淺談智能電能計量系統(tǒng)在用電管理中的應用

摘要: 我們歷史非常悠久，在五千年以來的歷史長河當中，我們的成就也是巨大的，這是人類歷史重要的一步。可是，中國在經(jīng)歷了一些戰(zhàn)爭之后，在許多方面都要遜色于其他，在這種情況之下，許多產(chǎn)業(yè)都陷入了停滯和無法前進的階段之中。20世紀九十年代，電力進入到了我們的生活之中，那時候的人們對未來的預測并不是很好，但是隨著時代的不斷發(fā)展，各種問題也越來越多，越來越嚴重。

關(guān)鍵詞：電能計量自動化；用電檢查；計量管理

0 引言

在社會發(fā)展的今天，資訊科技已經(jīng)滲透到了我們的生活當中。電力計量管理系統(tǒng)的研制和電力管理的一系列應用，符合當今社會發(fā)展的相關(guān)需要，滿足了電力行業(yè)的市場化和信息化水平的巨大進步。文章對電力測量自動化系統(tǒng)的概念、各個部件的主要作用進行了一系列的介紹，并對其在電力管理當中的應用進行了闡述。

1 電能計量自動化系統(tǒng)的定義

(1) 電力自動化系統(tǒng)的重要組成部分之一就是電力計量自動化系統(tǒng)，其主要包括現(xiàn)場計量自動化終端通信信道和計量自動化系統(tǒng)。其中，計量自動化主站管理系統(tǒng)主要就是來實現(xiàn)各類計量自動化設(shè)備和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、分析和處理工作，與此同時，可實現(xiàn)對各類現(xiàn)場計量自動終端的相關(guān)控制;通信信道主要功能是: 公用電話交換網(wǎng)、CDMA、通用包無線業(yè)務、專線、調(diào)度網(wǎng)等，它是現(xiàn)場計量自動化終端和計量自動化主站管理系統(tǒng)之間的通信橋梁，可以實現(xiàn)計量自動化主站管理系統(tǒng)的遠程信息采集的功能，計量自動化系統(tǒng)要功能就是對儀表等測量點的電能進行相應的采集和傳輸，并將數(shù)據(jù)傳輸至計量自動控制，并完成相應的指示。當前，隨著科技的快速進步，計量自動化系統(tǒng)的設(shè)計思想、技術(shù)方法都在不斷地進行發(fā)展而在現(xiàn)行的計量自動化系統(tǒng)當中，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要目標就是客戶，而用戶負荷控制管理系統(tǒng)則是為電力公司的管理，而配電終端監(jiān)控系統(tǒng)則是為電力公司的管理者提供一系列的服務，而低壓集中抄系統(tǒng)則是面向用戶和電力稽查人員，多子系統(tǒng)的相互配合主要幫助用戶實現(xiàn)抄表自動化，幫助企業(yè)實現(xiàn)監(jiān)管自動化負荷警報自動化、異常分析自動化。在電力系統(tǒng)的自動化過程當中，計量自動化是其中的一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)它包括采集數(shù)據(jù)、更新瞬時量、電壓合格率、諧波等信息，是電力信息采集和監(jiān)控配電運行的一個關(guān)鍵的設(shè)備。通過對計量自動化系統(tǒng)的一系列的分析，可以更好地進行電能的管理，提高供電質(zhì)量，提高供電企業(yè)的經(jīng)營效益。一般的計量自動化系統(tǒng)由計算機、客戶端、計量表、通信網(wǎng)絡(luò)四大系統(tǒng)構(gòu)成，計算機系統(tǒng)能夠?qū)τ脩舻臄?shù)據(jù)進行實時的監(jiān)控和管理，客戶端則能夠顯示各種基礎(chǔ)信息，如表碼、瞬時量等，便于用戶對電能的查詢、計算。

