淺析電量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及應(yīng)用

劉艷蘋

摘 要：電量采集系統(tǒng)為電力生產(chǎn)提供準(zhǔn)確、全面、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和支撐，確保了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，為電廠的統(tǒng)計(jì)分析、績效考核、平衡率分析、節(jié)能降耗等提供精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為機(jī)組的全面電能量管理提供保障。本文主要介紹了烏沙山發(fā)電廠電量采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及各部分的主要功能應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電量采集系統(tǒng)；電能量數(shù)據(jù)終端；電能量計(jì)費(fèi)主站

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.121

0 背景

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)方式下的人工定時(shí)抄表，人工錄入電量數(shù)據(jù)計(jì)算等已經(jīng)不能滿足日常電能量的統(tǒng)計(jì)分析需求，不足以滿足電廠的各項(xiàng)管理統(tǒng)計(jì)分析、績效考核等工作要求。電量采集系統(tǒng)應(yīng)用于電力企業(yè)已成為必然趨勢。電量采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集部分、存儲(chǔ)和傳輸部分、控制部分組成，主要設(shè)備包括電能計(jì)量裝置、電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置、電能量計(jì)費(fèi)主站系統(tǒng)。

1 電量采集系統(tǒng)概述

1.1 功能介紹

我廠電量采集系統(tǒng)采集全廠關(guān)口電度表信息、發(fā)電機(jī)電度表信息、脫硫電度表信息，并通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)上送浙江省電力公司，作為電網(wǎng)與我廠電量結(jié)算及全廠電量平衡和各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)。采集全廠6kV及以上電度信息到電能量計(jì)費(fèi)主站，生成報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析等并在工程師站打包上送至SIS系統(tǒng)，達(dá)到數(shù)據(jù)資源共享，為電廠的統(tǒng)計(jì)分析、績效考核、平衡率分析、節(jié)能降耗等提供精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.2 重要性

電量采集系統(tǒng)分為發(fā)電及上網(wǎng)考核電量和廠用電電量兩大部分。廠用電電量為廠內(nèi)部經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算、日常電能量統(tǒng)計(jì)、平衡率計(jì)算提供可靠地?cái)?shù)據(jù)基礎(chǔ)；發(fā)電及上網(wǎng)考核電量是全廠對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易結(jié)算，在整個(gè)電網(wǎng)中承擔(dān)著重要責(zé)任。電量采集系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性直接關(guān)系到發(fā)電企業(yè)和電能使用單位的切身利益。當(dāng)電量采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，所侵害的客體是發(fā)電廠、電力公司和其他相關(guān)組織的合法權(quán)益，當(dāng)系統(tǒng)故障引起數(shù)據(jù)異常時(shí)，不僅僅影響企業(yè)正常生產(chǎn)工作的開展，對(duì)關(guān)口上網(wǎng)電量來說直接關(guān)系到發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。所以電力采集系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、采集電量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整對(duì)電力企業(yè)來說至關(guān)重要。

1.3 設(shè)備組成

電量采集系統(tǒng)主要硬件設(shè)備有1臺(tái)工程師工作站主機(jī)、2臺(tái)電能計(jì)量主站主機(jī)、6臺(tái)ERTU電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置、1套以太網(wǎng)交換機(jī)、1臺(tái)SIS接口機(jī)及6kV開關(guān)柜的多功能電度表、發(fā)電機(jī)及主變、廠變、關(guān)口電度表等。軟件采用浙江創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司CMES1400電能計(jì)量系統(tǒng)當(dāng)?shù)刂髡?，其中主要包括系統(tǒng)軟件、支持軟件、應(yīng)用軟件、歷史數(shù)據(jù)庫軟件和網(wǎng)絡(luò)管理軟件。

1.4 系統(tǒng)構(gòu)成

電量采集系統(tǒng)由關(guān)口電量、各機(jī)組及輸煤段電能計(jì)量裝置、電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置、電能量計(jì)費(fèi)主站系統(tǒng)三大部分組成。整個(gè)采集系統(tǒng)采用100MB快速冗余以太網(wǎng)構(gòu)成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將各采集裝置、計(jì)費(fèi)主站計(jì)算機(jī)、工程師站計(jì)算機(jī)連接到交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)電能主站的電量采集，數(shù)據(jù)共享，最后通過SIS接口程序?qū)⒐蚕頂?shù)據(jù)通過光電轉(zhuǎn)換上傳到SIS系統(tǒng)。電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置分兩大部分，其中一臺(tái)ERTU3000負(fù)責(zé)采集關(guān)口電量及機(jī)組側(cè)主設(shè)備電量作為發(fā)電及上網(wǎng)考核電量，另五臺(tái)ERTU負(fù)責(zé)采集4臺(tái)機(jī)組的6kV廠用電量和輸煤的廠用電量。

2 電量采集系統(tǒng)各部件組成及應(yīng)用

電量采集系統(tǒng)的主要組成部件：電能計(jì)量裝置（電能量表計(jì)）、電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置、電能量計(jì)費(fèi)主站系統(tǒng)。

2.1 電能計(jì)量裝置

（1）關(guān)口電能表采用紅相電力MK6E 0.2S級(jí)多功能電度表，輔助電源供電方式，電能表從輔助電源取電，當(dāng)輔助電源斷電時(shí)，表計(jì)從線路取電。采用輔助電源供電方式時(shí)，即使線路停電，電能表從輔助電源中取電，不影響電能表工作狀態(tài)。輔助電源的電壓可以是100V～250VAC/DC通用。關(guān)口電能計(jì)量裝置應(yīng)采用主、副表計(jì)量方式，副表的規(guī)格、準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)與主表相同。主、副表的配置應(yīng)按檢定誤差數(shù)據(jù)一致或接近的原則進(jìn)行。結(jié)算關(guān)口計(jì)量點(diǎn)線路對(duì)側(cè)，應(yīng)設(shè)置與關(guān)口計(jì)量點(diǎn)相同標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的校核用電能計(jì)量裝置。主、副表具備RS485通訊接口，電表數(shù)據(jù)通過RS485通訊接口接入電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置，電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置再通過網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面Ⅱ區(qū)交換機(jī)。

