现代化电能计量管理系统研究
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【摘要】本文就现代化电能计量管理系统进行了综述，并提出了系统的功能、结构总体方案，谨供大家作参考之用。
【关键词】电能计量；管理系统；结构；功能
0.前言
电能计量装置是电力生产、输送和消费的重要计量器具。近年来，电能计量技术发展较快，出现了计量方式的多样化、表计校验的自动化、电量采集的远方化、计量器具的现代化的新格局。为适应电力市场化运营的大趋势，必需建立电能计量现代化管理系统。
1.管理系统的性能
电力作为商品进入市场，在电力商品的生产、流通、消费的各个环节，都需要公正、公平、合法的电能计量与计费结算手段。电能的计量与计费是两个不同的工作内容。电能的计量是通过某种手段，人工或自动采集各电能计量点的电能数据，对不同的用户，基本上是相同的、不变的，它受相应的计量法规约束，必须符合相应的技术标准和规范;而电能的计费则是将计量得到的电能数据，按照事先各方签订的合同、协议和结算规则，进行相应的数据处理，形成对有关各方的电费结算结果。因此，一个完整的电能采集与计费系统可以分成这样两个部分:电能量的自动采集与处理系统和电能数据计费结算系统。
分析电能采集与计费系统的建设及运行维护中的主要特点，提出其应具有的基本功能，以适应电力市场的发展需要。
电能采集与计费系统首先要完成电能数据的采集、处理、传输、存储等工作，然后根据相应的统计及结算模型，实现对不同用户、不同时段、不同费率下的电能统计与电费结算等功能。此外，通过对所采集到的电能数据的再加工和进一步处理，可完成电网运行、管理、统计、规划等不同部门的各种应用功能。
电能统计数据是电能量值的累加。由于电能值的累加性，使得电能数据具有相关性，即前一个数据的正确与否，对后续的电能数据(电能累加值)和最终的电能统计数据有直接影响，故每一个数据都应该准确。而对电能数据传输和处理的实时性没有太严格的要求，一般采用批量数据处理的方式。
电能采集与计费系统具有如下主要特点:
⑴准确性：系统所采集的电能原始数据必须准确，符合相应的计量管理标准和技术规范，这就要求包括电能表、电能数据采集处理装置、电能数据传输及主站统计处理在内的整个电能计费系统的综合误差必须保证在规定的精确度范围内。
⑵可靠性：该系统作为购电与售电双方电能计量及电费结算的依据、运行必须稳定可靠，值得双方信赖。
⑶完整性：由于电能数据具有累加性的特点，任何情况下都不允许丢失电能原始数据，特别是在进行分时段、分费率电能统计与结算时，尤为重要。这就需要在采集处理及传输等环节采用相应的技术手段来确保数据的完整性。
⑷一致性：任何时刻对各用户所作的电能数据处理应是完全一致的，即任何一个对电能数据的合法处理，都应能同时反映和传递到其它用户。
⑸同时性：由于电力市场中买卖各方的电能交易同时进行、同时完成，电能的统计时段和结算费率的设定也是以时钟为基准进行的，这就要求整个系统应具备统一的标准时种系统，以保证各个计量点在同一时刻完成电能的计量及电能数据的带时标存储。
⑹及时性：为满足不同的电力市场运营的要求，对电能数据的累计和处理应能根据实际要求做到实时(如以分钟级作为电能数据积分周期等)。对于现货交易电力市场(sPotmarket)，则对电能数据的传输和统计周期有较高的要求。
⑺灵活性：系统应在数据采集与传输、应用功能、数据保存和利用等方面具有很大的灵活性。如厂站的电能数据输入的采集和处理，应能支持对单表或双表(即主/备表或称为检查表)的接入和处理，应能灵活地设置多种不同的电能累计(积分)周期、多个时段和费率，数据传送的方式可以是定时自动传递或应主站召唤传送，数据传输的通道可以是电话拨号通道(l对N)、专线通道(点对点)或支持数据网络通信等。主站系统功能应考虑具有工具性的软件包，以支持用户实现多种不同的应用功能。
