邢金峰，習(xí)新魁，吳曉云

(1.河北省電力公司， 石家莊 050021;2.石家莊供電公司，石家莊 050051)

近年來，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展及運行管理方式的轉(zhuǎn)換，電能量計費系統(tǒng)越來越重要。電能量計費系統(tǒng)具有獨立、完整的數(shù)據(jù)采集處理功能，可及時完成電網(wǎng)關(guān)口電能量的合理計費、負(fù)荷和費率管理，統(tǒng)計以及用戶信息服務(wù)等功能，并且可以通過Web網(wǎng)頁發(fā)布電量采集、統(tǒng)計的數(shù)據(jù)和報表，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)信息共享。其配置應(yīng)充分考慮可靠性、安全性、準(zhǔn)確性和非實時性。

1 概述

河北省南部電網(wǎng)(簡稱“河北南網(wǎng)”)電能量計費系統(tǒng)主站是DGC2000系統(tǒng)，于1998年5月投運。該系統(tǒng)可實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)自動采集，自動統(tǒng)計，考核結(jié)算，網(wǎng)損、線損統(tǒng)計，生成所需報表和數(shù)據(jù)Web頁面發(fā)布。目前，系統(tǒng)運行狀況良好，性能穩(wěn)定，能夠及時、準(zhǔn)確地實現(xiàn)完整電能量的采集、傳輸和處理等功能[1]。

河北南網(wǎng)電能量計費系統(tǒng)由安裝在河北省電力調(diào)度通信中心的主站DGC2000及安裝在各廠、站關(guān)口計量點的電能表、電能量遠(yuǎn)方終端和數(shù)據(jù)傳輸通道組成。數(shù)據(jù)傳輸以調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)為主通道、以64 KB專線或拔號為備用通道。電能量計費系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖1。電能量計費系統(tǒng)由電能量遠(yuǎn)方終端直接采集高精度電能表脈沖信號或串行口的電能數(shù)值，然后送至主站，由主站計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和計算[2-3]。

圖1 電能量計費系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

截至2009年1月1日，河北南網(wǎng)電能量計費系統(tǒng)已接入遠(yuǎn)方終端162套，實現(xiàn)了河北省電力調(diào)度通信中心范圍內(nèi)全部電廠、500 kV變電站和220 kV變電站的關(guān)口電能量采集。其中，電廠遠(yuǎn)方終端設(shè)備35套，500 kV變電站電能量遠(yuǎn)方終端設(shè)備16套，220 kV變電站電能量遠(yuǎn)方終端設(shè)備111套。

2 系統(tǒng)常見故障介紹及原因分析

2.1 主站故障

2.1.1 故障介紹

主站DGC2000系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)為自動采集任務(wù)受阻。該類故障發(fā)生時間不固定，影響到的廠站個數(shù)也不固定，有時系統(tǒng)本身能夠自動恢復(fù)，有時需要人工干預(yù)才能夠恢復(fù)。系統(tǒng)運行過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2.1.2 故障原因分析

造成該類故障的原因有：系統(tǒng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器運行任務(wù)太多，且處理數(shù)據(jù)量很大，受計算機(jī)設(shè)備性能的限制，造成處理速度和效率低、可靠性差；隨著接入的廠站端的個數(shù)增多，主站在同一時刻要執(zhí)行多個自動采集任務(wù)，對系統(tǒng)資源要求很高，但服務(wù)器系統(tǒng)資源有時不能滿足需要，導(dǎo)致任務(wù)受阻；目前，有部分電能量遠(yuǎn)方終端是通過電話拔號方式與主站相聯(lián)上傳數(shù)據(jù)，但電話拔號通道不夠穩(wěn)定，與主站無法連接時，主站就需要長時間等待，從而影響系統(tǒng)自動采集任務(wù)。

2.2 廠站端故障

2.2.1 故障介紹

廠站端設(shè)備包括電能表、電能量遠(yuǎn)方終端和傳輸通道，故障主要分為電能量遠(yuǎn)方終端設(shè)備故障、通信故障、電能表故障、電源故障和其它故障。以2008年發(fā)生的故障次數(shù)為例，故障類型分布情況見表1。

