電量采集及計量系統是一個較新的領域，涉及的專業多，系統管理的計量點數量龐大。本文主要介紹了電力系統自動化中電量采集及計量系統。

　　《電力電子》是由北京電力電子學會、IEEE電力電子學會北京分會、中國電器工業協會電力電子分會共同主辦的一本關于國內外電力電子技術與市場的專業期刊。深度報道及分析國內外電力電子技術各領域的最新發展，傳播世界各地電力電子的市場信息。

　　1 電量自動采集及計量系統結構

　　1.1 主站系統構成

　　主站系統由數據終端服務器、前置機、服務器、應用軟件、Modem 組成。本系統應用軟件主要采用Visual C、Visual Basic和Microsoft office等，商用數據庫管理系統采用SQL Server，網絡通信遵循TCP/IP協議。

　　系統包括數十個變電站，數百多個計量點，應用最先進的計算機網絡通信和控制技術，采用分層、分布、開放型結構，充分考慮了系統功能的全面性、實用性，實現變電站電能量的自動采集、傳輸、存儲、分析、計費、管理、監控和WEB發布功能。目前在局域網上的用戶通過IE瀏覽器即可瀏覽該系統采集的各廠站的電能量數據;可了解到每天各市各縣的供電量;可全面掌握電子式電能表的各種運行參數;可了解到各廠站每天的母線不平衡率、主變線損、全站線損情況。同時該系統可與全市的大用戶負荷管理系統接口，可進一步了解到各聯絡線線損和專線線損情況。

　　系統通過當地移動通訊部門，將手機卡安裝在用戶端加裝的電量采集終端內，利用無線通訊技術和網絡，隨時采集用戶計費表的表碼、電流、電壓、功率、失壓記錄等各種運行數據，實現了遠程自動抄表、數據對比分析。如果用戶端有竊電行為，預設的報警功能可及時提醒。

　　1.2 分站系統構成

　　分站系統由電能表、電量采集終端、應用軟件、Modem構成。電能表采集電流、電壓數據經過計算、處理后，存儲在內部存儲器，同時根據指令，將數據通過標準的RS485 接口(或脈沖輸出、遠紅外、吸附式遠紅外光數據通信接口)總線送到電量采集終端。電量采集終端對數據進行集中，通過信道發往主站進行數據處理和保存，完成對各廠站各出線和主變的電能表數值和電量自動平衡計算，同時還能及時發現電量異常情況并及時報警。

　　利用220V線路載波、無線、專用線或其他進行通訊，數據更新、處理、傳輸小于3min，在1-3個月內可存儲，數據保證停電或通道故障時不丟失數據，并且即采即送。集中器連接80個采集器，采集低壓用戶居民集中區80路脈沖電能表的脈沖電量，根據需要按總電能或峰谷電能采集整理成實時、歷史的當天、本月等電能量數據。還可監測各用戶表的功率及需量值，現場保存電能量數據。終端備有時鐘系統作為時間標準，現場保存有并可修改低壓各用戶表的各項參數，低壓停電后，時鐘、電能量數據、各表參數長期保存，不丟失。終端將電能量數據信息通過低壓載波機傳輸至上一級集中器或通過其它有效通道將信息直傳采集主站。

　　在變電站中脈沖電量采集裝置屬于各采集處理層，即可作為BTU型分布式RTU系統的一個功能組成單元，又可獨立成為一個單元。該裝置可采集變電站、發電廠的128路(可擴至256路)脈沖電能表的電能脈沖，并根據不同種類、不同時段采集處理成實時、歷史的電能量各種數據信息。該裝置還能檢測各開關線路上的有功、無功功率，最大需量、母線平衡、母線TV 斷路短路故障、記錄并報警。還可隨時或定時自動巡回檢測各站電能量數據。裝置對所有電能量的各項參數及換表記錄有保存檔案，隨時可供查閱和修改。裝置中有統一的時鐘系統，保證在停電時時鐘走時正常，時鐘和電能量的數據可作為計費依據變電站站端電能量自動采集裝置將收集到的所有電能表電能量數據信息通過Modem和通信通道，完成對管理中心站的數據傳輸。

　　1.3 信道

　　通道以數字光纖通道為主信道，以電力載波通道、微波通信、市話通信(市話通信通道在主站、發電廠、變電站系統中最好避免)和紅外線通信為備用信道。

　　當主信道故障時可自動切換到備用信道。通信規約滿足帶時標電量數據的抗干擾性、高可靠性傳送要求，支持IEC-870-5-102規約等多種計費終端規約，支持TCP/IP網絡通信協議。采用TCP/IP網絡通訊協議實現與電力市場交易、考核、結算系統等相關系統的數據通訊。