⑻安全性：系统中的电能原始数据应不可删改。对电能计量和结算的模型等也只有在授权许可下才能修改。应建立完善的保安措施，不同等级的用户，应设定相应的访问权限，以保证电能计量的合法性和严肃性。
2.管理系统的结构
电能计量器具分布点多、面广，管理难度大。目前，电能计量管理是静态型的集中管理，而据其特点又要求是分散型的动态管理。据此，提出三级分布式电能计量管理系统结构，对表计实行有效的跟踪管理。该系统由管理级、运行级和厂站级三级所组成，是建立在实时数据网络上的功能分布式系统。
⑴管理级的计量管理中心站在基于局城网(LAN)的系统配置上运行，对各级与计量有关的工作实行宏观控制和微观管理。网上可设置各种功能的工作站，共享实时网络数据。
⑵运行级上的计量技术工作站设在校验室，通过专门的接口，与电能表校验装置、互感器校验装置、走字试验装置联接，直接采集实时校验数据，并能自动计算误差，记录校验结果和打印:同时，它还可通过LAN网，将数据传送给计量管理中心站。负荷管理工作站通过通信通道获取大用户计量装置数据，并上传到管理级。同时，作为LAN网将电网实时信息(包括需传送的计量信息)，向联接在LAN网络上的各功能工作站传送。
⑶厂站级包括设置在变电站的基础自动系统、大用户的负荷控制装置以及供电所、站的用电管理工作站，完成电能量、采集功能。特殊设计的负荷控制装置可采集表计状态信息，并将表计信息通过通信通道传送到运行级的负荷管理工作站，经过加工处理后转发给管理级。
3.管理系统的功能
功能设计的中心任务，就是采用计算机和现代化通信、数据采集和计量手段收集各种数据，将大量的来源于各种渠道的计量信息按照计量人员的要求进行分类统计、计算、分析、判断表计状态，加工处理，输出有用的信息，供管理人员和部门领导进行预测和决策控制，从而使计量管理工作达到科学管理和合理安排的目的。对电能计量资产实行动态和静态管理，使计量人员从大量的重复性的工作中解脱出来。
3.1管理级计量管理的基本功能
管理级计量管理的基本功能就包括:计量点的管理(包括计费与经济技术指标考核计量点);电能计量资产管理;重要计量装置配置管理;检定(含现场检定)计划管理;电能计量装置考核指标的统计与汇总;计量差错统计、分析;计量工作传票管理;计量器具报废淘汰管理:用户技术档案管理;计量标准资产管理;计量法规资料管理;计量新产品信息与科技开发成果管理;计量人员档案管理等。
3.2运行级功能设置
运行级功能设置(计量技术计算和计量准确性静态管理)应具有:PT、CT、电能表检定结果的自动输入、寄存和打印记录;PT、CT合成误差计算和安装位置的排序;PT和二次回路导线截面的计算;PT二次压降引起的计量误差自动计算;PT、CT误差实际受二次负荷改变影响的计算;PT、CT、电能表二次压降综合误差计算和自动检索匹配;电能计量图形显示;全网电能计量装置不确定度计算等。
3.3用户管理
3.3.1大用户表计误差的实时监测
电力市场的形成，必将对大用户和网际间互馈电关口逐步实施多套表计量(两套表:主表和校核表;三套表;主表、校核表和后备表)，系统配置通信通道或由调度sCADA系统实行电能量遥测，并通过相应软件按规定的程序核对误差，达到误差限即予以警示，通知有关部门换表或现场调整。
3.3.2住宅电能表的数据采集
解决由于一户一表造成的抄表问题，利用380/220V低压电网载波通道将住宅电能表数据集中到配电变压器的端头，再通过电话线将数据转发至用电管理工作站和计量管理中心站。■
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