电能数据远程自动采集系统
详细内容
周文帆安徽省六安供电局（237006）
摘要求文论述了如何实现通过计算机和远程通信技术实现电能数据的自动采集；及其在供电企业中的应用。
关键词电能采集SCADA
l前言
20世纪90年代，国民经济走向社会主义市场经济的轨道，为适应经济发展的新形式，计划经济色彩浓厚的电力企业进行了一系列的重大的改革。1996年安徽省电力局提出全省电力企业内部搞模拟市场。为了准确、及时地测得六安地区各关口电量数据，同时可以测得各县供电局的电能数据，并以此为各直供县局和是售县局的用电情况进行考核。六安供电局利用现代科技成果，建成了先进、可靠的电量采集系统。
在供电部门，电量数据是极为重要的，电量是供电企业从事经营、生产活动的重要决策依据，也是衡量一个供电企业效益的重要指标。
过去，一直采用电度表计量，然后抄表员定期到变电所抄取电表指数，回来再做统计运算，这是供电部门的传统的做法，是以人力完成电量数据采集的。随着计算机技术和远程通信技术的发展和日臻完善，现在已可用现代化的技术手段，足不出户，不需要抄表员到位抄表，就可以读取电表指数，完成电量数据的统计运算，这样，大量地节省了人力、物力资源，又可避免人力抄表所带来的误差。
2系统概述
方案一，最初的设想是，利用现有的远动系统，扩展其RTU的功能，令其实现采集电量数据的功能。这样做，投资小，因为RTU设备和通道是现成的，只要根据需要增设一块电路板，完成系统的电量采集和远传即可。但是我们在具体实施时，发现其功能难以达到要求，原因有以下几点：①RTU不能将采集到的电量数据存储，一但发生故障，主站端就接收不到电量数据；②电量数据采用与其他遥测。
遥信量一起通过CDT规约从厂站端发送到主站，电量数据是双字长的，遥测数据是单字长的，所以电量数据从RTU发送，使得远动系统的数据刷新速度变慢，影响了系统的运行效率；③电量数据的精度要束很高。最终放弃了这一方案。
方案二，根据我局对电量数据的需求，重新设计一套系统，专事电量数据的采集和传送。并实现与调度自动化网的数据集成，成为其一个重要的组成部分。
六安地区位于安徽省西部，处江淮之间，全区有五县一市，六百多万人。六安地区供电局管辖着整个皖西电网的供电，下设13个变电所，还有4个属地方的水电站，年供电量约十二亿度。
由于供电局和各变电所分散在各个不同的位置，彼此之间距离很远，要将各个变电所的关口电量全部采集到局里来，我们设想如下。
在变电所安装一个电量采集装置。将各关口电能表改换为数字化表，能够发送脉冲信号。以RS232或RS485标准，与电量采集装置通信，将电度表的电量信息等传到电量采集装置，由电量采集装置将各电度表来的信息进行读取,转换、编码、发送。
在供电局调度楼内设一个主站系统，主站系统将读取从变电所传来电量信息，进行读取、解码、程序处理（实现各项功能，如电量日报、电量月报的统计、打印、查询等）。主站系统与各变电所之间的通信手段较多，我局有微波、载波、扩频、卫星通信等，也可采用公用电话网。
3分站系统
3．1脉冲电能表
传统的电度表多是模拟电能表，没有数据端口，不能发送脉冲信号，为此我们对变电所内各关口电度表进行了更换和改造。使电度表转一周，能从数据端口发一定数目的脉冲信号。
用屏蔽电缆将脉冲信号引到电量采集装置。
3．2电量采集装置
电量采集装置是专事读取从电能表发来的脉冲信号，并将脉冲数记录下来，转换为电能数据。该设备内置16M的存储器，可存储大量的电能数据，一般来可说可存一个变电所15天的关口电能数据。其组成为主机板（CPU板），数据采集板，总线板。如图1所示。
CPU板：脉冲信号处理，运算，解释，执行主站发来的
命令。
数据采集板：主要是针对脉冲数据的采样电器，一块板可接收16路电量脉冲。
