摘要：在計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的時代，跟隨著IEC61850通信協(xié)議的不斷完善，數(shù)字化變電站得到了快速的發(fā)展與廣泛的推廣，該文針對具有3路合并單元接入的變電站數(shù)字電能表計量系統(tǒng)進行了分析與研究，首先簡要介紹了符合IEC61850標準的數(shù)字電能表計量體系結(jié)構(gòu)，然后重點剖析了表計計量技術(shù)的實現(xiàn)機制，如何從驅(qū)動層接收數(shù)據(jù)幀，并使用滑動窗口技術(shù)對存在的采樣點丟失現(xiàn)象采取線性插值補償；而后將合法的數(shù)據(jù)幀進行解析，提取采樣數(shù)據(jù)后進行正序整合；最后將收到的3路采樣數(shù)據(jù)指針傳送到計量層，由計量任務進行計量運算，最后總結(jié)了數(shù)字化變電站電能計量系統(tǒng)與傳統(tǒng)計量系統(tǒng)相比的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：IEC61850；數(shù)字化變電站；采樣數(shù)據(jù)幀；DTtMfgJiZZiJNulT0rRiIw==計量系統(tǒng)

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）11-2739-05

1 概述

數(shù)字化變電站的核心基礎(chǔ)是IEC61850通信協(xié)議，該協(xié)議將變電站分為站控層、間隔層、過程層，規(guī)定各層之間和層內(nèi)部采用高速以太網(wǎng)通信[1]。在數(shù)字化變電站標準體系IEC61850的逐步完善下，隨著智能化開關(guān)、符合IEC60044-7、IEC60044-8標準的電子式互感器制造技術(shù)的成熟，以及高速可靠的通信技術(shù)的日趨完善，為所有信息的采集、傳輸實現(xiàn)全數(shù)字化處理提供了堅實的理論與實現(xiàn)依據(jù)。智能變電站在我國已進入發(fā)展推廣階段，電子輸變電設(shè)施的建設(shè)正在向大容量﹑高電量等級的方向發(fā)展。2011年2月27日由陜西省電力公司投入運行的延安750kv智能變電站是目前國際上運行電壓等級最高，智能化程度最高的變電站[2]，該數(shù)字化變電站的數(shù)字電能表的接入信號源自3路MU（合并單元）的數(shù)字信號，其中包括一路電壓信號、兩路電流信號，表計需要通過接收→解析→正序→整合→提取→計量的工作過程來完成該變電站的計量。

2 數(shù)字電能表計量程序體系結(jié)構(gòu)

數(shù)字化變電站體系結(jié)構(gòu)由過程層、間隔層、站層三層構(gòu)成，而位于間隔層的數(shù)字電能表從位于過程層的合并單元或數(shù)字化變電站外置互感器接收采樣數(shù)據(jù)來完成計量工作。該文設(shè)計的數(shù)字電能表符合IEC61850標準，體系結(jié)構(gòu)如圖1所示可以看出此系統(tǒng)分為四層：

第一層為驅(qū)動層，本層主要功能是負責EMAC（以太網(wǎng)控制器）硬件的初始化、接收數(shù)據(jù)、控制增益和處理異常等，目的是使硬件正常接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)交付第二層進行處理。

第二層為數(shù)據(jù)處理層，從驅(qū)動層接收的只是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，本層主要功能是解析以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，提取其中的采樣數(shù)據(jù)和設(shè)置信息交付第三層進行處理。

第三層為接口層，本層主要功能是負責從數(shù)據(jù)處理層接收采樣數(shù)據(jù)和設(shè)置信息，如果是采樣數(shù)據(jù)它將提交給第四層進行計算加工處理，如果是設(shè)置信息它將更新系統(tǒng)配置模塊。

第四層為計量層，本層主要功能是負責從接口層接收采樣數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)配置模塊情況進行計量運算處理。

模塊化電表采用層次化設(shè)計，使整個程序結(jié)構(gòu)清晰明了，即增加程序的可調(diào)試性和可維護性，又增加程序運行的可靠性。