張海麗

【摘 要】社會生產(chǎn)與生活中電費(fèi)的收取是在電力系統(tǒng)采集到的電能計量信息基礎(chǔ)上進(jìn)行，因此，電力系統(tǒng)中電能的計量與采集準(zhǔn)確與否至關(guān)重要，尋找有效的電能計量與采集方法成為重點研究的課題?；诖耍疚闹饕獙﹄娏﹄娔苡嬃颗c采集網(wǎng)格化融合體系研究與應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析，希望可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】電力電能計量；采集網(wǎng)格化；融合體系研究；應(yīng)用

中圖分類號：TQ172 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

電能為我國各項生產(chǎn)生活提供了有力的支持，提高了人民基本生活水平。電能的合理利用需要電能計量給予準(zhǔn)確支持，實際上不同工作的生產(chǎn)及運(yùn)營都必須對其電能進(jìn)行準(zhǔn)確測量。電能計量準(zhǔn)確性能夠幫助相關(guān)部門有效的估算電能，進(jìn)而避免電能不合理利用造成大量電能浪費(fèi)。此外，還要加強(qiáng)電力電能計量與采集網(wǎng)格化融合體系研究與應(yīng)用，強(qiáng)化對電能的管理，確保供電的科學(xué)性和穩(wěn)定性。

1電能計量

電能計量的概念在電力投入使用之初就已經(jīng)被提出，其主要用于監(jiān)控電力的實際使用情況。為實現(xiàn)科學(xué)的電力監(jiān)控，人們使用不同的電表進(jìn)行的工作：

1.1手動計量

手動計量是最初使用的一種電能測量方式，其主要通過在用戶端設(shè)置統(tǒng)計電表，在需要收集數(shù)據(jù)時，由用電信息采集人員趕赴現(xiàn)場，依次抄錄數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)的計算是通過抄錄數(shù)據(jù)減去上月數(shù)據(jù)，得到該月使用實際電量。這種手動測量方式在早期電力推廣中得到廣泛應(yīng)用，但是該方法需要大量人力和時間投入，人工成本耗費(fèi)較大，且工作效率不高，容易出現(xiàn)工作人員計數(shù)錯誤的情況。

1.2IC卡計量

IC卡計量是當(dāng)下廣泛應(yīng)用的電能計量方式，用戶“一戶一卡”，通過預(yù)交電費(fèi)購買電量后根據(jù)電能使用分別扣費(fèi)。該方式相比于手動計量節(jié)省人工抄錄數(shù)據(jù)費(fèi)用，電能翻遍計算，工作效率高。

1.3自動抄表計量

自動抄表計量是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)產(chǎn)物，其采用智能計量儀器測量，連接互聯(lián)網(wǎng)后將數(shù)據(jù)直接傳遞給電力部門，用戶網(wǎng)上繳費(fèi)即可用電。但是這種技術(shù)存在一定不足，需要不斷完善。

2電能計量采集系統(tǒng)分析

電能計量采集系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的計算方法而言，具有非常明顯的優(yōu)勢。由于其具有全面的功能以及強(qiáng)大的自動化管理能力，使得其相較于傳統(tǒng)計算方式不但可以有效的提升計算的效率，同時也可以更好的降低計算誤差。在這樣的情況下，許多工作人員在開展計算的過程中，由于過分重視了電能計量采集系統(tǒng)的功能性，使得其出現(xiàn)誤差時沒有受到足夠的重視。無論是設(shè)計人員還是工作人員，對于電能計量采集系統(tǒng)的誤差重視度都處于相對不足的狀態(tài)，有許多設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計的過程中，更多地將重心放在了提升系統(tǒng)的功能性上，對于穩(wěn)定性的設(shè)計不足。在這樣的情況下，許多電能計量采集系統(tǒng)在實際應(yīng)用的過程中并沒有發(fā)揮出非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性。因此，設(shè)計人員和工作人員應(yīng)該根據(jù)實際工作情況對電能采集系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而更好地保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3電力電能計量與采集網(wǎng)格化融合體系研究與應(yīng)用

3.1總體設(shè)計

電力電能計量與采集網(wǎng)格化融合體系的總體架構(gòu)用圖1描述。主控單元、以太網(wǎng)傳輸、電能計量以及電能計量信息采集構(gòu)成了該體系的主要部分。（1）主控單元：MC68332MCU是該體系的主控單元，電能計量、電能信息采集、電能數(shù)據(jù)顯示以及同芯片CS8900A間的數(shù)據(jù)交換都依靠MC68332MCU實現(xiàn)。（2）以太網(wǎng)傳輸設(shè)計[6]：采用符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的10M以太網(wǎng)控制器CS8900A，由CIRRUSLOGIC公司生產(chǎn)研發(fā)，其內(nèi)部包含RAM。該控制器以小型變壓器作為連接即可與全部以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸。具有兼容性強(qiáng)、運(yùn)行簡便的優(yōu)勢。其中電能計量部分采用計及精確化功率因數(shù)的電能計量方法，電能采集部分采用基于RFID的電能采集方法，以此構(gòu)建電能計量與采集網(wǎng)格化融合體系，下面對兩種方法進(jìn)行介紹。

