淺析電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用

張心志

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定201801

【摘要】：電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用，不僅能夠實現(xiàn)遠程自動抄表，減少企業(yè)在人力資源成本上的投入，切實地維護企業(yè)的核心利益，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。還能夠通過裝置在線監(jiān)測與配網(wǎng)防窺電功能實現(xiàn)對電能計量的有效監(jiān)控，為客戶提供服務，使得電力行業(yè)能夠在新時期得到更為長遠的發(fā)展機會，創(chuàng)造出更大的價值?；诖?，文章將對電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用展開研究。

【關鍵詞】：電能計量:自動化系統(tǒng): 用電管理: 策略

      電力與人們的實際生活以及城市的運行與發(fā)展息息相關，是當今時代背景下我國穩(wěn)定與和諧社會氛圍構建的重要依托力量之一，影響十分重大。隨著人們的訴求的提升電能計量被賦予了更高的要求，在其與自動化技術的結合下，人們的用電需求得到了影響的滿足，電力管理工作也呈現(xiàn)出了有條不紊的推進狀態(tài)不過在這其中還存在著有待改進的問題，想要讓自動化系統(tǒng)發(fā)揮作用與價值，還需從根本入手。

     由此可見，對電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用進行探究是十分必要的，具體策略綜述如下。

 

1.1 電能計量概述

      電能計量是指以相關設備作為主要的支持力量以實現(xiàn)電能量單位的統(tǒng)一等為目的，對電能量值進行計算的活動。目前我國*為常見的電能計量裝置由三部分構成，分別是互感器、二次回路以及電能表，首先，就互感器而言，其在電能計量中主要發(fā)揮的作用是保障絕緣的強度與保護相關工作人員的安全性，占據(jù)著極為重要的位置。另外，隨著時代的發(fā)展和相關科學技術的進步，互感器還發(fā)揮著擴大能量表的量程的作用，減輕了儀表制作在規(guī)格上束縛，讓電能計量工作得到了進一步的提升。其次，就能量表而言，其位于電能計量裝置的中心點，發(fā)揮著關鍵性的作用，承擔著對負載消耗的記錄、電源所產(chǎn)生的電能的記錄等任務，是電能計量裝置不能少的存在。*后，二次回路，其在電能計量裝置中維護互感器和電能表之間，起到了連接的作用，為電能計量監(jiān)測提供了可靠的支持力量，為監(jiān)測人員的檢測工作提供了極為可靠的支持力量。另外，二次回路除了起到連接性的作用之外，對電能計量裝置的專業(yè)性也有著一定的影響，因此在進行電能計量裝置的優(yōu)化時技術人員也應當注意對二次回路的優(yōu)化，以保障*終檢測結果的呈現(xiàn)，實現(xiàn)電能計量優(yōu)化的有效性。

1.2 電能計量自動化系統(tǒng)的概述

      在計算機技術和智能化技術快速發(fā)展的今天，各個行業(yè)都得到了顯著的進步，實現(xiàn)了規(guī)模上的拓展和技術上的優(yōu)化，而電力系統(tǒng)作為與人們的生活和工作息息相關的存在，更是備受關注，成為了焦點所在。在這樣的情況下電能計量自動化系統(tǒng)的構建已經(jīng)成為了時代發(fā)展的必然趨勢與電力系統(tǒng)優(yōu)化的迫切需求。電能計量自動化系統(tǒng)主要由四部分組成，經(jīng)過分析與整合以下將從幾個方面對電能計量自動化系統(tǒng)的四個部分展開研究:第一，計算機。計算機是高速計算設備，在存儲、邏輯計算、數(shù)值技術等方面有著較大的優(yōu)勢，能夠有效的替代人力完成部分工作，在電能計量自動化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的支持作用，是各個部分穩(wěn)定運行的依托力量。第二，集中器。其在電能計量自動化系統(tǒng)中起到了讓計算機、通信設備等與終端相互連接的作用，隨著技術的不斷進步，集中器的類型也呈現(xiàn)出了多樣化的發(fā)展趨勢，在進行電能計量自動化系統(tǒng)的構建時技術人員可以依據(jù)實際情況與需求進行集中器的選擇，以保障電能計量自動化系統(tǒng)能夠實現(xiàn)作用價值的*大化發(fā)揮。第三，采集器。采集器在電能計量自動化系統(tǒng)中能夠實現(xiàn)對多種信息的有效區(qū)分和采集，并且通過計算機設備將采集的信息進行合理的科學地劃分，按照一定的規(guī)律存儲，為新的調(diào)取提供便利。第四，智能電度表。智能電度表主要由三部分組成，分別是測量單元、數(shù)據(jù)處理單元、通信單元，在電能計量自動化系統(tǒng)中的應用能夠實現(xiàn)對自動化控制水平、信息交互通道的構建、數(shù)據(jù)處理的質量和效率等多方面的有效優(yōu)化。

