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摘要:随着以配电网遥测、遥信为主的配电自动化综合信息系统地不断发展,配电网智能电能量采集系统已成为其重要组成部分。本文以电能量信息采集系统作为研究对象,从电能量采集系统构成出发,分别研究智能电能量采集终端的设计要求及其结构模型,同时对电能量远抄系统设计方案、现场数据传输模式等进行了详细分析,其研究内容对智能电能量采集系统的设计具有一定参考价值。
关键词:配电网;电能量采集系统;远程抄表;智能
随着电力市场不断发展,电力营销业务作为电力销售管理的重要环节而逐渐受到电力企业的重视。然而,目前依靠人工抄表、手工录入的营销管理呈现出配置人员多、准确性差、效率低、抄表周期长等诸多问题,已经无法满足电力营销发展的需求,限制了电力服务水平的提高。因此建立一套高效的电能量采集与监控系统对电力发展显得尤为迫切。
现代通信、互联网络的大规模发展使电力用户用电量信息的实时采集成为了可能。本文以电能量信息采集系统作为研究对象,结合实际情况设计了采集系统的构架,并从智能电能量采集终端的设计要求及其结构模型、电能量远抄系统设计方案、现场数据传输模式等进行了详细分析。本文的研究为配电网的智能电能量采集系统相关设计提供了一定的科学参考。
1.系统设计原则
1.1实用性和经济性原则
结合供电公司的供电量以及当地的经济增长速度,在进行电能量采集系统方案设计时首先要考虑实用性和经济性的设计原则。从实际情况出发,充分利用现有系统和设备资源,节约投资,提高系统整体的性价比。在系统建设初期,要进行合理的整体性规划,减小投资费用,增加所开发系统的经济性和有效性。
1.2先进性和安全性原则
电能量釆集系统采用先进和可靠的硬件系统、软件系统、操作平台、技术协议和管理平台,既要保证釆用技术的先进性,同时也兼顾系统的安全性,充分发挥了电子式电能表和采集终端的技术性能优势,利用数据网络通信资源,实现用户电能表电量信息与主站电量釆集系统的传输,符合电能量釆集技术的发展方向。
1.3可靠性和稳定性原则
可靠性和安全性是保证所设计的系统能够安全运行的首要条件。系统的安全稳定运行涉及到诸多方面,其中主要包括:技术方案、管理方案及设备的可靠性等。设置一定的备用和冗余度,一旦系统发生故障,将对系统造成的影响降到最小。同时还应该使系统具有一定的抗干扰能力,当系统受到小的干扰时能继续维持稳定运行。
2.电能量采集系统构成
电能量采集系统的建设实施是为了能够安全、可靠、准实时地采集电能量原始数据及相关信息,在此基础上具备丰富的数据合理性校验、数据业务处理、统计计算、电能量管理、网损管理、报表生成、数据发布等应用功能,为供电公司各部门提供生产运行数据,为各决策部门提供决策依据。
电能量采集系统是对电力用户的用电信息采集、处理和实时监控的系统,其主要实现功能有:1)对电力用户用电信息的自动采集;2)对电力用户用电自动控制;3)对电力用户用电进行分析和管理。
3智能电能量采集终端设计
3.1设计要求
配电网电能量采集系统对采集系统终端性能进行了明确规定,不同电压等级采用的采集终端不一样,性能要求也不同。采集终端一般是由软件和硬件两部分组成,故需要对硬件和软件系统分别设计。电能量采集终端由通信信道、电能表、集中器等组成。集中器是安装在380V/220V的低压配电变压器旁,然后通过相关网络与电能量采集系统进行通信,当主站下发控制命令时,再通过RS-485接口,实现自动读取远端各个电能表上的数据。采集终端所处环境比较复杂,若要保证其长期稳定运行,需要提高其抗干扰能力,因此通常采用模块化和嵌入式的原则进行设计,确保各个模块之间不相互影响。
3.2电能量采集终端结构模型
电能量采集终端结构模型的主要构架采用了32位的微处理器或32位DSP处理器嵌入式操作系统。硬件部分主要包括:存储模块、采集模块、通信模块、设置模块及显示模块等。软件设计主要采用层次化与模块化的设计理念,整体上采用事件调度思想,主要包括三部分:1)驱动程序;2)远程电能表抄表程序;3)嵌入式操作系统设计。由集中器对各采集器的控制参数进行初始化处理,然后通过时钟中断方式实现数据的采集、处理、保存等功能,再利用串口中断方式启动收发程序。
4远程自动抄表及智能电能量采集系统应用研究
在电能量采集系统中,关键模块之一是远程自动抄表,因此本节针对GPRS在无线通信自动抄表系统的应用进行研究,进一步分析智能电能量系统的实际应用效果。GPRS在无线传输数据中具有使用范围广、方便快速、低成本;高达115kb/s的传输速率;接入时间短,连接快速及时,可使系统处于实时在线状态等优势。
4.1远程抄表系统实施方案
自动抄表系统是配电网智能电能量采集系统最重要的组成部分,将采集终端采集数据通过无线通信、电力线载波通信、电话网等方式进行传输至电能量系统。远程抄表从主站开始,通过采集终端并经过分区无线数据的传输,控制多个无线抄表器,然后无线抄表器通过RS485通信对电能表进行数据传输反馈。
4.2智能电能量采集系统的应用
智能电能量采集系统的应用实现了以下效果:
(1)减少主观因素的损失。由于系统的投入,有效减少了人为因素造成的损失,降低线损电量,准确反映计量设备的工况。
(2)提高工作效益。通过电能量系统的报警功能,工作人员可以在正常上班时间发现异常,减少计量故障时间也差错电量。
(3)大幅降低线损。通过系统直观的线损监测,工作人员对异常线损迅速查明,同时能以最快的速度采取相关措施,从而降低线损提高供电效益。
(4)合理化管理体制。电能量数据采集系统的应用能够有效避免因表计问题与用户产生矛盾,并且能够促使电力工作人员提高规范化、标准化、信息化作业,提高管理效率。因此,智能电能量采集系统在未来的智能电网中将占据不可或缺的地位,具有潜在的研究价值。
5结论
智能电能量采集系统是电网实行商业化运营并建立电力市场所必须具备的技术支持手段之一,对提高电网的经济效益及管理具有重要的作用。
参考文献:
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作者简介:
苏娟宁(1989.04—),女,陕西咸阳人,西安理工大学电力系统及其自动化专业硕士研究生,负荷控制工,单位:国网陕西省电力公司咸阳供电公司,研究方向:电能量信息采集与监控(负荷控制)。