閆玉琪　李志剛

【摘 要】電能量采集系統(tǒng)是對(duì)電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳和存儲(chǔ)、預(yù)處理、統(tǒng)計(jì)分析，以達(dá)到支持電力市場的運(yùn)營、電費(fèi)結(jié)算、輔助服務(wù)費(fèi)用結(jié)算和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償計(jì)算等功能。電力企業(yè)建設(shè)電能量采集系統(tǒng)，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)和營銷計(jì)量、抄表、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重要基礎(chǔ)，是提高電能質(zhì)量、提高管理水平、提升服務(wù)能力，提升品牌價(jià)值的必然選擇，將推動(dòng)企業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)歷史性跨越。本文通過分析新疆天富熱電各級(jí)公司和各類用戶需求，提出一套具有天富區(qū)域特性的電能量采集系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】電力企業(yè)；電能量采集；采集終端

0.引言

電能量采集系統(tǒng)的發(fā)展是隨著電力工業(yè)的體制改革，電網(wǎng)的運(yùn)營和管理已逐步走向商業(yè)化而開始的。在過去十幾年的時(shí)間里，逐步發(fā)展完善，并取得了一定的成效?，F(xiàn)在運(yùn)行的電能量采集系統(tǒng)對(duì)采集終端的研究已經(jīng)比較成熟，完全能滿足各種不同類型的用戶的所有表計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)同步采集和存儲(chǔ)的要求。主站系統(tǒng)中相關(guān)軟件的幵發(fā)相對(duì)比較落后，需要加大投入力度。新一代的主站系統(tǒng)需要能勝任不同電壓等級(jí)、不同系統(tǒng)規(guī)模的應(yīng)用需要。本文設(shè)計(jì)天富電能量采集系統(tǒng)將在總結(jié)以往建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從提升用電服務(wù)能力的角度出發(fā)，充分考慮政府、相關(guān)產(chǎn)業(yè)和電力用戶的要求、滿足雙向互動(dòng)用電服務(wù)對(duì)系統(tǒng)功能的需求并具備拓展空間，統(tǒng)一技術(shù)方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范。

1.天富熱電電能量采集現(xiàn)狀

新疆天富熱電股份有限責(zé)任公司主營發(fā)、供電、供熱、供天然氣及煤炭生產(chǎn)、銷售，擔(dān)負(fù)著石河子墾區(qū)的電、熱、氣集中統(tǒng)一經(jīng)營及大部分煤炭的生產(chǎn)經(jīng)營管理，也是新疆唯一一家熱電聯(lián)產(chǎn)，水火電并舉、發(fā)、供、調(diào)一體化的能源工業(yè)企業(yè)。目前公司電能量采集現(xiàn)狀如下：

（1）供電公司用電營銷科所管轄的變電站有12座（110kv：8座；35kv：4座），關(guān)口表308塊。

（2）農(nóng)電公司用電營銷科所管轄的變電站26座，關(guān)口表241塊；臺(tái)區(qū)總表164塊。

（3）目前抄表情況為人工抄表，供電公司關(guān)口表數(shù)據(jù)每月25號(hào)抄收；而臺(tái)區(qū)用戶數(shù)據(jù)每月17號(hào)抄收，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集，線損無法統(tǒng)計(jì)。電廠的關(guān)口表數(shù)據(jù)處于無人抄收狀態(tài)。

（4）供電公司采用線路線損考核；臺(tái)區(qū)沒有總表線損無法進(jìn)行考核，因不在同一梯次上，既有高壓又有低壓用戶，只能靠人工算費(fèi)。（沒有考核表）

（5）農(nóng)電公司有臺(tái)區(qū)總表，線路比較規(guī)范，線損統(tǒng)計(jì)有依可查。

（6）調(diào)度所熱電聯(lián)產(chǎn)電廠關(guān)口表計(jì)量相對(duì)準(zhǔn)確，熱力公司關(guān)口表計(jì)量不完善，造成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不統(tǒng)一。

2.總體構(gòu)架設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)的邏輯構(gòu)架

電能量采集系統(tǒng)從邏輯上講包括主站層、網(wǎng)絡(luò)通信層、終端設(shè)備層三個(gè)層次。

主站層又分為綜合應(yīng)用層、業(yè)務(wù)處理層、數(shù)據(jù)處理交換層、前置采集層四大部分。綜合應(yīng)用層，利用各種數(shù)據(jù)完成基礎(chǔ)應(yīng)用和一些高級(jí)應(yīng)用。業(yè)務(wù)處理層，完成營銷各種業(yè)務(wù)處理邏輯、主站運(yùn)行維護(hù)管理功能；業(yè)務(wù)處理層，完成營銷各種業(yè)務(wù)處理邏輯、主站運(yùn)行維護(hù)管理功能；數(shù)據(jù)處理交換層，主要用于存儲(chǔ)檔案數(shù)據(jù)、采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)的預(yù)先計(jì)算，抽取存儲(chǔ)綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)，與外部營銷、調(diào)度自動(dòng)化等系統(tǒng)接口交換數(shù)據(jù)等；前置采集層，接入終端進(jìn)行通訊。按照既定通訊協(xié)議解析數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理；并且對(duì)遠(yuǎn)程終端的通信進(jìn)行管理和調(diào)度。