(2) 計量表能夠監(jiān)控用戶的用電量，電壓合格率能夠反映出所轄區(qū)域的電力使用狀況，并對可能出現(xiàn)的一些危害進行相關(guān)的監(jiān)控和分析。通訊網(wǎng)絡(luò)能夠與使用者進行一種即時的通訊，提示有異常情況的使用者。隨著社會對用電的日益增長，計量自動化系統(tǒng)在用電監(jiān)測、計量管理等各個方面都起著重要的作用，同時也能夠協(xié)助市場營銷部門開展一系列的工作，在實際的工作當中，通過計量自動化系統(tǒng)，及時地分析用電的風險問題，掌握轄區(qū)內(nèi)所有客戶的電量，數(shù)據(jù)和負荷數(shù)據(jù)，及時的查處計量故障，查找一些竊電的行為。為了能夠提供高效生產(chǎn)率，滿足社會的基本需求，然而由于計量自動化系統(tǒng)面向的用戶有分散和集中的，對這些用戶的電量自動采集需要保證數(shù)據(jù)信息的完整性，除此之外，還要滿足計量自動化系統(tǒng)具有一定的開放性，因為用戶對電能質(zhì)量的個性化需求，即根據(jù)客戶的用電量來確定電力市場的銷售模式，并對其進行一種及時地調(diào)整，從而使電力市場的銷售更加的科學化、人性化。電力計量自動化系統(tǒng)和市場營銷系統(tǒng)雖然是兩個不同的業(yè)務部門，但它們都是電力公司的一種資源，所以具備目標的一致性。

2 電能計量自動化系統(tǒng)功能

2.1 低壓集中抄表系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要采用的是通訊技術(shù)與微機技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)，其工作的流程就是由集中器等現(xiàn)場計量自動采集終端利用 RS485 線路或電力線路載波，完成對居民用戶智能電表當中的電能等信息的采集、存儲，以及由 GPRS 這種通用分組無線服務，向計量自動化主站管理系統(tǒng)發(fā)送各種數(shù)據(jù)。由于低壓集中抄表系統(tǒng)的存在，使電能的采集成為了一種自動的電能收集，從而大大減少了抄收時的人力資源問題，提高了電能的統(tǒng)計精度，從而可以對竊電行為進行一種有效的監(jiān)控!為電費的計算和回收工作提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 計量遙測監(jiān)測系統(tǒng)

在變電所、發(fā)電站當中，經(jīng)常使用計量遙測監(jiān)控系統(tǒng)，它的主要作用就是實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的全面集成。一般而言，遙測監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對入地電網(wǎng)的遠程監(jiān)控，并對每個月的用電量進行相關(guān)的統(tǒng)計，并對所收集到的一些數(shù)據(jù)進行分析，找出主要的線路故障同時，計量遙測監(jiān)控系統(tǒng)也為實時更新大量的數(shù)據(jù)提供了一個平臺，能夠綜合地分析、整理、記錄所收集到的電能、電壓、電流等數(shù)據(jù)。

2.3 大客戶大負荷管理系統(tǒng)

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，大量的大型企業(yè)，如工礦企業(yè)就應運而生，由于用戶的相對特殊性，需要對用戶的電能、電壓、電流、功率等一系列的因素進行實時的監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果，為用戶提供一種高質(zhì)量的供電服務。大用戶大負載管理是新形勢下電力公司創(chuàng)新發(fā)展的一個必然的選擇。大客戶大負荷管理系統(tǒng)的功能是通過計算機技術(shù)、計算機通信技術(shù)和自動化控制技術(shù)對大客戶進行一種實時的監(jiān)控，通過大客戶大負荷的管理系統(tǒng)，可以實時的采集、存儲大客戶的電能、電壓、電流、功率因數(shù)等一系列的信息，并對電網(wǎng)的負載進行實時的監(jiān)控和分析，在出現(xiàn)異常狀況的時候，能夠及時地做出快速的反應，保證用電的安全和穩(wěn)定。

2.4 配變計量監(jiān)測系統(tǒng)

配變計量監(jiān)控系統(tǒng)的組成包括: 計量自動化控制監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場計量自動化終端、電量計量裝置等。配變計量監(jiān)測系統(tǒng)是以無線網(wǎng)絡(luò)作為通信采集基礎(chǔ)，以低壓配電器為工具，對廣大電力用進行電量數(shù)據(jù)的監(jiān)測和收集工作，并根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)，對配變的工作狀況進行一種實時的監(jiān)測，對各種異常情況進行及時發(fā)現(xiàn)、快速的排查。

