淺談智能電能計量系統(tǒng)在用電檢查中的應用

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定201801

摘要: 我們歷史非常悠久，在五千年以來的歷史長河當中，我們的成就也是巨大的，這是人類歷史重要的一步?？墒?，中國在經(jīng)歷了一些戰(zhàn)爭之后，在許多方面都要遜色于其他，在這種情況之下，許多產(chǎn)業(yè)都陷入了停滯和無法前進的階段之中。20世紀九十年代，電力進入到了我們的生活之中，那時候的人們對未來的預測并不是很好，但是隨著時代的不斷發(fā)展，各種問題也越來越多，越來越嚴重。

關鍵詞：電能計量自動化；用電檢查；計量管理

0 引言

在社會發(fā)展的今天，資訊科技已經(jīng)滲透到了我們的生活當中。電力計量管理系統(tǒng)的研制和電力管理的一系列應用，符合當今社會發(fā)展的相關需要，滿足了電力行業(yè)的市場化和信息化水平的巨大進步。文章對電力測量自動化系統(tǒng)的概念、各個部件的主要作用進行了一系列的介紹，并對其在電力管理當中的應用進行了闡述。

1 電能計量自動化系統(tǒng)的定義

(1) 電力自動化系統(tǒng)的重要組成部分之一就是電力計量自動化系統(tǒng)，其主要包括現(xiàn)場計量自動化終端通信信道和計量自動化系統(tǒng)。其中，計量自動化主站管理系統(tǒng)主要就是來實現(xiàn)各類計量自動化設備和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、分析和處理工作，與此同時，可實現(xiàn)對各類現(xiàn)場計量自動終端的相關控制;通信信道主要功能是: 公用電話交換網(wǎng)、CDMA、通用包無線業(yè)務、專線、調度網(wǎng)等，它是現(xiàn)場計量自動化終端和計量自動化主站管理系統(tǒng)之間的通信橋梁，可以實現(xiàn)計量自動化主站管理系統(tǒng)的遠程信息采集的功能，計量自動化系統(tǒng)要功能就是對儀表等測量點的電能進行相應的采集和傳輸，并將數(shù)據(jù)傳輸至計量自動控制，并完成相應的指示。當前，隨著科技的快速進步，計量自動化系統(tǒng)的設計思想、技術方法都在不斷地進行發(fā)展而在現(xiàn)行的計量自動化系統(tǒng)當中，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要目標就是客戶，而用戶負荷控制管理系統(tǒng)則是為電力公司的管理，而配電終端監(jiān)控系統(tǒng)則是為電力公司的管理者提供一系列的服務，而低壓集中抄系統(tǒng)則是面向用戶和電力稽查人員，多子系統(tǒng)的相互配合主要幫助用戶實現(xiàn)抄表自動化，幫助企業(yè)實現(xiàn)監(jiān)管自動化負荷警報自動化、異常分析自動化。在電力系統(tǒng)的自動化過程當中，計量自動化是其中的一個關鍵的環(huán)節(jié)它包括采集數(shù)據(jù)、更新瞬時量、電壓合格率、諧波等信息，是電力信息采集和監(jiān)控配電運行的一個關鍵的設備。通過對計量自動化系統(tǒng)的一系列的分析，可以更好地進行電能的管理，提高供電質量，提高供電企業(yè)的經(jīng)營效益。一般的計量自動化系統(tǒng)由計算機、客戶端、計量表、通信網(wǎng)絡四大系統(tǒng)構成，計算機系統(tǒng)能夠對用戶的數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)控和管理，客戶端則能夠顯示各種基礎信息，如表碼、瞬時量等，便于用戶對電能的查詢、計算。