（2）發(fā)電機(jī)、高廠變、勵(lì)磁變電能表采用華隆DSSD5（3*100V，3*1.5（6A）0.2S級(jí)多功能電度表，帶交流220V工作電源，兩個(gè)獨(dú)立通訊485輸出接口，電能表具備自檢及告警功能，PT斷線時(shí)，報(bào)警并上報(bào)。所有數(shù)據(jù)保存在非易失內(nèi)存中，無需電池維護(hù)。電能表具有口令閉鎖方式，以防止非法修改參數(shù)，電能表耐壓能符合有關(guān)電能表標(biāo)準(zhǔn)。

（3）6kV廠用和輸煤廠用電能表采用杭州佳和GEC2000多功能電度表，采用三相四線接線方式，輸入電壓57.7--100V，50Hz，輸入電流：1A（部分5A）。具備電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率的測量及顯示功能。具備4-20mA模擬量輸出接口，輸出4-20mA對(duì)應(yīng)單相電流或電壓，RS485接口通訊，外接電源：DC110V。

2.2 電能量數(shù)據(jù)終端采集裝置

我廠采用ERTU-3000數(shù)字型遠(yuǎn)方電能量數(shù)據(jù)終端，ERTU-3000采集裝置主要特點(diǎn)有（1）采用模塊化結(jié)構(gòu)：主要包含了主板、網(wǎng)卡板、基板、接口板、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖模塊、液晶、鍵盤等部件，主處理器板和其他擴(kuò)展板均采用拔插式安裝，維護(hù)、安裝極其方便。（2）接口齊全：對(duì)外接口提供有以太網(wǎng)維護(hù)口、RS485口、RS232口、MODEM口等根據(jù)需要進(jìn)行配置。（3）電源系統(tǒng)可靠：采集裝置工作電源采用交、直流電源雙輸入方式，具有輸入過壓、過流和抗浪涌保護(hù)措施，交直流供電，零切換時(shí)間，具有極高的可靠性。（4）安全性高：具有密碼設(shè)定和權(quán)限管理功能，可防止非授權(quán)人員操作。endprint

采集裝置主要功能包含電能量（電能累計(jì)量）采集、數(shù)據(jù)處理、分時(shí)存貯、長時(shí)間保存、遠(yuǎn)方傳輸?shù)?。其中?shù)據(jù)采集處理和存儲(chǔ)采用大容量的CF卡，存貯容量2G字節(jié)，數(shù)據(jù)掉電后不丟失；另外表計(jì)電能量數(shù)據(jù)可以按5分鐘、15分鐘、30分鐘或60分鐘為單位任意分配存貯；可以存貯峰、谷、平、尖峰等時(shí)段電能量、需量、表計(jì)狀態(tài)；支持IEC 60870-5-102標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

2.3 電能量計(jì)費(fèi)主站系統(tǒng)

電能量計(jì)費(fèi)主站系統(tǒng)采用浙江創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司CMES1400電能計(jì)量系統(tǒng)當(dāng)?shù)刂髡?，可?shí)現(xiàn)自動(dòng)、及時(shí)、準(zhǔn)確、完整、安全的電能量采集、存儲(chǔ)和應(yīng)用。系統(tǒng)支持多種通訊方式，并具備擴(kuò)展性，方便實(shí)現(xiàn)高級(jí)功能以及與其它系統(tǒng)集成，構(gòu)建電能數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，充分挖掘應(yīng)用電能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)基于數(shù)字化統(tǒng)一支撐平臺(tái)，運(yùn)行可靠、功能完整。系統(tǒng)主要功能包括：電能量數(shù)據(jù)的采集功能 ，數(shù)據(jù)的處理統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)功能 ，安全監(jiān)視和告警功能，人機(jī)聯(lián)系功能。能滿足對(duì)電能量數(shù)據(jù)采集、存貯的可靠性、精確性、唯一性及完整性（不可丟失）的要求。當(dāng)?shù)毓δ苄≈髡九c廠站端電能量數(shù)據(jù)采集終端通信中斷恢復(fù)后，或小主站故障消除恢復(fù)運(yùn)行后，能自動(dòng)采集通信中斷期間全部電量數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的完整性及連續(xù)性；若系統(tǒng)有異常情況將有報(bào)警提示。當(dāng)?shù)毓δ苄≈髡鞠到y(tǒng)具有當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方電能量數(shù)據(jù)采集終端測試和診斷的功能，通過顯示器的畫面可直接監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況。對(duì)于無法正常完成采集的電能量數(shù)據(jù)采集終端 ，并以畫面方式報(bào)警，以便值班人員及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)抄，以保證數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。

3 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化技術(shù)水平的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)輸、配、用電量的要求不斷提高，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展。為了確保電能量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠和安全，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)各部門間及應(yīng)用部門間的溝通與協(xié)調(diào)，更好的發(fā)揮電能量采集系統(tǒng)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，建立一套穩(wěn)定可靠的電量采集管理系統(tǒng)必不可少，勢必不斷優(yōu)化完善電量采集系統(tǒng)的功能和各項(xiàng)性能指標(biāo)，建設(shè)一個(gè)安全可靠、運(yùn)行維護(hù)簡便的全自化電量采集系統(tǒng)，為發(fā)電廠提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)保駕護(hù)航。

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