基于智能化数据采集系统在电力能耗监测中的应用
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【摘 要】随着我国科学技术的不断发展，人们的生活方式得到了明显的转变。其中，在电力系统中，智能化数据采集系统获得了普遍的应用。本文就对智能化数据采集系统在电力系统中的应用进行探讨。
【关键词】智能化；数据采集；电力；应用
计算机的广泛使用对监控系统产生了巨大的影响，它对于监测系统状态的远程控制能力较强，可以形成较为简单明了的图像。电力监控系统的研究基于计算机强大的数据采集和数据处理能力，可以广泛使用于各类电力企业，并成为计算机系统的基本功能。随着工业的发展，电力监控系统以其越来越强的可靠性达到了电力企业发展的需要，未来发展对其提出了更高的要求。
1、智能化数据采集系统
分布式RTU：分布式远程终端装置主要包括做遥信装置的RSI（RelativeStrengthIndex，相对强弱指标）32、做遥测装置的RCM（RiskControlMatrix，风险控制矩阵）32、做遥控装置的RCU（RoomControlUnit，客房控制器）16和RPA（RadarPerformanceAnalyzer，雷达性能分析器）。这4个部门分别完成遥信、遥测、遥控、遥脉的功能。
1.1RSI32遥信装置
主要用于电信智能化局域网采集装置的RSI32遥信装置以可以同时采集三十二路无源开关量信号的强大的功能而著称。为了达到保护各种信号、位置量的目的，这种装置的工作流程是通过RS-485总线和上级管理系统之间的联系。其可以实时、动态、全天候的记录三十二开关量的变化数据和情况。特别值得一提的是，采用关电隔离输入的RSI32遥信装置克服了普通装备一受到外界强电压输入即损坏装置的弱点，从而有效且高质量的保护了内部电路。
1.2RCM32遥测装置
该装置主要利用的设备原件是配节互感器和变送器，其主要目的是以采集电流、电压、温度、功率等模拟量信号为主用于电器智能化局域网中的采集装置。该装置的性能非常强大，其可以同时采集三十二个直流电的信号，然后将其反馈给上位机，之后再由上级管理控制系统进行数据分析。特别需要指出的是，如果采集低压回路的电流信息则不需要使用配电流变送器。
1.3RCU16遥控装置
该装置的主要功能是继电器输出，其以实现远程操作为目的。当管理系统向其发送指令时，其可以直接将信号传输给控制装置，从而实现远程遥控的目的。以脉冲和自我保持为主的继电器的输出方式可以实现自动控制。例如，在脉冲方式下，脉冲信号间歇性的没个2秒左右就将信号传达到继电器，继电器即可以进行闭合动作。所谓自保持就是继电器的输出长期保持一个固定的状态。RS-485总线也是遥控装置和上机管理系统的中介，通过该总线，控制管理系统就可以实现对象的远程控制。
1.4RPA32遥脉装置
该装置主要功能是对计算脉冲数，主要是有功或者无功的。该装置可以将所纪律的数据存入一个特定的设备中，从而可以实现数据的长时间保持。该装置采用光电隔离输入，从而也克服了普通装置受外界高电压的干扰信号即造成巨大的损坏的缺陷。RS-485总线在分布式RTU中的功能就是将下位机的数据和信号传输给上级管理控制系统，从而达到实现各种下位机的功能。在该设备的通信接口处，采用来了抗雷击性能强的芯片，从而可以有效保护因雷击造成瞬间极高压产生的问题，最终实现安全、可靠、有效传输数据的目的。
2、电力数据采集系统设计
1）物理层。根据采集周期，不同Device都有能力对千余条数据完成缓存。对数据进行更新之前，本系统必须在Device中对不同时段的电力数据进行采集。2）访问层。和Device彼此的交互。涵盖两个不同的部分，连接模块应当要和Device构建良好的Socket连接；而消息访问模块封装必须要和Device达成某种传输协议，从而和Device之间来对数据包进行传输或是发送。3）数据采集层。多线程机制，更多地会反映在数据采集层上。①主线程应当对系统予以设置：通过读取Device相关的配置信息，如ID标示、IP地址以及端口，将其分配至信息列表中；构建监听或是采集线程；②IP地址资源并不多，Device开启后每间隔某个时段，IP地址、端口便会马上地改变。有时，还会有不同的Device节点掺加至数据网络中。监听线程，能够对不同Device上传输的网络地址进行侦听，确保系统、Device彼此的通信连接；③数据采集线程能够从不同Device中来对电力数据进行采集、存储。
