杜錦陽(yáng)

摘要：供電企業(yè)發(fā)展對(duì)電能計(jì)量信息精準(zhǔn)性有著較高需求，以往電能計(jì)量裝置管理模式已經(jīng)不能滿足供電企業(yè)現(xiàn)階段發(fā)展的實(shí)際需求。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠強(qiáng)化電能計(jì)量裝置的管理水平、管理效率，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量數(shù)據(jù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管控。文章對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；電能計(jì)量裝置；遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)；平臺(tái)建設(shè)；供電企業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM933 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.008

如今變電站建設(shè)數(shù)量逐漸增加，計(jì)量點(diǎn)數(shù)量也會(huì)隨之增長(zhǎng)，計(jì)量點(diǎn)用電信息數(shù)據(jù)采集負(fù)擔(dān)加重。以往電能計(jì)量裝置管理，供電企業(yè)需要派遣專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。電能計(jì)量裝置發(fā)生不良故障問(wèn)題后，很難在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，故障排查也需要消耗較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)供用電雙方都會(huì)造成不良影響。但以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的電能計(jì)量裝置在線監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)計(jì)量裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，故障問(wèn)題發(fā)生后可以第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，對(duì)提升電能計(jì)量裝置運(yùn)行安全、穩(wěn)定有著積極影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用是智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的必然需求，必須要給予高度重視。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)介紹

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主站是對(duì)電能計(jì)量裝置運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷與分析的關(guān)鍵所在。主站系統(tǒng)由主站計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、電能計(jì)量裝置運(yùn)行狀態(tài)診斷軟件、電能計(jì)量裝置采集器通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口等組成。主站系統(tǒng)可以提供人機(jī)交互界面，工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)可以對(duì)管轄區(qū)域內(nèi)所有電能計(jì)量裝置運(yùn)行狀態(tài)做到“了如指掌”，實(shí)現(xiàn)電能表、電能表信息數(shù)據(jù)采集器、二次回路遠(yuǎn)程在線全面監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置運(yùn)行存在異常情況，其中包括電能表計(jì)量裝置失壓、斷電、主副表數(shù)值存在較大差距等問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地發(fā)出警報(bào)信息，對(duì)工作人員進(jìn)行提示，便于在第一時(shí)間對(duì)不良問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整。警報(bào)信息發(fā)布方式眾多，可以在計(jì)算機(jī)主機(jī)屏幕上進(jìn)行提示，也可以通過(guò)短信進(jìn)行通知，警報(bào)信息指揮發(fā)送給指定負(fù)責(zé)人員。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以對(duì)電能計(jì)量裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置運(yùn)行中存在的異常情況，強(qiáng)化計(jì)量信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、時(shí)效性。如果是電能計(jì)量設(shè)備本身發(fā)生了問(wèn)題，供電企業(yè)可以及時(shí)派遣專業(yè)人員進(jìn)行修整，如果是設(shè)備安裝或者是受到其他因素影響致使故障問(wèn)題產(chǎn)生，供電企業(yè)也可以在第一時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救。主站診斷報(bào)警功能實(shí)現(xiàn)需要分析、判斷電能計(jì)量裝置的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀對(duì)計(jì)量工作開(kāi)展的影響程度進(jìn)行報(bào)警等級(jí)劃分，其中包括一般信息、普通警告、嚴(yán)重警告三種。不同報(bào)警信息也會(huì)采用不用的報(bào)警方式，包括主機(jī)屏幕提示、短信提醒和電話通知等。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)會(huì)對(duì)電能計(jì)量裝置運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行收集，并且與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行綜合性診斷，然后根據(jù)系統(tǒng)處理標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)的報(bào)警方式，報(bào)警信息會(huì)傳遞給指定負(fù)責(zé)人員。在此階段平臺(tái)還會(huì)對(duì)故障診斷信息進(jìn)行記錄，為電能計(jì)量裝置運(yùn)行維護(hù)管理工作開(kāi)展提供重要依據(jù)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)推廣意義分析