(2) 計量表能夠監(jiān)控用戶的用電量，電壓合格率能夠反映出所轄區(qū)域的電力使用狀況，并對可能出現(xiàn)的一些危害進行相關的監(jiān)控和分析。通訊網(wǎng)絡能夠與使用者進行一種即時的通訊，提示有異常情況的使用者。隨著社會對用電的日益增長，計量自動化系統(tǒng)在用電監(jiān)測、計量管理等各個方面都起著重要的作用，同時也能夠協(xié)助市場營銷部門開展一系列的工作，在實際的工作當中，通過計量自動化系統(tǒng)，及時地分析用電的風險問題，掌握轄區(qū)內所有客戶的電量，數(shù)據(jù)和負荷數(shù)據(jù)，及時的查處計量故障，查找一些竊電的行為。為了能夠提供高效生產(chǎn)率，滿足社會的基本需求，然而由于計量自動化系統(tǒng)面向的用戶有分散和集中的，對這些用戶的電量自動采集需要保證數(shù)據(jù)信息的完整性，除此之外，還要滿足計量自動化系統(tǒng)具有一定的開放性，因為用戶對電能質量的個性化需求，即根據(jù)客戶的用電量來確定電力市場的銷售模式，并對其進行一種及時地調整，從而使電力市場的銷售更加的科學化、人性化。電力計量自動化系統(tǒng)和市場營銷系統(tǒng)雖然是兩個不同的業(yè)務部門，但它們都是電力公司的一種資源，所以具備目標的一致性。

2 電能計量自動化系統(tǒng)功能

2.1 低壓集中抄表系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要采用的是通訊技術與微機技術相結合的技術，其工作的流程就是由集中器等現(xiàn)場計量自動采集終端利用 RS485 線路或電力線路載波，完成對居民用戶智能電表當中的電能等信息的采集、存儲，以及由 GPRS 這種通用分組無線服務，向計量自動化主站管理系統(tǒng)發(fā)送各種數(shù)據(jù)。由于低壓集中抄表系統(tǒng)的存在，使電能的采集成為了一種自動的電能收集，從而大大減少了抄收時的人力資源問題，提高了電能的統(tǒng)計精度，從而可以對竊電行為進行一種有效的監(jiān)控!為電費的計算和回收工作提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 計量遙測監(jiān)測系統(tǒng)

在變電所、發(fā)電站當中，經(jīng)常使用計量遙測監(jiān)控系統(tǒng)，它的主要作用就是實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的全面集成。一般而言，遙測監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對入地電網(wǎng)的遠程監(jiān)控，并對每個月的用電量進行相關的統(tǒng)計，并對所收集到的一些數(shù)據(jù)進行分析，找出主要的線路故障同時，計量遙測監(jiān)控系統(tǒng)也為實時更新大量的數(shù)據(jù)提供了一個平臺，能夠綜合地分析、整理、記錄所收集到的電能、電壓、電流等數(shù)據(jù)。

2.3 大客戶大負荷管理系統(tǒng)

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，大量的大型企業(yè)，如工礦企業(yè)就應運而生，由于用戶的相對特殊性，需要對用戶的電能、電壓、電流、功率等一系列的因素進行實時的監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測的結果，為用戶提供一種高質量的供電服務。大用戶大負載管理是新形勢下電力公司創(chuàng)新發(fā)展的一個必然的選擇。大客戶大負荷管理系統(tǒng)的功能是通過計算機技術、計算機通信技術和自動化控制技術對大客戶進行一種實時的監(jiān)控，通過大客戶大負荷的管理系統(tǒng)，可以實時的采集、存儲大客戶的電能、電壓、電流、功率因數(shù)等一系列的信息，并對電網(wǎng)的負載進行實時的監(jiān)控和分析，在出現(xiàn)異常狀況的時候，能夠及時地做出快速的反應，保證用電的安全和穩(wěn)定。

2.4 配變計量監(jiān)測系統(tǒng)

配變計量監(jiān)控系統(tǒng)的組成包括: 計量自動化控制監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場計量自動化終端、電量計量裝置等。配變計量監(jiān)測系統(tǒng)是以無線網(wǎng)絡作為通信采集基礎，以低壓配電器為工具，對廣大電力用進行電量數(shù)據(jù)的監(jiān)測和收集工作，并根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)，對配變的工作狀況進行一種實時的監(jiān)測，對各種異常情況進行及時發(fā)現(xiàn)、快速的排查。

