浅谈电能量计量系统

加依达尔 · 金格斯

国网新疆电力有限公司电力科学研究院电网技术中心，新疆 乌鲁木齐 830000

摘 要：电能量计量系统，指的是自动采集的电能量数据，对这些数据的传输和存储，对电能量数据的预处理还有对数据的分析，支持服务电力市场，使其在运营达标、电费计量、经济计算发挥功能。电能量计量也已经成为现代电力系统不可缺少的工具，在保证国家财政收入以及电力销售、电力系统经济技术指标核算上起到至关重要的作用。本文介绍的电能量计量系统承担着全省220kV及以上电厂、变电站的关口电能量数据的采集任务。

关键词：电能量计量系统；系统架构；计量应用

1 电能量计量系统组成

1.1 电能量计量系统的组成部分

电能量计量系统主要由关口电能量计量装置和电能量采集系统两部分组成。

关口电能量计量装置主要组成包括有功及无功电能表、（多费率电能表或多功能电能表）计量用电压电流互感器等。

电能量采集系统，电能量采集系统包括厂站侧的远方终端、通信传输网络和调度端主站系统还有实现功能的应用软件。

2 电能量计量应用功能

2.1 电能量计量功能

数据预处理功能

电能量数据分时的存储周期小于 15分钟，但是电能量历史数据至少可保存 36 个月，甚至部分的电能量的历史统计数据可以保 存 5 年及以上，能够提供一定时间的数据资料用于查看。

所有的电能量的历史数据都是能够转存到外部的存储介质上，可以作为作长期存 档资料，然后对归档的电能量的历史数据可便 捷地查询，找到可用资料。

采集的数据放入数据库中进行统一管理，这些数据包括副本数据存储和原始数据 存储，副本数据存储的访问及修改设置权限而 且一定要保留修改记录；原始数据存储存放采 集到的原始数据，其功能是通过访问副本数据 存储来实现，对原始数据存储和副本数据有保 护措施以防止修改。

2、计量装置管理功能

计量装置管理功能处理的主要是计量装置的更换和异常导致计量数据准确性受到影响的情况。计量装置管理功能的处理方式是把 处理后的电量数据记录在数据库中，同时提示 费率管理、关口汇总、电量平衡等模块，使其 能够跟踪电量数据的变化，可以实时更新统计 计算结果，保证计算的准确性。

3、计量装置档案管理

（1）计量表计档案管理。包括通讯规约、生产厂家、表计参数信息的增加、删、改、查功能。

（2）采集终端档案管理。包括通讯规约、接入表计信息、终端参数记录的增加、删除、修改、查询功能。

（3）采集通道档案管理。主站到采集终端的通讯参数，主站到计量表计的通道参数， 采集终端到计量表计的通道参数信息的增加、 删除、修改、查询功能。

3 计量设备更换和设备参数修改处理

（1）当表计维护、更换表计、更换 CT/PT 、校核表计、表计满码时，为了不影响计算，

能够自动处理操作前后的电表底度以及变比的变化。

（2）为不影响计算，当更换 CT/PT 时，能够自动按照CT/PT 更换时间前后使用相同的参数计算。对于带电换表的情况下，换表期间的电量用户可以选择由校表、线路对端电量来代替或人工输入。

4 电能量计量系统应用现状

4.1 实际应用情况

现在使用的电能量计量系统主要存在以下两个方面的优势：

第一方面：该系统具有自动更新更换电表的 CT/PT 变比的功能。更新更换电表CT/PT 变比是为了准确计算电量，若无法及时更新更换电表 CT/PT 变比则会造成电量数据错误，影响电量系统数据的准确性。该功能不仅易操作还保障了电量计算的真实性。电能量计量系统操作简单，方便快捷，在更换电表 CT/PT 时，系统能够自动的将更换电表后的电量按照新的电表表底/CT/PT 处理。除此系统还会生成换表/CT/PT 日志，其中会保留更换电表前的比值。数据重新计算时系统按更换前后不同的CT/PT 进行计算。该功能解决了现场更新更换电表时 CT/PT 变比的变更问题，保证电量数据的准确性。

