聶曉光

（廣西電網(wǎng)有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

智能電表遠程計量在企業(yè)中的設(shè)計與實現(xiàn)

聶曉光

（廣西電網(wǎng)有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530031）

我國的電力系統(tǒng)逐漸在朝著智能化、集成化、多樣化方向發(fā)展，本文基于此研究背景，重點將智能電表的遠程計量作為問題研究的出發(fā)點，通過對當前社會中主流智能電表遠程通信技術(shù)相關(guān)內(nèi)容進行分析，從而以更加先進、科學的方法實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集，并在企業(yè)中實現(xiàn)智能電表遠程計量。

智能電表；遠程計量；企業(yè)；設(shè)計；應(yīng)用

電能計量[1]是企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營活動中的重要任務(wù)，也是推進電力企業(yè)不斷進行現(xiàn)代化改革、體制創(chuàng)新及實現(xiàn)集約化生產(chǎn)的重要技術(shù)保障。通過不斷完善企業(yè)的電力系統(tǒng)，能夠降低電力企業(yè)的生產(chǎn)運行成本。通常而言，在企業(yè)中用電成本占到企業(yè)全部生產(chǎn)成本的15%左右，個別企業(yè)的用電成本可能遠遠超過15%。因此，從中可以看出，智能電表遠程計量技術(shù)可以不斷降低企業(yè)的生產(chǎn)能耗，提高其經(jīng)營運轉(zhuǎn)的效率。

1 智能電表遠程計量總體運行模式分析

一般而言，對于智能電表的應(yīng)用以及遠程控制、計量主要有兩種不同的表現(xiàn)方式：①采用RS－485總線接口方式對企業(yè)的電能進行科學計量；②企業(yè)通常采用GPRS無線通信技術(shù)進行電能遠程監(jiān)控測量；前一種方式中RS－485總線具有良好的工作性能以及穩(wěn)定可靠的運行性能，在我國的生產(chǎn)實踐中得到了非常廣泛的應(yīng)用；企業(yè)通過RS－485接口的電能表避免了傳統(tǒng)電能計量過程中機械式電能計量裝置存在的缺陷；而GPRS技術(shù)更是為企業(yè)實現(xiàn)遠程電能計量裝置的設(shè)計與監(jiān)控提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，這一方式不僅具有傳輸效率高、傳輸速度快、傳輸范圍廣、應(yīng)用成本低等優(yōu)點，而且系統(tǒng)能夠迅速通過移動網(wǎng)絡(luò)遠程端口進行數(shù)據(jù)信息的傳輸，因此被廣泛應(yīng)用到我國企業(yè)電能計量以及遠程監(jiān)控過程中。

但是這種遠程控制電能監(jiān)測的方式也存在一定的不足之處，由于企業(yè)遠程傳輸?shù)姆秶^廣，所以容易受到外界干擾因素的屏蔽作用以及影響作用，從而嚴重制約了這一技術(shù)的應(yīng)用與快速推廣。在該設(shè)計方案的研究過程中采用數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)以及局域網(wǎng)、數(shù)據(jù)信息遠程監(jiān)控終端、RS－485轉(zhuǎn)換器及遠程控制服務(wù)器等幾大主要的部件，構(gòu)成了科學的智能電表遠程計量裝置系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中采用的是RS－485的轉(zhuǎn)換器以及485傳輸總線，因此考慮到傳輸距離對該系統(tǒng)的影響作用，所以在設(shè)計過程中將RS－485轉(zhuǎn)換器安裝于距離智能電表100m的距離處，在局域網(wǎng)（LAN）與RS－485轉(zhuǎn)換器之間采用光纖或者超六類線進行科學連接，具體的系統(tǒng)構(gòu)建連接方式如圖1所示。

圖1 智能電表遠程計量在企業(yè)中的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

2 智能電表遠程計量在企業(yè)中的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 遵守多功能電能表通信協(xié)議規(guī)范

電能系統(tǒng)的設(shè)計需要循序一定的設(shè)計協(xié)議，在現(xiàn)代企業(yè)中常見的多功能電能表通信協(xié)議規(guī)范分為DL/T645－2007協(xié)議與DL/T645－1997協(xié)議兩種。當前隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)采用的技術(shù)協(xié)議規(guī)程主要為DL/T645－2007，而傳統(tǒng)的傳輸協(xié)議規(guī)程DL/T645－1997逐漸被DL/T645－2007所取代。此種遠程傳輸協(xié)議的字節(jié)格式是由一個停止位、一個起始位以及一個偶校驗位等八位二進制碼的字節(jié)所組成，幀格式分別由代碼為68H的幀起始符、代碼為A0-A5的地址域、68H的幀起始符、代碼為C的控制碼、代碼為L的數(shù)據(jù)長度域以及代碼為DATA的數(shù)據(jù)域、代碼為CS的校驗碼和代碼為16H的結(jié)束符所構(gòu)成。

