冯忠义

(吕梁供电公司，山西 吕梁 033000)

1 变电站电能量采集系统结构

1.1 主站系统构成

主站系统采用网络分布式结构，包括终端服务器、通信前置机、数据库服务器、WEB服务器、维护工作站、报表工作站、通信网络和相关的网络设备等(如图1所示)。传输通道以光纤数据通信网络为主，以电力载波、微波、电话、GPRS/CDMA为备用通道。主站功能和技术规范，遵循统一的变电站电能量采集系统建设技术规范。

1.2 厂站系统

厂站系统由电能表、采集终端、应用软件等构成。采集终端通过标准的RS485接口采集电能表电流、电压数据并集中，同时通过网络信道发往主站进行数据处理和保存。

1.3 信道

通道以光纤为主通道，以拨号、专线、GPRS/CDMA等通讯方式为备用通道。数据集中器通过RS485总线定时采集并存储电表数据。

管理系统通过宽带/光纤与集中器进行数据通讯。管理系统接入GPS时钟，管理系统可对电表进行校时，数据集中器也可以对电表进行校时。

主要工作内容为:

1)对使用电力专用光纤通道和具备TCP/IP以太数据网络的变电站，实现采集终端与电能量信息系统平台的数据通信。

2)35 kV及以上变电站应具备光纤通道和以太数据网络环境，与公司信息网分开，属独立专网，电通根据实际情况提供至少两个端口。

3)各变电站应具备SDH传输设备，实现互联通信。

4)所有变电站和县公司与通讯中心机房SDH设备的专用MSTP端口(以太网端口)连接。

5)核心路由器汇集所有变电站采集终端通过光纤通道传到通信中心的SDH光传输设备的数据信息，再与电能量采集服务器前置机互联。由于农网35 kV变电站与通信中心机房不能直接通信，农网35 kV各变电站通信路由器经SDH光传输设备汇集到各县局边缘路由器，由各县局SDH光传输设备到公司通信机房核心路由器上。

图1 主站系统构成图

2 电能量采集及计量系统功能

2.1 主站系统功能

变电站采集终端接入统一的电能量采集管理系统，实现电能信息的远程采集，集中管理、自动统计和实时分析。主站功能包括远程抄表、异常报警、线损分析、母线平衡分析、主变平衡分析等。

2.1.1 数据采集

1)采集对象。采集对象包括结算关口、考核关口、专线用户及其他普通计量点。

2)通信信道管理。数据采集支持光纤网络，拨号，专线以及GPRS，CDMA等数据通信方式。

3)数据采集任务。采集的数据项目内容、采集的启动时间、采集周期的时间间隔可根据需要灵活设置;支持人工召测当前/补测历史数据;同时具有本地数据缓存功能，当数据库存取繁忙或故障时，所有采集的数据可本地快速保存，当数据库恢复后，系统自动将本地缓存的数据导入数据库。

4)规约支持。在厂站计量计费情况下主要支持山西厂站采集102规约。最小支持采集周期可达1 min，采集周期1 min～3个月可调。

5)可采集的数据。主要包括:各计量点电能量底码、负荷曲线底码、相关测量量、电能质量、月末零点冻结电量等数据。

6)状态查询。系统可以方便查询监控通讯报文、运行状态、数据解释、链路状态。

7)数据存储管理器。该模块用于保证数据存储的可靠性。

8)远程升级。系统支持同时具备对多台终端并发升级功能，可方便定制开发终端新功能或增加终端电表规约库。

2.1.2 数据库应用

采集的电能量数据直接传输到系统Oracle数据库，通过对所有计量点的相关数据与采集数据建立相应的对应关系，实现数据转存、计算、处理，并提供数据访问服务。数据包括原始采集数据、中间计算结果、最终计费和结算数据等。

2.1.3 档案管理

系统支持电网设备档案查询、录入，包括变电站、线路、大客户、专变、CT/PT、采集终端、电表等档案。变电站、变压器、线路、大客户、表计、CT/PT等档案信息系统支持手工录入，同时也支持从电力营销系统集成导入。

2.1.4 数据统计分析

系统具有对电能量数据进行综合统计、分析、评价功能，可分时间段、分采集终端、分计量点查看电能量、需量、瞬时量、功率因数、电压合格率、表计状态等原始数据。统计和计算时考虑装拆表、更换CT、满码值处理等特殊操作的正确处理。

主要功能包括:

1)实时统计:实现各层次对象的当前最新负荷和终端设备的实时监测和统计。

2)负荷分析:实现各层次对象的日、月负荷数据的统计和对比分析。

3)电量分析:按规定的不同时段、不同区段、不同类别分别对电量进行对比分析。

4)供电质量分析:用户关联表计的对应电压、功率因数、停电时间、越限时间、合格率(%)等。

2.1.5 线损分析

系统可设置需要计算线损的进线和出线，直接提取线路基础数据进行线损计算和分析，并自动生成线损数据。

2.1.6 曲线分析

系统可通过表格、曲线、棒图等多种数据显示方式来浏览数据的变化情况。

2.1.7 报表管理

系统支持用户需要的各类报表，原始数据报表、电量统计报表、线损报表、用户自定义报表等。

2.1.8 系统集成功能

系统充分考虑了各系统业务的联系和不同，使多个系统成为一个有机的整体，实现档案、数据共享。

2.1.9 信息发布

系统使用密码权限保护来实现通过WEB服务器对外提供信息浏览查询功能。

2.2 厂站系统建设功能及要求

厂站的采集终端采用单片机作为核心部件，采集终端具有表地址索引自动生成、删除功能。

1)多功能电能表应具有两个及以上独立的485口，电能量采集终端通过多股铜芯(485线)通讯线采集信息，连接到多功能电能表RS-485接口;

2)电能量采集终端的RJ45接口通过双绞屏蔽网络线传到通讯屏的3845/2811路由器(SDH光传输设备)。

3)变电站的多功能电表子表的通讯规约采用部颁2007-645通讯协议。

4)每个变电站配置一台电能量采集终端，采用机架式结构，安装于计量柜中，特殊不具备条件的变电站，可以采用壁挂式采集终端。

5)电能量采集终端与路由器传输设备布线距离不超过90 m，超过90 m采用其他通信方式。

6)电能量采集终端采用独立的交/直流回路供电，交流电源宜引自交流屏的UPS，应配备单独的接线端子。

7)485引线配备单独的接线端子，双485口占用八个端子，现场条件不满足时每屏不少于四个端子。

8)电能量采集终端与电能表计布线距离不超过800 m，485线选用线径为0.5 mm～0.75 mm多股铜芯带金属网屏蔽的线缆。

2.3 电能量采集及计量系统的安装调试

各厂站的终端接口的通信规约与主站通信规约相同，通过本地维护接口实现终端与现场调试设备的通信，主站端的全部设备及相关参数安装设置完毕后，分别对各厂站采集终端和主站收到的数据与电能表实际数据进行核对，全部数据完全符合要求后，方可确定投入试运行。

3 结语

变电站电能量采集管理系统是用于电力系统电网安全运行和经营经济运行的综合自动化系统。该系统对电力企业的经济运行和科学管理具有重要意义，它可以为电力用户提供及时、准确、可靠、完整的数据，但是该系统的建设涉及到软件、硬件以及与其他已建成系统进行通信、信息传输，并且与电力企业的管理模式紧密相连，如此复杂的系统，需要电力、计算机应用、通讯等各方面的专家逐步探讨解决电能量采集管理系统建设中出现的问题，完善其功能。