 

      除了硬件設備之外電能計量自動化系統(tǒng)在用電力管理中的應用還以遙測系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、集抄系統(tǒng)作為關鍵性的支持力量，發(fā)揮著重要的作用和價值，同時是新的時代背景下電能計量自動化系統(tǒng)得到進一步的優(yōu)化的關鍵所在，以下將對此策略展開研究:

2.1 遙測系統(tǒng)

      遙測系統(tǒng)是電能計量自動化系統(tǒng)的一個重要的構成部分，在整個系統(tǒng)的運行過程主要發(fā)揮兩個方面的作用，第一是為電能計量自動化系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)的綜合應用提供可靠的平臺，以保障各個方面的信息數(shù)據(jù)能夠得到有效的采集和分類處理，為各個部分的穩(wěn)定運行起到了依托的作用。第二是能夠實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡技術的有效利用，推動高新技術系統(tǒng)的進一步優(yōu)化，進而更好的滿足人們對電能計量自動化系統(tǒng)功能性的需求，讓整體運行更為順利。因此，技術人員應當加強對遙測系統(tǒng)的優(yōu)化建設，以此作為依托實現(xiàn)對言息的有效交互，使得系統(tǒng)信息傳遞的完整性能夠得到保障，使得管理人員能夠依據(jù)系統(tǒng)信息的實際傳遞情況做出正確的決策，提升管理水平，為電能計量自動化系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行提供可靠的支持力量使得電能計量自動化系統(tǒng)能夠更好的為人們服務，創(chuàng)造出更大的良性影響力。

2.2 管理系統(tǒng)

      客戶信息的準確性和完善性是電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的有效應用的前提條件，也就是說如果在客戶信息的采集環(huán)節(jié)存在問題，將會導致管理策略的錯誤，讓電能計量自動化系統(tǒng)后續(xù)的運行受到較大的負面影響。因此，相關單位加強對管理系統(tǒng)的優(yōu)化，為客戶信息采集的準確性和全面性提供可靠的保障。第一，電能計量自動化系統(tǒng)中的客戶信息主要是由現(xiàn)場采集和終端計算機采集兩種方式獲得，并且摻雜著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、計量表相關數(shù)據(jù)的傳遞。對此相關單位應當遵循整體由部分決定的原則，從部分結構入手，落實針對性的分析和研究工作，以實際情況作為基礎進行管理系統(tǒng)的設計，使得各個部分的系統(tǒng)都能夠呈現(xiàn)出獨立運行的狀態(tài)，規(guī)避子系統(tǒng)之間運行的矛盾關系的產(chǎn)生，實現(xiàn)管理系統(tǒng)有效的運行狀態(tài)的保持。第二，為保障對各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效控制和對整體系統(tǒng)運行情景的掌握，相關技術人員還需加強對各個子系統(tǒng)之間的連接性的研究，讓管理系統(tǒng)能夠呈現(xiàn)出相互獨立又環(huán)環(huán)相扣的狀態(tài)，使信息采集、抄表、分析、整合等多個環(huán)節(jié)都能夠呈現(xiàn)出有序推動的狀態(tài)，降低運行過程中出現(xiàn)的事物對整體的影響，實現(xiàn)電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用的有效性。