第二方面：该系统可以方便的更换 ID，更换 ID 是用来同步数据匹配档案， 与scada 系统保持档案的一致，同时也是为了生成母线，线损，变损公式的时候可以用平台导入直接根据 d5000 场站图生成。若无此功能则无法关联 scada 名称与电表信息，导致电量信息不准确不一致。该功能解决了档案信息不同步不一致，生成母线，线损，变损公式繁琐，档案信息人工对比修改等问题，提高了系统的效率及准确性。

4.2 实际应用中存在的不足

（1）现有功能可靠性差

现运行的电能量采集系统运行时间长，运行过程中出现多种功能性问题，比如：计算方式采用增量模式，受异常数据影响较大，比如换表等情况下，增加计算量。系统档案修改出现异常情况频繁。电能量采集系统采集数据失败后，无法在事件日志中记录，并且无法发出告警信息，没有发出报警信息操作员将无法时间注意数据采集异常，若长时间未发现会导致数据信息不正确，影响当月各项指标。

（2）系统数据无交互接口

现阶段电能量计量系统仅部署于新疆省调，无法对于其他地市220kv以下计量点进行模型、数据的获取与分析，数据交互困难。造 成无法为同期线损等系统提供数据，线损计算只能通过人工下载计量数据，再与调度数据中心导出表格相匹对，由人工计算得出，效率很低。

（3）电能量计量系统存在安全风险

目前电能量计量系统与D5000平台共用Ⅲ 区数据库与存储设备，共用Ⅲ区Web发布服务器，平台系统的中的任何一个数据库业务出现 故障时，都会造成另一方的系统崩溃，存在风险隐患。

（4）数据采集通信压力大

现阶段系统采集规模较大，两台前置采集服务器处于超负荷运行状态，虽均增设过系统硬盘等配件但随着近几年关口计量点的增长， 通信采集的压力逐渐增大，采集任务执行的延迟现象也越来越明显。

（5）不满足同期线损管理系统要求

现阶段在电量统计和线损管理领域，因为电网模型不统一，系统档案信息和电表接入情况不同步，运行数据不同期，无法得到准确的线损率，无法反映真实的运行情况。对线损分析不够深入，难以满足公司线损精细化管理的要求。

4.3 展望

为了应对该系统在运用过程中存在的问题，需要对此系统进行升级，从而提高电网系统运行的可靠性。为此针对该系统在实际应用过程中产生的不足给出以下解决措施：首先，结合线损管理等系统的数据需求，统一汇总数据形成一体化的电量数据平台，统一将电能量数据输达数据中心和海量数据平台；其次，为了系统安全运行，系统升级需要在Ⅱ区和Ⅲ区各配置独立的数据库服务器和存储设备，在Ⅲ区配备电量系统独立使用的Web发布服务器，以及双网物理隔离装置与防火墙等网络安全设备；最后，为了难以满足公司线损精细化管理的要求，需要基于模型中心进行统一电量模型管理，支撑线损专业分析、 增设数据分析群集服务器及前置采集服务器。

结语

电能量计量系统也已经成为现代电力系统不可缺少的重要工具，其在保证电力销售、电力系统经济技术指标核算等关键数据上起到至关重要的作用，在提高电网系统运行的安全性、经济效益、可靠性，实现电力调度现代化上体现出其时代价值。现阶段新疆省调电能量计量系统实现全省220 kV及以上电厂、变电站的关口电能量数据的采集任务。具备技术统计、计算与数据分析等基础功能。支撑全省同期线损管理要求和指标考核。若主站系统升级改造建设，电量系统可基于电网模型数据中心实现计量模型的统一，消除用采数据接入的安全风险，为同期线损等系统提供接口，随之提升系统的数据处理能力和负荷承载量。有助于提升新疆省调考核指标数据。

参考文献:

1 何欣, 薛鑫, 李红文. 甘肃省地一体化电能量采集管理系统建设研究[J]. 电工电气, 2018, No.247(07):65-68.

2 王孝帅，赵晓雪.试析电能计量的信息化管理[J].山东工业技术，2013(13) ：93.