3 電能計量自動化系統(tǒng)在用電檢查和計量管理中的重要性

在電能檢測與計量管理等方面，該系統(tǒng)能夠 24 小時監(jiān)控電力使用者的用電量，并能夠?qū)Ξ惓５臓顩r做出一種及時的響應。這樣可以減少測量、檢驗工作受到氣候條件、工作時間限制等一系列因素的影響，在用電的過程當中，自動化系統(tǒng)能夠更加全面地掌握用戶的用電情況，建立用戶的電能檔案，對不同的時段進行一系列的分析，從而能夠更好地檢測到用戶的不正常行為，提高防竊電的效率。通過對自動計量系統(tǒng)的顯示，檢驗人員可以及時地對出現(xiàn)的問題進行相關(guān)的處理，從而降低用電統(tǒng)計的相對盲目性，提高用電檢查的工作效率。用電檢驗人員無需多次進行實地勘察，可以依據(jù)資料的反饋，對冬類問題進行一和及時準確的處理，以提高工作效率，提高工作的科學性。為供電公司節(jié)約員工的勞動成本，為供電員工節(jié)省勞動的時間。此外，計量自動化系統(tǒng)還能夠?qū)€損進行一種全面的分析，為線損分析提供更為準確的數(shù)據(jù)支撐吧。在反竊電工作當中，計量自動化系統(tǒng)發(fā)揮著不容忽視的作用，通過對其進行一種實時的監(jiān)測與反饋,能夠及時地發(fā)現(xiàn)偷盜、偷盜行為。此外，該自動控制系統(tǒng)還配備了報警的裝置，使電力稽查人員能夠更好地處理偷盜的行為，提高處理各類突發(fā)事件的效率。

4 電能計量自動化系統(tǒng)在用電檢查工作中的應用

一，電能計量自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電能用戶的用電量實時地進行監(jiān)控，監(jiān)控使用的電流、電壓和負荷，采集到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)超限用電和超負荷的情況，系統(tǒng)會進行報警提示。這給工作人員傳輸警惕信號,及時性的前往問題用戶的家中，制止這種違法的行為，并對其進行教育指導，除此之外，電力計量自動化系統(tǒng)可對電力使用狀況進行相應的數(shù)據(jù)過程監(jiān)測，為了避免其再次的違法，進而建立了一套動態(tài)實時性的電力負荷管理制度體系。

二，由電力測量自動化系統(tǒng)采集和查詢客戶的電流和電壓的使用情況，并根據(jù)監(jiān)測過程發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)的進行快速分析，從而確定用戶有沒有竊電行為,并將其列入重點的監(jiān)控對象進行實時的監(jiān)控，監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)其違法行為并充分地掌握相關(guān)證據(jù)后，就會嚴格地執(zhí)行有關(guān)的法規(guī)，與此同時，利用電能計量自動化系統(tǒng)監(jiān)控的測量點的一些數(shù)據(jù)，可以分析和計算出使用者的竊電行為。2013年8月9號，陽江陽西供電公司營業(yè)廳按照計量的相關(guān)指示，進入電力計量自動化系統(tǒng)，對陽西縣某水電站的瞬時量進行了-些調(diào)查，結(jié)果顯示，該公司在某一時段的二次電流達到14A（5A），但二次電壓出現(xiàn)了明顯的下降，隨后，他調(diào)取了 XX水電站的電費數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，從2013年2月26日開始，從 2013年2月26日開始，一直到23時，都是在21時到23時之間，初步判定有竊電的可能，并對其進行了連續(xù)的用電監(jiān)測，之后確定有竊電行為。

三，利用電力計量自動化系統(tǒng)的一種監(jiān)控信息或者利用用戶不正常的用戶查詢系統(tǒng)，對其異常的數(shù)據(jù)進行一種相關(guān)的分析，從而能夠及時地發(fā)現(xiàn)計量設(shè)備的一系列故障，并對其進行現(xiàn)場的用電檢查，及時的解決一些相關(guān)的問題，確保用電工作的順利進行和用電的效率。

5 電能計量自動化系統(tǒng)在計量管理工作中的應用

一，利用計量自動化系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)召喚功能提高了計量設(shè)備檢測的能力。在日常的計量工作當中，確保計量準確是一要務。在過去的一個月里用戶的一次檢測是一項非常重要的工作，以往在客戶的現(xiàn)場，往往就會發(fā)現(xiàn)客戶的電力設(shè)備還沒有連接沒有負載，導致無法進行現(xiàn)場的檢查。由測量自動化系統(tǒng)檢測用戶的現(xiàn)場操作資料，從相位角度判定線路是否正確，并查看負載電流是否符合現(xiàn)場的一次測試，確定負載符合相關(guān)的規(guī)定之后，再到現(xiàn)場進行檢查，以防止重復多次上門進行有效的檢驗;如果發(fā)現(xiàn)有什么不正常的地方，按照線路圖到現(xiàn)場進行糾正。采用系統(tǒng)判定和實地檢驗雙重判定的測量配線，可將測量誤差降到低。