網(wǎng)絡(luò)通信層是連接主站與采集設(shè)備之間的紐帶，提供各種有線和無線的通信信道，為主站和終端的信息交互提供基礎(chǔ)。主要采用的通信信道有：GPRS/CDMA無線公網(wǎng)、PSTN以及光纖專網(wǎng)、230MHz無線專網(wǎng)。

終端設(shè)備層是電能量采集系統(tǒng)的信息采集層，負(fù)責(zé)收集和提供整個(gè)系統(tǒng)的原始電能量信息，該層又可分為計(jì)量設(shè)備子層和終端子層。計(jì)量設(shè)備層實(shí)現(xiàn)用電計(jì)量等功能；終端子層收集計(jì)量設(shè)備的信息，并處理和凍結(jié)有關(guān)數(shù)據(jù)，通過通信信道實(shí)現(xiàn)與上層主站之間的信息交流。

2.2系統(tǒng)的物理構(gòu)架

電能量采集系統(tǒng)從物理結(jié)構(gòu)上講包括主站、通信信道、采集設(shè)備三部分。

主站是通過通信信道發(fā)出數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、管理的各種指令，從而管理整個(gè)系統(tǒng)。它主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤陣列、應(yīng)用服務(wù)器、前置服務(wù)器、接口服務(wù)器、工作站、GPS時(shí)鐘、防火墻設(shè)備以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。主站部分應(yīng)該獨(dú)立組網(wǎng)，它與SCADA、MIS和其他系統(tǒng)以及公網(wǎng)信道通過防火墻進(jìn)行安全隔離，從而保證系統(tǒng)的信息安全。

通信信道是指系統(tǒng)主站與終端之間的遠(yuǎn)程通信信道，主要包括GPRS/CDMA公用網(wǎng)絡(luò)信道、PSTN以及光纖專網(wǎng)、230MHz無線電力專用信道等。

采集設(shè)備是指安裝在現(xiàn)場的終端及計(jì)量設(shè)備，主要包括專變終端、可遠(yuǎn)程傳送的多功能表、集中器、采集器以及電能表計(jì)等。

天富熱電電能量采集系統(tǒng)在公司側(cè)建設(shè)一套主站系統(tǒng)，各分公司工作站通過公司內(nèi)部專用的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)。前置機(jī)通訊部分與業(yè)務(wù)管理部分進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分層管理，對(duì)公網(wǎng)信道采用防火墻進(jìn)行安全隔離。

3.系統(tǒng)功能構(gòu)架

通過對(duì)天富熱電各層面對(duì)電能量采集系統(tǒng)的應(yīng)用需求分析，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體框架可歸納為“一庫三平臺(tái)”：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用管理平臺(tái)、綜合應(yīng)用管理平臺(tái)和終端通信平臺(tái)。

3.1統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理

所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)統(tǒng)一在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)和磁盤陣列上，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和統(tǒng)一的外部數(shù)據(jù)交換。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)檔案和采集數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用特性，采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。具體功能包括：檔案、參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；原始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)于備份；應(yīng)用數(shù)據(jù)的計(jì)算與存儲(chǔ)；多維數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘；數(shù)據(jù)發(fā)布。

3.2業(yè)務(wù)應(yīng)用管理平臺(tái)

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控，對(duì)檔案的管理、隨時(shí)抄表、終端實(shí)時(shí)報(bào)警、錯(cuò)峰分析、負(fù)荷控制的功能。具體功能有：數(shù)據(jù)采集與處理；設(shè)備監(jiān)測與工況管理；檔案管理；系統(tǒng)管理；設(shè)計(jì)處理；開放的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。

3.3綜合應(yīng)該管理平臺(tái)

針對(duì)具體的應(yīng)用功能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的靈活封裝，滿足不同業(yè)務(wù)部門提出的具體的業(yè)務(wù)功能需求?？梢苑奖愕暮碗娏I銷系統(tǒng)、其他系統(tǒng)的相關(guān)模塊進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用后的科擴(kuò)展性。具體功能包括：四分線損計(jì)算；各級(jí)電量統(tǒng)計(jì)；四分線損報(bào)表發(fā)布；報(bào)警分析；需求側(cè)管理；系統(tǒng)管理。

3.4終端通訊平臺(tái)

能夠同時(shí)支持不同設(shè)備供應(yīng)商提供的廠站遙測終端、負(fù)荷大客戶專變終端、配變終端及低壓集中器終端等計(jì)量自動(dòng)化終端的遠(yuǎn)程接入，支持通過手持抄表設(shè)備采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。

4.結(jié)論 （下轉(zhuǎn)第390頁）

（上接第378頁）在當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展情況下，電力企業(yè)要取得好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)該大力發(fā)展企業(yè)的信息化。電能量采集系統(tǒng)是建設(shè)是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的重要補(bǔ)充，對(duì)提高電網(wǎng)管理水平、強(qiáng)化科學(xué)決策具有積極的指導(dǎo)意義。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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