2.3 集抄系統(tǒng)

      在傳統(tǒng)的電能計量集抄工作中人力是主要的支持力量，雖然能夠滿足大部分的需求，但卻因人力的能力的有限性時常出現(xiàn)失誤問題，為電能計量工作的推進帶來了很大的阻礙，無法呈現(xiàn)出優(yōu)質的管理效果。而自動化技術與電能計量工作的有效結合，則能夠有效的緩解當下的問題，讓集抄系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的運行，逐步地替代人力，創(chuàng)造出更大的價值。經(jīng)過分析，以下將幾個方面對集抄系統(tǒng)的自動化建設和管理進行研究:首先，相關工作人員應當利用計算機技術、通訊技術對電能表所采集的數(shù)據(jù)進行整合與傳輸，通過電能計量自動化系統(tǒng)中的集抄系統(tǒng)上傳到終端，為后續(xù)的工作的推進做準備。其次，相關技術人員還需對集抄系統(tǒng)的自動化操作方式加以優(yōu)化，為抄表工作提供更多的便捷，實現(xiàn)由人力向自動化的有效蛻變，切實的提升集抄工作的效率和質量，使得相關工作人員僅僅需要在終端操作就能夠實現(xiàn)突破時間和空間限制的數(shù)據(jù)采集，為人們的生活質量的提升帶來更多的可靠支持力量。*后，為了保障集抄工作能夠得到順利的有效的推進，相關單位還需加強對監(jiān)控工作的優(yōu)化，設置相應的監(jiān)控裝置，使得線損等問題能夠及時地被發(fā)現(xiàn)，在有效的時間內(nèi)得到解決，避免其對集抄工作造成負面影響，凸顯出電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用的價值。

 

3.1 設備運行管理工作

  電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理中的應用具有一體化檢測的功能，相關工作人員可以利用電能計量自動化系統(tǒng)，有效的檢測針對性的設備的運行情況，實現(xiàn)對客戶用電實際情況的有效采集，使得電路系統(tǒng)中的各項信息都能夠準確地傳輸?shù)浇K端計算機上，進而讓電力單位能夠依據(jù)設備的實際運行情況制定維護與檢修措施，定期對設備實施養(yǎng)護，延長設備的運行壽命，實現(xiàn)對成本的有效控制，實現(xiàn)管理的有效性。此外，在對數(shù)據(jù)采集后的分析環(huán)節(jié)電能計量自動化系統(tǒng)也發(fā)揮了很大的作用，電力單位可以利用其數(shù)據(jù)分析與處理功能，對多個設備的運行情況進行直接的體現(xiàn),有效的縮短信息處理和計算的時間，使得技術人員能夠直接依據(jù)數(shù)據(jù)情況找到相對應的故障數(shù)據(jù)，采取針對性的措施對其實施檢修和替換，以保障客戶用電的穩(wěn)定性和對用電信息的有效采集，實現(xiàn)管理工作的價值。其次，在經(jīng)濟估算環(huán)節(jié)，電力單位也可以使用自動化技術為估算工作的順利開展提供依托力量，實現(xiàn)對人力資源與物力資源的*大化應用，規(guī)避設備能源浪費的問題的持續(xù)出現(xiàn)。*后，在電能計量設備運行的過程中技術人員可以通過對自動化系統(tǒng)的應用實現(xiàn)對各項工作的有效監(jiān)督和督促，讓數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析的速度能夠得到有效的提升，在較短的時間內(nèi)及時的解決相關設備線路問題優(yōu)化的方案，為系統(tǒng)設備的有效維護奠定堅實的基礎。