二，根據(jù)相應的報警數(shù)據(jù)對異常警報情況進行梳理歸類，這樣可以提高計量設(shè)備的異常問題處置能力。對相應的報警數(shù)據(jù)對其原理性的分析可以快速鎖定問題點。目前主要將計量相關(guān)報警信息劃分為計量相關(guān)報警、經(jīng)濟運行相關(guān)報警、安全運行報警等。再對其相應的報警類型進行細化拆分，計量自動化系統(tǒng)會自動地生成一種業(yè)務處理工單，并通過通信端口傳遞至營銷的系統(tǒng)中，從而提高計量設(shè)備的異常問題處置能力。

三，通過對計量自動化系統(tǒng)的監(jiān)測功能，對各種數(shù)據(jù)進行詳細的分析統(tǒng)計，準確地對測量中的各種故障和風險點進行準確的分析。該系統(tǒng)的故障排除方法，使計量工作的及時性和準確性得到了很大的提升。例如，某局2010年到2013年，共發(fā)生了120起計量故障，其中由現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)的計量故障20起，占總故障數(shù)16.6%，由非巡檢發(fā)現(xiàn)的計量故障18起，占總故障數(shù)15%，由計量自動化系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的計量故障90起，占總故障數(shù)約68.4%。對其他幾起失效的原因進行了分析，認為PT二次環(huán)電壓失壓，CT二次環(huán)電流失流或不平衡，通信口失效 (老式電子表)。統(tǒng)計分析的結(jié)果顯示，該系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場計量設(shè)備的運行狀況進行一種實時的監(jiān)測，從故障發(fā)生的渠道比例分析可知，采用該系統(tǒng)進行的監(jiān)測比一般的現(xiàn)場巡檢更加及時、高效，使其由被動向主動的工作方式進行轉(zhuǎn)變。

6 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

6.1概述

  用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構(gòu)建智能用電服務體系，推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設(shè)備用電管理解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括：表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等課題。

   安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節(jié)約電能，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

6.2應用場所

   （1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

   （2）商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）；

   （3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

   （4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）；

   （5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)等）；

   （6）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.4系統(tǒng)功能

1）實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

2）電能統(tǒng)計報表

系統(tǒng)以豐富的報表支撐計量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

3）詳細電參量查詢

在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變?yōu)槭中?，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

4）運行報表

系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。

5）變壓器運行監(jiān)視

系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態(tài)進行在線實時監(jiān)視，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。

6）實時報警

系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒。

7）歷史事件查詢

系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

8）電能質(zhì)量監(jiān)測

系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進行持續(xù)性的監(jiān)測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監(jiān)測功能的電力儀表，不需要可刪除。

9）遙控操作

系統(tǒng)支持對斷路器、隔離開關(guān)、接地刀等進行分、合遙控操作。系統(tǒng)具有嚴格的密碼保護和操作權(quán)限管理功能，對于每次遙控操作，系統(tǒng)自動生成操作記錄，記錄內(nèi)容包含操作人、操作時間、操作類型等。實現(xiàn)該功能需要斷路器本身具有電操機構(gòu)及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設(shè)備的支持。

10）用戶權(quán)限管理

系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

11）通訊狀態(tài)圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

12）視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

13）用戶報告

用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報警事件等進行統(tǒng)計分析。

14）APP支持

電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"和“缺陷記錄"五大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。

6.5系統(tǒng)硬件配置清單

7 結(jié)語

總之，電力計量自動控制系統(tǒng)被廣泛地應用于電力部門的電力檢測、計量管理，它的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析、處理、查詢等是保證電力系統(tǒng)能夠正常、平穩(wěn)發(fā)展、及時發(fā)現(xiàn)和處理各種事故、計量故障、漏電、超負荷用電等具有重要的作用，減少人力物力投入的同時也能夠促使檢查工作輕松高效，這具有較大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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