总线板：数据总线，通信的数据口为两个标准的RS232串口。
3．3通信方式
（1）调制解调，市话。
（2）一点多址微波。
（3）电力线载波。
（4）光纤。
4主站系统
4.1概述
微机的串口（RS232口）接MODEM，采用电话拔号方式与厂站端的电量采集装置握手，招侧各厂站每个关口表以15min为单位时段的电能值和当天零点的窗口值并存盘，可分为自动、手动两种。招测是交互式的，主站可与厂站对时和下载必要的参数，厂站系统按主站系统的要求传送相应的数据。自动招测为每天的某一时间主站计算机向厂站系统索取电量；手动招测可以随时招测到每一路的电能量。在招测的同时可显示收发码，招测后可显示每一路的运行工况。该系统的是WIN9X环境下运行的，开发语言为DELPHI。
4．2电量数据处理
给系统维护员两张表，上面一张是变电站情况，下面一张是每个站对应的所有设备的情况；鼠标点在表上相应的字段就可以进行输入和修改，还可以用鼠标进行插入和删除工作。每一个变电站的名称、地址、电话及电量关口的名称、电表类型、满度值、脉冲／转、转／千瓦时、倍率参数等。程序在处理招测来的数据时，将会依据这两张表进行相应的计算，得出各关口的电量。
4．3电量显示
以表格的形式显示每一路升关的电能数据，包括每15min的时段值和窗口值，以及可以换算成累计的电量值。可以显示一天24h电量的棒图，饼图及各种曲线。
4．4县局的电能自动采集系统
该系统具有很强的实用价值，一些县供电局为了获取本县的电能数据，也建立了自己的电能采集系统，它可以利用原地调在各变电所的电能采集装置，不需要很大的投资就可以获取其所需的电能数据。硬件方面仅需投入一台微机、一台MODEM和一部电话，就可随时招测电能，知晓本县各个时段的用电情况。大大方便了各县供电局用电管理部门做电量统计、计划等管理工作。
5电能上网
sl电量采集系统与调度SCADA系统联网电能工作站的Z串行口和SCADA系统的一台远动工作站的串行目相连，使电能数据能够通过串行通信传送到SCADA系统上，实现数据共享。只需两台计算机同时进入通信程序即可。
通信规约：接收报文规约发送报文规约
EB BEB
90 90
80 81
报文长度低位报文长度低位
报文长度高位报文长度高位
站号站号
路号路号
月月
日回
校验校验
数据字节1 数据字节1（低位）
数据字节2 数据字节2
数据字节3 数据字节3
数据字节4 数据字节4（高位）
……（一天96点数据，每一点数据为第四个字节）
校验和校验和
电能长度固定为104个字节，数据区为96个字节。
远动工作站将接收到的电能报文，由SCADA系统做软件处理，与SCADA实现了数据共享，并被其他系统引用。
52电量数据引入MIS系统
在MIS服务器上插入两块网卡，用其中一块连入实时网，作为读取电量数据的通道。从而有效地将电量数据引入到MIS系统中，并实现与SCADA系统有效隔离。调度SCADA系统的电能采集数据存在磁盘文件DNALL．DAT中，MIS系统的实时查询服务器通过对该文件的访问来获取数据。
6结语
电量采集系统自1997年投入使用以来，运行情况良好，成为六安供电局调度自动化系统的重要组成部分，同时因其采集电能数据快速方便，已成为六安供电局结算电费，用电考核的重要依据，在后来的电力MIS系统建设中，也极为重视对这块数据的集成，现在六安局的企业MIS网上，可以很方便地浏览到整个地区的各个关口电量，了解其所管辖的五县一市的用电情况。用电管理人员（包括地市局和各县局的管理人员）的对该系统表示满意，通过该系统可对整个皖西电网的用电情况了如指掌，各县局也以其供电范围的用电情有所掌握，有效地实现了供用电的平衡和对用电指标的考核。该系统具有一方投入（如地市局），多方受益（各县局），避免了重复投入。
（本文获优秀论文三等奖）