3.2 錯峰管理

     在對供電單位的供電數(shù)據(jù)的調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，供電的高低峰具有一定的規(guī)律性，這與人們的工作和生活的習慣有著較大的關系，如早飯、午飯階段的用電量會達到一個峰值，上班和下班這一階段內(nèi)的居民用電會出現(xiàn)低峰值。在每一天的幾個高峰用電時間段內(nèi)，電力系統(tǒng)的負荷壓力相對加高，對電力設備的磨損也相對較大，這使得電力設備故障問題的出現(xiàn)概率被大大地提升，不僅會造成電力系統(tǒng)運行成本過大的問題還無法滿足人們的用電穩(wěn)定性和安全性方面的要求，存在較大的安全隱患。因此，供電單位對錯峰管理重視起來，加強電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用，通過智能化的管理方式對高峰用電信息進行采集，做出規(guī)律性的判斷，進而使得智能化系統(tǒng)能夠在計算機的計算下在高峰用電時間段到來前做好準備，落實針對性的錯峰處理措施，降低因電力系統(tǒng)運行負擔而導致的設備損壞過快的情況的出現(xiàn)，減輕供電單位的成本投入壓力，同時讓人們的用電過程能夠更為順利，實現(xiàn)對安全性的有效保護，規(guī)避安全事故的發(fā)生和大面積停電的情況的出現(xiàn)。此外，在用電需求的低谷階段，供電單位可以適當?shù)亟档拖到y(tǒng)運行的壓力，實現(xiàn)對資源的有效節(jié)約，凸顯出電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用的價值。

 

4.1概述

     用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側管理等課題。

      安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節(jié)約電能，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

4.2應用場所

   （1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

   （2）商業(yè)建筑（商場、金融機構建筑等）；

   （3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

   （4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）；

   （5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）；

   （6）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

4.3系統(tǒng)結構

 

 

 

4.4系統(tǒng)功能

1）實時監(jiān)測

     系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

2）電能統(tǒng)計報表

      系統(tǒng)以豐富的報表支撐計量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

 

3）詳細電參量查詢

       在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變?yōu)槭中危髽藛螕艨刹榭丛摶芈吩敿氹妳⒘?，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

4）運行報表

      系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、特定時間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。

5）變壓器運行監(jiān)視

      系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態(tài)進行在線實時監(jiān)視，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。

6）實時報警

      系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒。

7）歷史事件查詢

      系統(tǒng)能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

8）電能質量監(jiān)測

      系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質量進行持續(xù)性的監(jiān)測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監(jiān)測功能的電力儀表，不需要可刪除。

9）遙控操作

      系統(tǒng)支持對斷路器、隔離開關、接地刀等進行分、合遙控操作。系統(tǒng)具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能，對于每次遙控操作，系統(tǒng)自動生成操作記錄，記錄內(nèi)容包含操作人、操作時間、操作類型等。實現(xiàn)該功能需要斷路器本身具有電操機構及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設備的支持。

10）用戶權限管理

      系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

11）通訊狀態(tài)圖

      系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

12）視頻監(jiān)控

      視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

13）用戶報告

      用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報警事件等進行統(tǒng)計分析。

14）APP支持

       電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"和“缺陷記錄"五大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。

4.5系統(tǒng)硬件配置清單

      綜上所述，電能計量自動化系統(tǒng)的復雜性較高其中囊括了較多的智能化設備與技術，如: 互感器、信息處理器等都隸屬其中，很大的滿足了電能計量的相關工作需求，創(chuàng)造出了較大的良性影響力，因此，電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用應當被給予高度的重視，不斷的進行技術的創(chuàng)新和優(yōu)化，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟價值，為我國當今社會的持續(xù)與穩(wěn)定發(fā)展保駕護航。

 

[1]韓宗延.淺談電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用[J].中國科技期刊數(shù)據(jù)庫 工業(yè)A,2022(1):164-167

[2]朱向東.電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用[J].黑龍江科技信息,2015(35):49.

[3]宋強.電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用[J].中國高新區(qū),2018(24):44.

[4]李廣榮.電能計量自動化系統(tǒng)在用電管理上的應用[J].廣東科技,2011,20(10):108-109.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊 2022.05版

 

作者簡介：

張心志，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。