　　2 電量自動采集及計量系統功能

　　2.1 主站系統功能

　　主站按模塊化設計，模塊按功能劃分。主要分為以下幾個部分：控制部分、數據庫管理部分、前置通信部分、數據處理部分、報表處理部分、人機對話部分和其它部分。其中數據庫是整個系統的核心，所有的模塊都依賴數據庫系統進行工作。具體功能如下：

　　(1)為MIS系統提供接口，便于數據共享，實現局域網程序方式查詢數據和打印報表，通過n瀏覽器查詢分鐘數據、小時數據、日數據和月數據等。

　　(2)具有旁路代自動識別和旁路電能量自動加入被代線路電能量的功能，旁路電能量時標與被取代線路電能量時標做到無縫連接。可以通過接受監控系統所采集的有關開關、刀閘狀態信號，或通過人工置入旁路替代操作設備對象、時間，實現旁路替代時的電量正確統計，并能正確處理線路切換期間的電量分流情況，保證數據的完整性和準確性。

　　(3)管理和經營人員通過圖形化方式，通過各廠站的一次接線圖，直觀地查詢各種數據及相應時期比較，如電流、功率、購電量、售電量、并以曲線圖進行分析。

　　(4)系統具備對各廠站電量采集終端遠方查詢、管理功能，如對終端校時和參數設置。

　　(5)對用戶的Web服務器盡可能獨立起來，服務器有安全防毒措施，防止病毒侵入。

　　(6)系統能通過視圖可查詢終端的運行狀態，監視設備(包括電量采集終端和通道)的運行工況，具有故障及錯誤情況的報警和記錄功能，具有遠程對電量計費系統的測試和診斷功能。

　　(7)抄表數據瀏覽，如能對電量、失壓、失流、斷相等原始數據查看，能計算日、月電量并以表格和曲線方式顯示。__

　　(8)失壓、斷相、一次接地、TA開路、TV短路等故障，能記錄開始結束時間，并從其它保護或測量裝置采集保護電壓、電流數據估計此時用電量，并發出告警信號。

　　(9)自動數據抄錄和數據分析，自動計算各個表計電量、功率、變電站母線不平衡率、變壓器損耗、變電站損耗、用戶電費計算，能打印需要的各種報表。

　　(10)電費自動催繳：可設定催繳開始條件、結束方式、錄制催繳語音、自動生成催繳結果報告。

　　(11)電費查詢：連接電費數據庫，自動接聽電話播報用電量、電費、當月用電量等信息。

　　(12)對計費終端傳送來的電量數據進行合理性校核，對不合理數據能提示警告。

　　(13)自動計費：根據各種峰谷電價及不同費率進行電費分類計算。并可根據計算結果從用戶的銀行帳號中自動劃撥電費。

　　2.2 廠站端系統功能

　　廠站的電量采集終端通過RS485總線抄錄數據，系統能夠采用完整的商用數據庫，采集到的數據帶時標存儲，最小時間間隔1min;能夠存儲每天的電量和表底(可存儲2個月以上);能夠存儲每月的電量和表底(可存儲1年以上);能夠存儲每條分路每種時段的用電量(可存儲1個月以上);能夠存儲每條分路半小時的用電量(可存儲1個月以上);終端電源異常時能夠記錄開始和結束時間。

　　3 電量自動采集及計量系統的安裝調試

　　各廠站除具有485接口的電子式三相多功能電能表外，其它電子、機械表全部改造成具備485 接口的電表并兼容電力部部頒通信協議DL/T645-1997的數據通信協議。在主站端對各廠站的相關參數全部設備安裝完畢后，分別對各廠站和主站收到的數據與電能表實際數據進行核對，直到全部符合要求。經過一個月的試運行，系統各項指標都達到了設計要求，方投入正式運行。

　　4 系統運行要采取的管理制度

　　各廠站、各級調度、市場營業部、供電所應將該系統的運行、維護納入規章制度。禁止在使用非法軟件連接數據庫，修改系統參數和設置，攔截計算機病毒對系統的危害。主站可設置不同等級的操作權限，保證系統的安全性，防止非法設置參數，修改原始數據和統計模型，保證原始數據永不丟失。對重要信息的操作(如周期刪除硬盤原始數據文件)，系統能將操作內容、時間、結果及操作人員姓名登錄，保存一年的檔案，供查閱或打印。系統中所有的操作必須按進程調度程序投入運行，進程調度程序可以由操作員經過各自密碼進入，容易地通過人機界面監控、增加、刪除和激活。系統的硬件、軟件設備要便于維護，一般性故障可由工程師、專業技術人員在現場自行處理。軟件留有備份，便于工程師安裝啟動。