3 電能計量自動化系統(tǒng)在用電檢查和計量管理中的重要性

在電能檢測與計量管理等方面，該系統(tǒng)能夠 24 小時監(jiān)控電力使用者的用電量，并能夠對異常的狀況做出一種及時的響應。這樣可以減少測量、檢驗工作受到氣候條件、工作時間限制等一系列因素的影響，在用電的過程當中，自動化系統(tǒng)能夠更加全面地掌握用戶的用電情況，建立用戶的電能檔案，對不同的時段進行一系列的分析，從而能夠更好地檢測到用戶的不正常行為，提高防竊電的效率。通過對自動計量系統(tǒng)的顯示，檢驗人員可以及時地對出現(xiàn)的問題進行相關的處理，從而降低用電統(tǒng)計的相對盲目性，提高用電檢查的工作效率。用電檢驗人員無需多次進行實地勘察，可以依據(jù)資料的反饋，對冬類問題進行一和及時準確的處理，以提高工作效率，提高工作的科學性。為供電公司節(jié)約員工的勞動成本，為供電員工節(jié)省勞動的時間。此外，計量自動化系統(tǒng)還能夠對線損進行一種全面的分析，為線損分析提供更為準確的數(shù)據(jù)支撐吧。在反竊電工作當中，計量自動化系統(tǒng)發(fā)揮著不容忽視的作用，通過對其進行一種實時的監(jiān)測與反饋,能夠及時地發(fā)現(xiàn)偷盜、偷盜行為。此外，該自動控制系統(tǒng)還配備了報警的裝置，使電力稽查人員能夠更好地處理偷盜的行為，提高處理各類突發(fā)事件的效率。

4 電能計量自動化系統(tǒng)在用電檢查工作中的應用

一，電能計量自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電能用戶的用電量實時地進行監(jiān)控，監(jiān)控使用的電流、電壓和負荷，采集到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)超限用電和超負荷的情況，系統(tǒng)會進行報警提示。這給工作人員傳輸警惕信號,及時性的前往問題用戶的家中，制止這種違法的行為，并對其進行教育指導，除此之外，電力計量自動化系統(tǒng)可對電力使用狀況進行相應的數(shù)據(jù)過程監(jiān)測，為了避免其再次的違法，進而建立了一套動態(tài)實時性的電力負荷管理制度體系。

二，由電力測量自動化系統(tǒng)采集和查詢客戶的電流和電壓的使用情況，并根據(jù)監(jiān)測過程發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)的進行快速分析，從而確定用戶有沒有偷dian行為,并將其列入重點的監(jiān)控對象進行實時的監(jiān)控，監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)其違法行為并充分地掌握相關證據(jù)后，就會嚴格地執(zhí)行有關的法規(guī)，與此同時，利用電能計量自動化系統(tǒng)監(jiān)控的測量點的一些數(shù)據(jù)，可以分析和計算出使用者的竊電行為。2013年8月9號，陽江陽西供電公司營業(yè)廳按照計量的相關指示，進入電力計量自動化系統(tǒng)，對陽西縣某水電站的瞬時量進行了-些調查，結果顯示，該公司在某一時段的二次電流達到14A（5A），但二次電壓出現(xiàn)了明顯的下降，隨后，他調取了 XX水電站的電費數(shù)據(jù)，結果顯示，從2013年2月26日開始，從 2013年2月26日開始，一直到23時，都是在21時到23時之間，初步判定有竊電的可能，并對其進行了連續(xù)的用電監(jiān)測，之后確定有竊電行為。

三，利用電力計量自動化系統(tǒng)的一種監(jiān)控信息或者利用用戶不正常的用戶查詢系統(tǒng)，對其異常的數(shù)據(jù)進行一種相關的分析，從而能夠及時地發(fā)現(xiàn)計量設備的一系列故障，并對其進行現(xiàn)場的用電檢查，及時的解決一些相關的問題，確保用電工作的順利進行和用電的效率。