2.2 采用SQL2008遠程數(shù)據(jù)庫進行設(shè)計

本文在對該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中首先考慮到了企業(yè)的實際使用需求，并結(jié)合常見的電能遠程計量方式以及技術(shù)操作協(xié)議、遠程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量等多方面的綜合因素進行組織設(shè)計，從而既兼顧了該系統(tǒng)總體性能的發(fā)揮，又兼顧到該遠程監(jiān)控系統(tǒng)的可擴展性與系統(tǒng)的通用性。在系統(tǒng)庫的設(shè)計中主要采用常見的SQL2008數(shù)據(jù)庫進行操作設(shè)計，在實際的結(jié)構(gòu)安全分析中，考慮到該企業(yè)的電能表處于一種動態(tài)的變化環(huán)境中，所以需要結(jié)合企業(yè)的實際需求，對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行參數(shù)設(shè)計，這些參數(shù)信息主要包括企業(yè)用戶的基本信息以及企業(yè)電能表中的抄錄數(shù)據(jù)信息、企業(yè)電能表裝置系統(tǒng)中的詳細配置參數(shù)、企業(yè)在運行過程中的實際能耗參數(shù)值等不同的信息數(shù)據(jù)；由于每一塊電能表的程序編碼地址具有唯一性，而且在設(shè)計中不允許重復，所以在系統(tǒng)庫的主關(guān)鍵字域中采用程序預設(shè)的電能表信息發(fā)送命令。另外，為了方便企業(yè)智能電表的遠程計量，企業(yè)電能計量裝置中的編碼格式統(tǒng)一命名為“68××××××××××××”。遠程數(shù)據(jù)庫的運行操作需要通過建立遠程鏈接以及用戶身份信息驗證、程序讀取數(shù)據(jù)庫中的有效信息、系統(tǒng)自動關(guān)閉遠程鏈接這一復雜的操作流程，才能確保智能電表遠程計量在企業(yè)中順利實現(xiàn)。

2.3 智能電表遠程計量系統(tǒng)軟件設(shè)計

除了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計外，該設(shè)計方案采用B/S結(jié)構(gòu)、Visual Studio 2010的系統(tǒng)操作平臺，在該系統(tǒng)中主要包括幫助信息模塊以及通信模塊、電表基礎(chǔ)信息預設(shè)模塊、生產(chǎn)專用模塊及系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計模塊等幾大重要的系統(tǒng)運行模塊。其中的通信模塊主要用于電能系統(tǒng)的通信以及電能表的測試，當企業(yè)中新增加電能表時，這一系統(tǒng)可以通過通信模塊內(nèi)部的測試工具模塊及通信參數(shù)模塊、通信監(jiān)視模塊、串口測試等幾大子模塊進行遠程電能計量監(jiān)控；而企業(yè)的智能電表主要是通過對電能表的通信參數(shù)進行設(shè)定，從而對電能表的安裝地點、使用企業(yè)單位及參數(shù)模式顯示、運行管理維護單位、系統(tǒng)數(shù)據(jù)變量等相關(guān)的的指標進行控制預設(shè)。

系統(tǒng)中的生產(chǎn)專用模塊主要用于電能表信息的分析以及數(shù)據(jù)讀取、參數(shù)信息查詢、企業(yè)用電分析、企業(yè)電能波形圖分析等生產(chǎn)專用信息管理。統(tǒng)計報表主要對企業(yè)不同時段用電量及不同分廠、不同年月日等時段用電量對比分析；系統(tǒng)中的詳細說明主要是通過幫助信息模塊建立系統(tǒng)之間的交互性。企業(yè)在實際的遠程電能計量過程中采用的是一對一的數(shù)據(jù)連接傳輸形式，因此在企業(yè)的電能計量表中采用UDP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議時，可以通過系統(tǒng)中的遠程控制端對企業(yè)的電能損耗情況進行實時、全方位、多層次監(jiān)聽，當后臺的程序管控人員收到系統(tǒng)的預設(shè)指令時，系統(tǒng)經(jīng)過遠程智能自動連接，然后通過遠程數(shù)據(jù)傳輸控制協(xié)議獲取相關(guān)的有用監(jiān)聽信息。如表1是該智能表遠程計量控制系統(tǒng)在企業(yè)中監(jiān)聽控制的命令程序[2]。

3 結(jié)束語

綜上所述，電子信息技術(shù)又一次推動了社會變革，在我國的電力行業(yè)中，不斷通過深化電力體制改革，進一步提高電力運行與管理水平。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)無論是從供電形式還是從電能計量方面來講，都發(fā)生了巨大的變化。本文主要針對企業(yè)智能電表的幾種遠程控制計量方案進行設(shè)計，從而使企業(yè)實現(xiàn)對內(nèi)部用電實時、全程監(jiān)測，進一步降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

表1

[1]鄒珺，吳 婷，王 勉.智能電表遠程計量在企業(yè)中的設(shè)計與實現(xiàn)[J].長春師范大學學報，2015，08：56～59.

[2]王志勇，張鐵壁，侯錫銘.淺談智能電表的應(yīng)用及發(fā)展[J].河北工程技術(shù)高等?？茖W校學報，2013，03：32～35.

TM933.4

A

1004-7344（2016）09-0087-02

2016-3-8

聶曉光（1963-），男，助理工程師，主要從事電能計量工作。