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?qū)崿F(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(gòu)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(shù)的結(jié)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(gòu)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(shù)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(shù)人員也應當注意對二次回路的優(yōu)化，以保障*終檢測結(jié)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(shù)和智能化技術(shù)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(shù)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(gòu)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(shù)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(shù)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(gòu)建時技術(shù)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?qū)崿F(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?qū)崿F(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?qū)崿F(xiàn)對自動化控制水平、信息交互通道的構(gòu)建、數(shù)據(jù)處理的質(zhì)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(gòu)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?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡技術(shù)的有效利用，推動高新技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(zhì)的管理效果。而自動化技術(shù)與電能計量工作的有效結(jié)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(shù)、通訊技術(shù)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(shù)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(zhì)量，使得相關工作人員僅僅需要在終端操作就能夠?qū)崿F(xiàn)突破時間和空間限制的數(shù)據(jù)采集，為人們的生活質(zhì)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(shù)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(shù)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(shù)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(gòu)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(cè)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(gòu)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(jié)構(gòu)

 

 

 

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?，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，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?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x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?qū)b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(zhì)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(zhì)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(quán)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(gòu)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(quán)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(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)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(jié)構(gòu)；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(zhì)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(shù)，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(shù)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。