基于物聯(lián)網(wǎng)電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推廣意義可以從兩方面進(jìn)行闡述，分別為經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。經(jīng)濟(jì)方面主要是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置運(yùn)行中存在的異常情況，強(qiáng)化電能計(jì)量裝置周期檢測(cè)效率，縮減周期檢測(cè)成本投入。以往變電站電能計(jì)量裝置檢測(cè)需要派遣專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)，檢測(cè)周期較小較長(zhǎng)，而且還需要投入大量的人力和物力。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以對(duì)供用電雙方的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行保護(hù)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確記錄各個(gè)電力瞬時(shí)量，對(duì)線路運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，了解電能計(jì)量信息數(shù)據(jù)采集存在的誤差問(wèn)題，為電能追蹤提供重要依據(jù)，為電網(wǎng)運(yùn)行查竊漏堵工作開(kāi)展提供有力支持。電能計(jì)量裝置在實(shí)際運(yùn)行受到眾多不良因素影響常有故障問(wèn)題發(fā)生，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用大幅度提升了電能計(jì)量管理的工作效率，對(duì)提升供電企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、樹立良好企業(yè)形象有著積極影響。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其中包含內(nèi)容眾多。國(guó)內(nèi)外對(duì)電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)都非常重視，不斷強(qiáng)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性，保證基于物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以跟緊時(shí)代發(fā)展腳步，滿足現(xiàn)代電能計(jì)量工作開(kāi)展的實(shí)際需求。

3.1 主站軟件部分分析

基于物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)主站軟件有著較高要求，現(xiàn)階段應(yīng)用的主站軟件穩(wěn)定性、可靠性較為良好，操作也非常便捷。主站與分站之間所應(yīng)用的是通信效率較為良好的C/S模式設(shè)計(jì)，主站軟件應(yīng)用可以滿足電力企業(yè)計(jì)量現(xiàn)代化建設(shè)的實(shí)際需求。主站可以概括性地分為兩個(gè)模塊，分別為用戶管理模塊和通信模塊。用戶管理模塊主要是以電能用戶為核心，對(duì)電能表、互感器等眾多設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行了解，對(duì)基礎(chǔ)信息進(jìn)行收集和整理。主站軟件操作人員會(huì)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并且將信息數(shù)據(jù)輸入到信息庫(kù)中，便于對(duì)計(jì)量信息進(jìn)行管理和查詢。利用通信模塊，主站可以與分站進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交換，完成數(shù)據(jù)的接收，從而滿足計(jì)量裝置遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)際需求。多項(xiàng)操作指令的發(fā)布以及信息數(shù)據(jù)應(yīng)用需要通過(guò)安全可靠的TCP/IP協(xié)議。主站計(jì)算機(jī)控制中心與分站計(jì)算機(jī)終端需要保持良好通信，在實(shí)際通信過(guò)程中通過(guò)Unicode完成信息數(shù)據(jù)傳送，保證信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括電流采集模塊、電壓采集模塊、分站工控設(shè)備、多路脈沖采集模塊等。電流、電壓信息數(shù)據(jù)采集模塊前端通過(guò)光纖交換機(jī)與三項(xiàng)合并單元進(jìn)行有效連接，對(duì)單元輸出進(jìn)行合并通過(guò)光纖交換機(jī)對(duì)眾多計(jì)量裝置采集信息進(jìn)行匯總，將信息傳輸?shù)椒终竟た卦O(shè)備中去。多路脈沖模塊利用以太網(wǎng)與分站工控設(shè)備進(jìn)行連接。分站操作人員對(duì)各個(gè)模塊構(gòu)成都需要有深入了解，從將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要作用展現(xiàn)出來(lái)，保證電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)功能可以良好實(shí)現(xiàn)。

3.3 電壓采集模塊構(gòu)成分析

電壓采集模塊前端所采用的是精密性較為良好的電壓互感器，進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，將100V電壓直接轉(zhuǎn)變成為便于數(shù)據(jù)采集模塊A/D采集的4V電壓，模塊建設(shè)所應(yīng)用的是無(wú)源雙極電壓互感器。主要是因?yàn)檫@種電壓互感器可以承受較高阻抗輸入，且接于互感器二次輸出過(guò)程中不會(huì)增加相應(yīng)的負(fù)載，對(duì)上一層量值傳遞有著積極影響。經(jīng)過(guò)電壓互感器對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變后，應(yīng)用18位高速AD可以完成高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)電壓信號(hào)是較為穩(wěn)定的，并不會(huì)產(chǎn)生較大變化。為了滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)際需求，中間并不會(huì)進(jìn)行增益轉(zhuǎn)換設(shè)備或者是設(shè)置相應(yīng)控制環(huán)節(jié)。采樣模塊采集信息有著多元化的特點(diǎn)，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度信息進(jìn)行收集，后臺(tái)會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度特性進(jìn)行分析，在溫度發(fā)生異常情況時(shí)能及時(shí)進(jìn)行調(diào)增做補(bǔ)償處理。電壓采集模塊設(shè)計(jì)精度必須要嚴(yán)格控制，這樣才能保障模塊批量測(cè)試中滿足電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建的實(shí)際需求。