3.2基于IEC102規(guī)約的采集程序的設(shè)計

3.2.1通信規(guī)約

通常情況下，在電能計量采集系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒淌牵弘姳頂?shù)據(jù)—采集終端—主站的傳輸路徑，因此在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，對于通信規(guī)約的依賴性是非常強(qiáng)的。目前我國電力行業(yè)的工作人員在實際工作的過程中，采用的大多是IEC102規(guī)約來進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，其最大的優(yōu)點在于即便停電的情況下，依然可以持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，很大程度上提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在這樣的情況下，給予自動化原則，進(jìn)行二階段的設(shè)計和改進(jìn)，實際上就是開發(fā)一個融合了IEC102的軟件采集系統(tǒng)，從而更好地保障整個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提升系統(tǒng)的實用性。

3.2.2基于IEC102規(guī)約的采集程序開發(fā)

在二階段改進(jìn)的過程中，工作人員需要對主站的程序以及采集終端的具體情況進(jìn)行充分的調(diào)查和了解，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)二者之間有效數(shù)據(jù)的通信，減少由于專業(yè)能力缺失而產(chǎn)生的各種問題。例如，在實際進(jìn)行程序開發(fā)的過程中，可以使用諸如VC++&MFC等程序來編寫采集系統(tǒng)的方式，從而更好地利用多線程技術(shù)，對采集結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的判定，最終提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能性，讓電能計量采集系統(tǒng)在應(yīng)用過程中發(fā)揮更大的作用。

4提升電能計量采集運(yùn)維工作效率的措施

4.1采取有效的計量故障預(yù)防措施

由于電能計量采集故障發(fā)生時不具有可預(yù)見性，這就導(dǎo)致電能采集及電能計量工作會存在一定的偏差，為了能夠有效的降低電能計量故障發(fā)生的頻率，在實際電能計量工作中，需要對電能表和二次負(fù)荷的狀況進(jìn)行嚴(yán)格檢查，定期對電能計量設(shè)備進(jìn)行檢查。同時還要針對電能計量二次回路，建立健全防故障管理制度，避免設(shè)備出現(xiàn)隨意停止及改用的情況，強(qiáng)化對電能計量倍率的重審，一旦互感器發(fā)生改變后，需要對倍率狀況進(jìn)行重新計算和檢查。在進(jìn)行封閉電能計量過程中，需要積極采取有效的措施保護(hù)電能設(shè)備運(yùn)行的安全性，以此來保證電能計量設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.2實現(xiàn)電能計量的智能化和集約化

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，各種新設(shè)備、新技術(shù)和新工藝在電力企業(yè)計量工作中進(jìn)行應(yīng)用，電力企業(yè)集中抄表管理系統(tǒng)的應(yīng)用，有效的提高了電能計量采集工作的智能化和集約化水平，降低了人工成本，對電能計量和采集工作的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)工作，有效的提升了電力企業(yè)服務(wù)的質(zhì)量。在當(dāng)前電力企業(yè)智能化和集約化發(fā)展的過程中，還要進(jìn)一步提升電能數(shù)據(jù)采集的水平，為電力企業(yè)的正常運(yùn)營奠定良好的基礎(chǔ)。

4.3改進(jìn)用戶使用電網(wǎng)的安全性和方便性

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在強(qiáng)化對電力供應(yīng)質(zhì)量的嚴(yán)格監(jiān)管的同時，還要實現(xiàn)供電設(shè)施的科學(xué)化設(shè)計，盡量避免用戶與電表直接接觸，電力企業(yè)充分的運(yùn)用電力信息采集系統(tǒng)來構(gòu)建用戶信息查詢中心、短信中心和網(wǎng)絡(luò)中心等，實現(xiàn)用戶對電能計量數(shù)據(jù)的快捷查詢及在網(wǎng)上進(jìn)行資費(fèi)，為用戶提供更為安全和便捷的電能計量服務(wù)。

結(jié)束語

經(jīng)實驗驗證，所構(gòu)建體系計量準(zhǔn)確率均值高達(dá)99.4%，電能計量信息采集的平均用時約為3.6s。該體系的構(gòu)建為社會生活、工業(yè)生產(chǎn)中電能的節(jié)約提供有效手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶娜，高予軍.通訊技術(shù)在電能計量信息采集中的應(yīng)用分析[J].中國新通信，2018，20（18）：96.

[2]曹汝朝.電能計量自動裝置抄表技術(shù)的現(xiàn)狀分析[J].電子測試，2018（18）：93-94.

[3]林子午，李妮，祁珈同，王琳琳，周瑤.電能計量采集運(yùn)維管理工作研究[J].黑龍江科學(xué)，2017，8（16）：144-145.

[4]劉高原，戴春怡，朱俊杰.電能量采集系統(tǒng)在計量缺陷分析過程中的應(yīng)用[J].電力與能源，2017，38（04）：397-400.

[5]劉攸堅，王鵬，傅子明.電能計量裝置運(yùn)行安保及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2017，25（16）：150-153.

（作者單位：國網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院）