5 電能計量自動化系統(tǒng)在計量管理工作中的應用

一，利用計量自動化系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)召喚功能提高了計量設備檢測的能力。在日常的計量工作當中，確保計量準確是一要務。在過去的一個月里用戶的一次檢測是一項非常重要的工作，以往在客戶的現(xiàn)場，往往就會發(fā)現(xiàn)客戶的電力設備還沒有連接沒有負載，導致無法進行現(xiàn)場的檢查。由測量自動化系統(tǒng)檢測用戶的現(xiàn)場操作資料，從相位角度判定線路是否正確，并查看負載電流是否符合現(xiàn)場的一次測試，確定負載符合相關的規(guī)定之后，再到現(xiàn)場進行檢查，以防止重復多次上門進行有效的檢驗;如果發(fā)現(xiàn)有什么不正常的地方，按照線路圖到現(xiàn)場進行糾正。采用系統(tǒng)判定和實地檢驗雙重判定的測量配線，可將測量誤差降到低。

二，根據(jù)相應的報警數(shù)據(jù)對異常警報情況進行梳理歸類，這樣可以提高計量設備的異常問題處置能力。對相應的報警數(shù)據(jù)對其原理性的分析可以快速鎖定問題點。目前主要將計量相關報警信息劃分為計量相關報警、經(jīng)濟運行相關報警、安全運行報警等。再對其相應的報警類型進行細化拆分，計量自動化系統(tǒng)會自動地生成一種業(yè)務處理工單，并通過通信端口傳遞至營銷的系統(tǒng)中，從而提高計量設備的異常問題處置能力。

三，通過對計量自動化系統(tǒng)的監(jiān)測功能，對各種數(shù)據(jù)進行詳細的分析統(tǒng)計，準確地對測量中的各種故障和風險點進行準確的分析。該系統(tǒng)的故障排除方法，使計量工作的及時性和準確性得到了很大的提升。例如，某局2010年到2013年，共發(fā)生了120起計量故障，其中由現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)的計量故障20起，占總故障數(shù)16.6%，由非巡檢發(fā)現(xiàn)的計量故障18起，占總故障數(shù)15%，由計量自動化系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的計量故障90起，占總故障數(shù)約68.4%。對其他幾起失效的原因進行了分析，認為PT二次環(huán)電壓失壓，CT二次環(huán)電流失流或不平衡，通信口失效 (老式電子表)。統(tǒng)計分析的結果顯示，該系統(tǒng)能夠對現(xiàn)場計量設備的運行狀況進行一種實時的監(jiān)測，從故障發(fā)生的渠道比例分析可知，采用該系統(tǒng)進行的監(jiān)測比一般的現(xiàn)場巡檢更加及時、高效，使其由被動向主動的工作方式進行轉變。

6 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

6.1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容主要包括：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。

6.2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)等）；

   （6）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

6.3系統(tǒng)結構

6.4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)、指ding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）。可以定義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。

6.5系統(tǒng)硬件配置清單

7 結語

總之，電力計量自動控制系統(tǒng)被廣泛地應用于電力部門的電力檢測、計量管理，它的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析、處理、查詢等是保證電力系統(tǒng)能夠正常、平穩(wěn)發(fā)展、及時發(fā)現(xiàn)和處理各種事故、計量故障、偷dian漏電、超負荷用電等具有重要的作用，減少人力物力投入的同時也能夠促使檢查工作輕松高效，這具有較大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

1. 趙承.電能計量自動化系統(tǒng)在用電檢查和計量管理中的應用[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術,2022(11):0172-0175

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3. 李景信.計量自動化系統(tǒng)在用電檢查和計量管理中的應用[J].電子技術與軟件工程,2021(02):126-127.

4. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊 2023.07版

作者簡介：

任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。