3.4 電流采集模塊構(gòu)成

現(xiàn)場(chǎng)電流實(shí)際變化是不可預(yù)測(cè)的，電流采集模塊建設(shè)不僅需要確保電能計(jì)量裝置運(yùn)行中電流可以在額定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，同時(shí)還需要進(jìn)一步的擴(kuò)展。在電流采集模塊構(gòu)建過(guò)程中，為了提升電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低電流回路承擔(dān)的負(fù)載。該模塊結(jié)構(gòu)中電流變換器只可以選用單一比例穿心式設(shè)計(jì)5A/80mA雙級(jí)電流互感器，并且運(yùn)用恒定采樣電阻。利用增益設(shè)備對(duì)采樣電阻轉(zhuǎn)換的電壓進(jìn)行放大處理，保證輸出信號(hào)可以控制在0.4～4V之間。電流采集模塊建設(shè)完成后需要進(jìn)行測(cè)試，保障電流采樣方式的合理性、科學(xué)性。工作人員應(yīng)用雙通道交直流比較器對(duì)兩組信號(hào)進(jìn)行綜合性比對(duì)，測(cè)試工作開(kāi)展過(guò)程中對(duì)電流裝置比例進(jìn)行切換，電流互感器對(duì)不同信號(hào)進(jìn)行輸入，電力互感器二次輸出都可以保證80mA信號(hào)輸出。然后應(yīng)用變換器對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，傳輸給直流比較儀通道1，通道2在模塊測(cè)試過(guò)程中需要應(yīng)用固定比例的雙極電流互感裝置，電流通過(guò)相應(yīng)設(shè)備可以完成電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變，應(yīng)用可編程增益儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，最終輸入到比較儀通道2，工作人員通過(guò)交直流比較儀記錄進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。深入了解模塊構(gòu)建的合理性，找尋某塊結(jié)構(gòu)設(shè)置中存在的不足之處，及時(shí)對(duì)模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，避免對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)高效運(yùn)行所造成的不良影響。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)是非常重要的，對(duì)于該環(huán)節(jié)必須要給予高度重視，嚴(yán)格保障系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量，從而將在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)代化、科學(xué)化特點(diǎn)充分展現(xiàn)出來(lái)，為促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，強(qiáng)化電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化水平。要通過(guò)不同的安裝方式實(shí)現(xiàn)不同對(duì)象的在線監(jiān)測(cè)需求。在發(fā)電廠和變電站中，因?yàn)辄c(diǎn)差互感設(shè)備與控制室內(nèi)部電能計(jì)量裝置二次連接導(dǎo)線設(shè)置較長(zhǎng)，在中間也存在著眾多開(kāi)關(guān)、繼電氣設(shè)備等，這些設(shè)備運(yùn)行都會(huì)存在一定的電阻值。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間延長(zhǎng)，受到線路老化、元件銹蝕等眾多因素影響，電阻值也會(huì)逐漸提升。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，工作人員必須要持有認(rèn)真、謹(jǐn)慎態(tài)度。每一模塊安裝完成后都需要進(jìn)行檢測(cè)，保證系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)還需要注重檢修維護(hù)工作落實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能。

5 結(jié)語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)配網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)代化建設(shè)有著積極影響。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能具有多元化特點(diǎn)，可以對(duì)電能計(jì)量裝置運(yùn)行多種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能計(jì)量裝置運(yùn)行中存在的異常情況，縮減了電能計(jì)量管理的成本投入，強(qiáng)化了電能計(jì)量管理的工作效率。

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基金項(xiàng)目：本論文由南方電網(wǎng)公司《K-GZM2014-134電能計(jì)量裝置狀態(tài)檢修技術(shù)研究》項(xiàng)目資助。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）