表1 故障類型分布情況 %

2.2.2 故障原因分析

設(shè)備故障在各類故障中發(fā)生次數(shù)最多，占47%。電能量遠(yuǎn)方終端是具有對電能量(電能累計量)采集、數(shù)據(jù)處理、分時存貯、長時間保存、遠(yuǎn)方傳輸?shù)裙δ艿脑O(shè)備[4-5]。設(shè)備運行年限較長的廠站側(cè)發(fā)生該類故障較多，比如易州、高陽、寧晉、涿州、束鹿、車寄、萬花、下莊等220 kV變電站，新投運的廠站發(fā)生該類故障較少。該類故障表現(xiàn)為采集失敗，有些采集到底碼為0或是大數(shù)。故障原因有：設(shè)備軟件問題，軟件程序運行死機(jī)或是采集規(guī)約與主站不完全對應(yīng)，需要廠家及時對軟件進(jìn)行完善；設(shè)備硬件問題，采集串口卡、主板、MODEM等硬件出現(xiàn)問題，需要廠家及時對硬件進(jìn)行更換。

通信故障是影響電量采集的第二多發(fā)故障，占27%。通信故障可分為遠(yuǎn)方終端與電能表、遠(yuǎn)方終端與主站之間的故障。第1類故障多表現(xiàn)為電能表通信模塊故障，統(tǒng)計到了電能表故障類型。第2類即電量傳輸通道故障，發(fā)生過該類故障的有韓通、平山等220 kV變電站通過模擬專線或電話拔號方式傳輸?shù)膹S站，64 KB專線和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道運行比較好。部分老220 kV變電站不具備數(shù)字通道和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)條件，而采用模擬專線或電話撥號方式，此時通道故障情況比較多，但是隨著通信設(shè)備的更新?lián)Q代和改造，該類故障的發(fā)生會呈現(xiàn)下降趨勢。故障現(xiàn)象即主站連接不上電能量遠(yuǎn)方終端，表現(xiàn)為采集中斷。故障原因多是通道本身問題。

電能表故障是影響電量采集的第三多發(fā)故障，占18%。電能表應(yīng)能夠從各方面滿足電能量計費系統(tǒng)的要求，能完成有功電度、無功電度、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的實時計量與監(jiān)測，能按本地或主站傳來的分時計費方案實現(xiàn)分時、多費率的電能量采集和保存，具有遠(yuǎn)方數(shù)字通信接口和當(dāng)?shù)仫@示功能，既能傳輸電能表窗口值，也可傳送脈沖累加值，還具有故障報警、掉電保護(hù)、自動恢復(fù)等功能。發(fā)生過該類故障的有白石山、玉林、永年等220 kV變電站。該類故障表現(xiàn)為采集失敗。故障原因有：部分電能表采用了一塊電能表接多個遠(yuǎn)方終端的方式，由于設(shè)計缺陷造成電能表通信模塊故障；電能表通信線連接不好、TA更換未通知、電能表內(nèi)存數(shù)據(jù)混亂等都造成電量采集故障。

電源故障占1%，雖然所占比例最小，但是對電量數(shù)據(jù)的完整性影響較大。發(fā)生過該類故障的有趙店、萬花、楊村、永年等220 kV變電站。部分變電站電量終端改造中絕大多數(shù)設(shè)計采用了電量終端與調(diào)度網(wǎng)設(shè)備共屏柜、共逆變電源的方式，當(dāng)電源故障或空開跳閘時，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)和電量終端長時間停止工作。因現(xiàn)場工作導(dǎo)致電量終端失電的情況也發(fā)生過多次。

