电力电能计量与采集网格化融合体系研究与应用

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　　【摘 要】社会生产与生活中电费的收取是在电力系统采集到的电能计量信息基础上进行，因此，电力系统中电能的计量与采集准确与否至关重要，寻找有效的电能计量与采集方法成为重点研究的课题。基于此，本文主要对电力电能计量与采集网格化融合体系研究与应用进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。
　　【关键词】电力电能计量；采集网格化；融合体系研究；应用
　　中图分类号：TQ172 文献标识码：A
　　引言
　　电能为我国各项生产生活提供了有力的支持，提高了人民基本生活水平。电能的合理利用需要电能计量给予准确支持，实际上不同工作的生产及运营都必须对其电能进行准确测量。电能计量准确性能够帮助相关部门有效的估算电能，进而避免电能不合理利用造成大量电能浪费。此外，还要加强电力电能计量与采集网格化融合体系研究与应用，强化对电能的管理，确保供电的科学性和稳定性。
　　1电能计量
　　电能计量的概念在电力投入使用之初就已经被提出，其主要用于监控电力的实际使用情况。为实现科学的电力监控，人们使用不同的电表进行的工作：
　　1.1手动计量
　　手动计量是最初使用的一种电能测量方式，其主要通过在用户端设置统计电表，在需要收集数据时，由用电信息采集人员赶赴现场，依次抄录数据。其数据的计算是通过抄录数据减去上月数据，得到该月使用实际电量。这种手动测量方式在早期电力推广中得到广泛应用，但是该方法需要大量人力和时间投入，人工成本耗费较大，且工作效率不高，容易出现工作人员计数错误的情况。
　　1.2IC卡计量
　　IC卡计量是当下广泛应用的电能计量方式，用户“一户一卡”，通过预交电费购买电量后根据电能使用分别扣费。该方式相比于手动计量节省人工抄录数据费用，电能翻遍计算，工作效率高。
　　1.3自动抄表计量
　　自动抄表计量是互联网信息技术产物，其采用智能计量仪器测量，连接互联网后将数据直接传递给电力部门，用户网上缴费即可用电。但是这种技术存在一定不足，需要不断完善。
　　2电能计量采集系统分析
　　电能计量采集系统相比传统的计算方法而言，具有非常明显的优势。由于其具有全面的功能以及强大的自动化管理能力，使得其相较于传统计算方式不但可以有效的提升计算的效率，同时也可以更好的降低计算误差。在这样的情况下，许多工作人员在开展计算的过程中，由于过分重视了电能计量采集系统的功能性，使得其出现误差时没有受到足够的重视。无论是设计人员还是工作人员，对于电能计量采集系统的误差重视度都处于相对不足的状态，有许多设计人员在进行设计的过程中，更多地将重心放在了提升系统的功能性上，对于稳定性的设计不足。在这样的情况下，许多电能计量采集系统在实际应用的过程中并没有发挥出非常优秀的稳定性。因此，设计人员和工作人员应该根据实际工作情况对电能采集系统进行不断的优化，从而更好地保证整个系统的稳定性。
　　3电力电能计量与采集网格化融合体系研究与应用
　　3.1总体设计
　　电力电能计量与采集网格化融合体系的总体架构用图1描述。主控单元、以太网传输、电能计量以及电能计量信息采集构成了该体系的主要部分。（1）主控单元：MC68332MCU是该体系的主控单元，电能计量、电能信息采集、电能数据显示以及同芯片CS8900A间的数据交换都依靠MC68332MCU实现。（2）以太网传输设计[6]：采用符合IEEE802.3标准的10M以太网控制器CS8900A，由CIRRUSLOGIC公司生产研发，其内部包含RAM。该控制器以小型变压器作为连接即可与全部以太网进行传输。具有兼容性强、运行简便的优势。其中电能计量部分采用计及精确化功率因数的电能计量方法，电能采集部分采用基于RFID的电能采集方法，以此构建电能计量与采集网格化融合体系，下面对两种方法进行介绍。
　　3.2基于IEC102规约的采集程序的设计
　　3.2.1通信规约
　　通常情况下，在电能计量采集系统的运行过程中，数据传输的流程是：电表数据—采集终端—主站的传输路径，因此在数据传输的过程中，对于通信规约的依赖性是非常强的。目前我国电力行业的工作人员在实际工作的过程中，采用的大多是IEC102规约来进行相应的维护，其最大的优点在于即便停电的情况下，依然可以持续进行数据的采集，很大程度上提升了系统的稳定性和安全性。在这样的情况下，给予自动化原则，进行二阶段的设计和改进，实际上就是开发一个融合了IEC102的软件采集系统，从而更好地保障整个系统运行的稳定性，提升系统的实用性。
　　3.2.2基于IEC102规约的采集程序开发
　　在二阶段改进的过程中，工作人员需要对主站的程序以及采集终端的具体情况进行充分的调查和了解，在此基础上实现二者之间有效数据的通信，减少由于专业能力缺失而产生的各种问题。例如，在实际进行程序开发的过程中，可以使用诸如VC++&MFC等程序来编写采集系统的方式，从而更好地利用多线程技术，对采集结果进行相应的判定，最终提升整个系统的稳定性和功能性，让电能计量采集系统在应用过程中发挥更大的作用。
　　4提升电能计量采集运维工作效率的措施
　　4.1采取有效的计量故障预防措施
　　由于电能计量采集故障发生时不具有可预见性，这就导致电能采集及电能计量工作会存在一定的偏差，为了能够有效的降低电能计量故障发生的频率，在实际电能计量工作中，需要对电能表和二次负荷的状况进行严格检查，定期对电能计量设备进行检查。同时还要针对电能计量二次回路，建立健全防故障管理制度，避免设备出现随意停止及改用的情况，强化对电能计量倍率的重审，一旦互感器发生改变后，需要对倍率状况进行重新计算和检查。在进行封闭电能计量过程中，需要积极采取有效的措施保护电能设备运行的安全性，以此来保证电能计量设备的正常运行。
　　4.2实现电能计量的智能化和集约化
　　在科学技术快速发展的新形势下，各种新设备、新技术和新工艺在电力企业计量工作中进行应用，电力企业集中抄表管理系统的应用，有效的提高了电能计量采集工作的智能化和集约化水平，降低了人工成本，对电能计量和采集工作的发展起到了积极的促进工作，有效的提升了电力企业服务的质量。在當前电力企业智能化和集约化发展的过程中，还要进一步提升电能数据采集的水平，为电力企业的正常运营奠定良好的基础。
　　4.3改进用户使用电网的安全性和方便性
　　在电力系统运行过程中，在强化对电力供应质量的严格监管的同时，还要实现供电设施的科学化设计，尽量避免用户与电表直接接触，电力企业充分的运用电力信息采集系统来构建用户信息查询中心、短信中心和网络中心等，实现用户对电能计量数据的快捷查询及在网上进行资费，为用户提供更为安全和便捷的电能计量服务。
　　结束语
　　经实验验证，所构建体系计量准确率均值高达99.4%，电能计量信息采集的平均用时约为3.6s。该体系的构建为社会生活、工业生产中电能的节约提供有效手段。
　　参考文献：
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　　[4]刘高原，戴春怡，朱俊杰.电能量采集系统在计量缺陷分析过程中的应用[J].电力与能源，2017，38（04）：397-400.
　　[5]刘攸坚，王鹏，傅子明.电能计量装置运行安保及监控系统的设计[J].电子设计工程，2017，25（16）：150-153.
　　（作者单位：国网新疆电力公司电力科学研究院）
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