)發(fā)、供、用電三方都是十分必要的。隨著我國電力系統(tǒng)的改革，對(duì)電能計(jì)量工作提出了更高的要求，特別是從傳統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變，電能測(cè)量技術(shù)更為重要，需要重視它的完整性和準(zhǔn)確性。電能計(jì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)發(fā)電量、線損、煤耗、廠用電、供電量、用電量等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，用電波動(dòng)十分劇烈，峰谷差愈來愈大，計(jì)量系統(tǒng)在大幅度的工況變化中工作，使其計(jì)量誤差增大，已成為電能計(jì)量不可忽視的問題。利用經(jīng)濟(jì)杠桿，實(shí)施分時(shí)計(jì)度并分時(shí)計(jì)價(jià)的電能計(jì)量方式，在一定程度上可以起到調(diào)控負(fù)荷、 “削峰填谷”的作用，有利于電力系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)、輸、配、用電設(shè)備的充分利用。本項(xiàng)目通過電能計(jì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用，改善了目前存在對(duì)電能計(jì)量裝置的檢測(cè)手段落后、單一、整個(gè)二次回路的監(jiān)測(cè)和故障檢測(cè)困難、提高電能計(jì)量準(zhǔn)確性及電量追補(bǔ)的科學(xué)性等問題；減少了電能計(jì)量外勤工作人員的大量現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)工作，提高了工作效率；減少了變電站運(yùn)行設(shè)備的停電檢測(cè)時(shí)間；實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量裝置管理無紙化，提高了計(jì)量裝置運(yùn)行狀