摘要：随着电网自动化水平的不断提高，能否实现电能自动采集与计费已是衡量自动化水平重要指标。从组成结构，系统配置及可实现的功能等方面，介绍了电量自动采集计费系统在供电企业中应用的情况。
关键词：电量；自动采集；计费；应用
1 前言
现阶段，国内的电力行业在对电能计量信息的采集上，仍然沿用着传统的方式，包括信息的统计、计算等方面，这就使得电能计量信息采集方面的工作效率相对较低，且在数据的分析与处理上，不能及时为电能的生产计划提供准确的依据，严重制约了电力部门整体的工作效率。然而，我国科技水平不断提升，互联网与计算机技术日趋完善，这就为电能信息采集工作提供了新的技术支持，自动计费系统也随之诞生。
2 电能计费系统
随着人民对用电需求的与日俱增，电能计量和计费越来越受到多方面的关注，各个电网开始也在几年前建立了电能计费系统。电能计费系统包括数据采集系统和数据应用系统，前者主要是对电能数据的采集和存储。电能计费系统原本的功能是保证电量的采集、处理、传送以及存储，并自动生成主要的报表。在数据采集系统中，通过采集装置，将电表传送过来的数据转化为电能表表底值，然后传送给主站，并且在该系统中有自动重发的功能，也就是在电源中断的时候也能保证电能数据的完整性。在电能计费系统不断被应用的同时，该系统也出现了诸多的故障，像传输信道故障、电力设备故障等问题严重影响着计费系统的正常运行，而且这些故障大部分都出现在电能数据采集系统中，在研究中发现，出现故障的原因主要和数据采集系统的采集存储机制不完善有关。
3 数据采集性能分析
在实际的应用中，对电能计费进行数据采集的方式各不相同，数据采集终端所使用的模式不同直接影响到数据采集和存储的应用，目前数据采集模式主要有以下三种，在分析不同模式的同时，分析数据采集的性能。
3.1 0∶00底码值加负荷曲线数据
这种模式主要是让终端参与电能的计量，在实际的应用中，可以保证数据的完整性，受到外界的干扰比较小，在电源断电或者传输信道出现故障的时候也不会中断数据的采集。而且这种方式使用的是与电能表一样的时标，所以在数据值方面和电能表相同，不会出现因为数据值不一致而出现争议。但是这种模式被应用到远程通信时，远方的各个终端在采集数据的时候可能会存在进度不一致的情况，主站在处理这些数据的时候就会比较吃力。另外，由于计算中存在的误差，比如底码值和负荷曲线在存储、进位等方面存在不一致，所以使得计算出来的结果可能窗口的显示值不同，也可能造成23∶50分的数据要比次日的0∶00底码要大。
3.2 每五分钟采集电能表底码
这种方式一般被应用到远程通信中，通过远方的终端进行数据的采集。在实际应用中，在这种模式下，各个终端和电能表之间通信帧的长度相同，所以不存在通信干扰的问题。而且各个终端在采集电能表数据的进度是相同的，使得总站在处理和存储数据的时候比较方便。不过和上一种方式相反的是，这种方式容易出现误差或者数据的不完整，因为在这种方式中数据会受到断电、信道故障的影响。另外，这种方式下电能数据使用的是终端时标，也就是所采集的数据可能会和历史电能数据不同，从而引起交易双方的争议。
3.3 分时段电能计量
分时段电能计量主要有两种方式，第一种是通过终端直接上传计算采集的分时电能数据，能够比较真实地反映电能表数据，但是如果要调整费率时段的话就需要人力来完成，所以比较得不方便。另外一种是主站按照已经设置好的时段对各个终端上传的五分钟电能量数据进行统计计算，然后划分时段数据，在调整费率的时候比较方便有效，但是如果电能表时间和系统时间不同的话，会导致最后采集的分时数据和电能表的历史数据不一致。
4 电能采集与计费系统在供电企业中的应用
4.1 基础数据采集
实现电量的自动采集的前提要求变电所的计量电表必须是数字式电能表，且有通讯端口，并能按一定规约发送数据。按照接线要求，每块电表485+接线端子通过端子排接在一起，485负接在一起，最后从首端或末端端引出一总线连接至一通讯转换器上，转换器能完成两种通讯接口即485和232的转换。通过将转换器直接插接到采集终端（一般为计算机）的COM口上，或接到计算机的扩展串口上，实现电表与后台的连接。通讯规约的选择根据与用户协商制定，应用较多的有DL645、MODBUS等。见图1。
图1
变电所侧功能设置比较简单，主要负责原始数据的采集，包括正、反向有功，正、反向无功等。在变电所端，能够进行基本参数设置、通讯参数设置等，采集上来的电表数据存储在当地后台中，存盘周期用户自定义，最小为1min。变电所还可以随时对表码进行实时浏览，历史数据查询。
4.2 数据的传输、计算和存储
可以通过后台计算机网卡和光电转换器直接相连实现网络连接；若有其他设备需要接入网络，也可以通过放置一台普通小型交换机连接到网络上。在调度端，前置机负责与采集终端即变电所计算机的数据通讯，实现对电能量、电能质量数据、考核数据自动周期采集、人工随机采集，数据按需补抄等功能，可自动、准确、可靠、灵活的采集、传输和存储，确保数据不丢失。同时前置机对通道状态进行实时监测，并对故障通道告警提示，便于值班人员及时发现。计算服务器会根据用户的各种统计方案，如小时统计、日统计、月统计等，自动计算出每条线路的电量，并能根据用户的要求自动计算产线电费。另外，用户也可以选择用手动方式计算，对于有问题的表计，通过人工干预方式，重新进行电量、电费计算。数据服务器负责所有历史数据的存储，包括系统各参数表，原始数据和派生数据等。工作站可根据实际情况，灵活配置。根据分配给各工作站不同的权限，使其实现不同功能，如报表工作站、维护工作站、操作员工作站等。系统还具备数据分析等高级应用功能，该功能主要是向用户提供数据浏览的界面，通过该功能模块可以实现线路电量统计，对变电站、母线、主变等对象的电量平衡分析。如对于母线来说，用户可以设定哪些表是入口表，哪些是出口表，然后系统根据用户的设定，计算出这条母线的损失量和损失率供用户参考。系统采用了严格的权限管理，基于超级用户、系统管理员、部门、操作员的多级权限管理，用户分为了不同的级别。对于具体操作的用户可以分片来实现管理（如不同的操作员可以操作某一些特定的变电站等），从而方便的实现区域管理。对于登录本系统的所有用户都将产生登录日志便于将来的查询，而且还有操作日志。
5 结语
近年来，随着我国经济持续发展，各个领域的电能消耗量逐年增加，这就对电力部门在电能的传送、使用电能计量信息的采集提出了一个全新的要求。该系统采用多种技术相配合的方法，将互联网、多层数据库等技术融入其中，使其成为高效的管理电能计量信息采集的系统，对电力生产和管理的成本进行了有效的控制，同时对电力部门的科学管理有着极大的积极作用。
参考文献：
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论文作者:査虹剑,付林玉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：电能论文; 数据论文; 终端论文; 计费系统论文; 电量论文; 方式论文; 用户论文; 《电力设备》2017年第27期论文;