3、低压电力载波集中抄表系统的应用
3.1抄表的应用
引入本系统后，电力抄表人员坐在单位就可以对电能表数据进行读取，从根本上提升劳动生产率。由于无需现场抄表，工作人员在任何时候都可以选择替换抄表或是轮换。这就缓解了手工、轮换超表的难度，降低了抄表人员频繁登杆的高危性。故此，该种方法相对来说比较安全、高效。数据采集的精准性，能够确保台区总表、分表（用户）在抄表时间上的完全同步，处理手工抄表由于天气条件、用户数量超出等情况没有办法同步抄表等诸多问题，减小台区线损出现异常的可能性。此外，系统可以对定时数据进行自动采集。不仅满足了周期抄表的基本需求，减小了抄表因素引起的线损波动，适应了阶梯电价自身对定期抄表做出的要求，同时也符合电价变更的行业之选，使电价可以很好地执行。
3.2预付费的应用
选取本系统之后，用户如果欠费，系统会自动跳闸；如果用户完成交费，系统又可以自动合闸。也就是说：交完费用后，就可以马上用电；同时，系统也可以对预付费、营销收费系统进行交换。不仅处理了从前的催费难题，也满足了用户24小时购电的现实需求。另外，自动合闸也可以减少了用户不懂得操作IC卡的用电难题。
3.3短信提醒、信息发布功能应用
本系统中，手机短信可以将实时的用电信息传送给用户的手机上。抄表员无需再深入现场进行发单，并将缴费通知传输至客户手中，减小欠费停电率。除了可有为供电企业降低电量损失外，同时也可以帮助他们减少麻烦。
3.4业务扩充及农村低压配网应用
一为为规范用电负荷提供有力的支持。通过对本集抄系统内部的三相负荷进行平衡分析，用电人员可以自由地查询三相负荷各自的分布情况。若计划对新装负荷进行拓展，切勿盲目操作、单项过重引起的线路损耗。二是充实了农电配网原有的运行方式。本系统采取的运行方案，能够转变农村低压配网原有的运行管理模式。在转变线路人员“三勤”维护方式的同時，为完全数字化、精准化的三率管理提供可靠的支撑，对电能资源进行综合调配，为运行管理提供可靠的条件与保障。
4、数据采集监控系统的工作原理和基础
电力监控系统的数据采集系统的运作模式主要在每个RTU主站之间进行，几乎所有的问题都可以找到联系，仅在RTU主站请求响应，由多个第2线或四线从主站向通信电路辐射，在工作模式下彼此独立的，可配置为单回路发射机。一般来说更经济的公共通信线路连接多个分支RTU。这些支撑线的特种电缆可用载波机提高功率，在每个轨道上控制查询和回应RTU数据。信息传输速率在每个通道内可以达到39600位/秒，这种高速通信方式传输数据保证了传输信息量的连续响应模式，每个RTU只有分支响应时间的影响，但这种通信方式成本偏高。无线电管理模式属于国家规定超短波数据通信使用的频段。
5、结束语
分布式RTU采集装置和PMC916电力测控装置适用性强、仪表装置界面直观、操作方便，现已在很多工程项目中广泛使用。每个RTU都带有总线通信接口，具有数据转发功能，若干个这样的RTU连成一个电器智能化局域网，能完成更多的配电设备监控工作。PMC916电力监控装置可以监测单一回路，测量范围广，功能完善，可作为一个独立的监控装置应用在电力系统中。
参考文献：
[1]朱丰磊.VPN虚拟专网技术与应用[J].中国电子商务，2017（11）：88-89.
[2]胡慧锋.无线电力数据采集系统的研究[D].杭州：浙江大学，2016.
[3]孙晨.对GPRS在电力系统应用的分析[J].电力系统通信，2017（11）：38-40
（作者单位：湖北省计量测试技术研究院能源所）
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