其他故障主要是指一些原因未查清楚的采集異常，偶爾有不正常的狀態(tài)置位，故障發(fā)生時間無規(guī)律。

3 處理措施

a. 升級系統(tǒng)硬件、合理分配任務(wù)。加快對系統(tǒng)硬件進(jìn)行整體升級改造，在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，提高系統(tǒng)設(shè)備的性能。對各進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)化，對自動采集任務(wù)組進(jìn)行重新分配，保證采集任務(wù)按時完成。

b. 推廣使用數(shù)據(jù)網(wǎng)、改造老通道。數(shù)據(jù)網(wǎng)的高速度和穩(wěn)定性滿足了電能量計費系統(tǒng)的需求，還帶來了系統(tǒng)的高性能和易維護(hù)性。此外，廠站接人數(shù)據(jù)網(wǎng)方便快捷，只需在網(wǎng)絡(luò)連通的基礎(chǔ)，對電能量遠(yuǎn)方終端配置IP地址和服務(wù)端口即可。建議采用數(shù)據(jù)網(wǎng)為主通道，模擬通道和電話拔號通道具備條件時，應(yīng)盡快進(jìn)行升級改造。只支持拔號方式且運行年限較長的遠(yuǎn)方終端，也要一同改造。

c. 優(yōu)化設(shè)計方案、提高通信可可靠性。針對“一表多采”的問題，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計方案，避免今后再出現(xiàn)“一表多采”情況。對于電能表與遠(yuǎn)方終端間通信故障，可采取提高通信規(guī)約的兼容性、提高采集器modem板的防雷抗干擾性能、可靠接地、電能表和終端距離不要過長等措施。

d. 改造電源，提高供電可靠性?，F(xiàn)場如具備條件，電能量遠(yuǎn)方終端則應(yīng)外接兩路獨立的交直流輸入電源?，F(xiàn)場有工作涉及到遠(yuǎn)方終端的電源時，要采取接臨時電源措施，避免遠(yuǎn)方終端長時間停電。

e. 通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化。國際電工委員會已制定了IEC 60870-5-102《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng) 第5部分：傳輸規(guī)約 第102篇：電力系統(tǒng)電能量計量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)》，為各種智能化電能表和遠(yuǎn)方電能量處理終端采用國際標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)約接入主站系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。

f. 各部門相互配合、快速處理各類故障。電能量計費系統(tǒng)故障處理涉及到部門較多，各部門間應(yīng)相互支持、配合，包括各生產(chǎn)廠家在內(nèi)，都應(yīng)及時到現(xiàn)場并快速處理各類故障。隨著接入廠站的增多，運行維護(hù)工作量也隨之增加。同時，備品備件要必備，人力、財力要相應(yīng)增加。

4 結(jié)束語

電能量計費系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理、儲存及發(fā)布技術(shù)，實現(xiàn)對關(guān)口數(shù)據(jù)、變電站、電廠、大用戶等計量點數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程自動采集，建立電能量計費系統(tǒng)是電網(wǎng)發(fā)展的需要，是實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化管理的重要手段。通過以上對各類故障的分析，可以提高專業(yè)維護(hù)人員辨別各類故障并查找故障原因的能力，從而達(dá)到快速處理各類故障的目的。同時，通過采取一些必要措施，可以很好的預(yù)防各類故障的發(fā)生，降低故障發(fā)生概率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐如意.電量遠(yuǎn)方采集技術(shù)在河北省南部電網(wǎng)的應(yīng)用[J].河北電力技術(shù),2005,24(6)：4-6.

[2] 郭 進(jìn).電力系統(tǒng)電能累計量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)在電能量計量系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力設(shè)備,2004,5(4)：32-34.

[3] 龍愛群, 崔仁濤, 徐 軍，等.電能量遠(yuǎn)程計量系統(tǒng)及其綜合應(yīng)用環(huán)境[J].電網(wǎng)技術(shù),2005,29(3)：81-84.

[4] 張 勝,王 健,賀 春.電能量遠(yuǎn)方終端技術(shù)性能探討[J].中國儀器儀表,2008,(11)：52-53，60.

[5] DL/T 743-2001，電能量遠(yuǎn)方終端[S].