淺談電力行業電能計量與遠程抄表的應用
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易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：結合當前電力企業實際的發展概況，可知電力活動開展中對于性能可靠的電能計量及遠程抄表依賴程度高，需要注重它們實際應用范圍的擴大，滿足電力企業長期穩定發展的實際需求。基于此，本文將對電能計量與遠程抄表應用進行分析，以便為我國電力生產整體生產水平提升提供參考信息。
關鍵詞：電能計量，遠程抄表，電力監控，能耗管理
0.前言
注重電能計量與遠程抄表應用的深入分析，有利于降低電力生產成本，減少供電企業不必要的經濟損失，為企業生產效益*大化目標的實現提供保障。因此，需要從不同的方面入手，對基于電能計量與遠程抄表應用進行有效分析，確保這些裝置實踐應用中能夠達到預期效果。
1.各種抄表模式及遠程抄表系統結構分析
1.1各種抄表模式分析
在電力電子技術、無線網絡技術及其他技術的支持下，電力行業的產業規模正在逐漸擴大，傳統的抄表模式正在不斷地改進。當前電力行業抄表模式包括：(1)人工抄表模式。作為一種傳統的抄表模式，人工抄表模式使用中依賴于人力資源，實際的工作量大，且存在著較高出錯率的問題，使用中存在著局限性；(2)科學的預付費系統模式。其本質上為一種電力營銷模式，實踐應用中需要用戶買卡后方可用電。當卡內的費用用完后，系統會自動停止用電。該抄表方式工作效率高、適用性良好，但使用中難以進行大量數據交換，影響著電力企業信息化管理目標的實現；(3)應用前景良好的遠程抄表模式。該模式也稱為自動抄表系統，構建過程中集合了多種技術，實現了電力企業信息化管理，是一種重要的電力營銷模式。該系統使用中具有功能強大、效率高、成本低等優點，具有良好的市場發展前景。這三種抄表方式的對比分析如表1所示。
表1三種抄表模式的對比分析
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不同抄表模式 |
實踐應用中的工作方式 |
應用效果 |
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人工抄表模式 |
抄表人員挨家挨戶進行抄表 |
出錯率高、工作量大 |
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預付費系統模式 |
用戶買卡付費方可用電 |
購電受限，信息化管理程度低 |
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遠程抄表模式 |
實現采集用戶用電信息 |
良好的傳輸安全性，效率高 |
1.2遠程抄表系統結構分析
通過對多種技術的整合利用，有利于構建出功能強大的遠程抄表系統。該系統實踐應用中取得了良好的作用效果，具體的系統結構圖如圖1所示。
圖1遠程抄表系統結構圖
如圖1所示，遠程抄表系統正常運行中對性能可靠的數據中心，提高抄表工作效率的同時實現了供電企業信息化管理。當前遠程抄表方式應用類型多，像電力線載波遠程抄表系統、基于電腦串口的總線讀表方式、CPRS/CDMA無線網絡數據傳輸系統等，隸屬于遠程抄表模式范疇，不同的應用類型應根據實際情況確定。
2.抄表過程中的電能計量器及采集裝置分析
2.1抄表過程中的電能計量器分析
結合當前電能計量裝置的應用狀況，可知不同類型的裝置使用中產生的作用效果有所差異。具體表現在：(1)實踐生產中的傳統機械式電表。該裝置使用中考慮了電磁感應原理，利用變化的電場產生磁場這一工作機制，在計量器內部產生了力矩，從而實現電能計量。在機械轉輪的支持下，滿足了電能計量工作要求。(2)實踐應用中的脈沖式電表。該表使用中包括電能測量及脈沖部件，是通過脈沖的方式實現電能計量的。(3)實踐應用中的紅外接口電能表及電子式電表。紅外接口的電能表本質上為電子式電表，使用中需要對采集到的數據進行存儲，在紅外調劑信號的支持下輸出，實現了電能計量。與此同時，作為一種新型的工業級電表，電子式電表使用中考慮了表內的互感器降壓，融入了模擬量轉化為數字量的工作方式，將采集的數據置于存儲器中，保持了電能計量作業的高效性。
2.2抄表過程中的采集裝置
當前形勢下注重遠程抄表模式的高效利用，有利于降低抄表成本，好地適應時代的發展要求。在遠程抄表模式實際應用中，需要引入遠程采集裝置，滿足電能計量的各種需求。電力市場中遠程采集裝置類型多，像機械式電表、電子式電表、脈沖式電表等，本質上都為遠程采集裝置。這些裝置實踐應用中的工作原理為：若采用機械式電表，采集裝置實際作用發揮中需要設置光感元件及霍爾元件，將采集到的數據進行處理，*終傳送到數據處理中心；若采用電子式電表，需要在485通信協議的支持下，通過數據通信渠道的作用實現電能計量。
3.電能計量及遠程抄表實踐應用中的安全性分析
面對當前復雜的形勢，電能計量與遠程抄表使用中需要考慮安全性。具體表現在：在自動抄表過程中設置安全系統，在數據中心的作用下確保系統及裝置安全性，提高數據信息傳遞效率的同時增強數據安全可靠性，避免受到外來因素干擾。電能計量及遠程抄表實踐應用中可能存在的安全隱患包括：網絡中自身缺陷的存在，易受黑客、病毒攻擊與感染；操作過程并不規范；系統抗干擾性能不足。因此，需要注重身份驗證技術、網絡安全技術、安全內核技術、防火墻技術等不同技術的靈活運用并加強網絡拓撲結構優化，確保電能計量及遠程抄表安全性，降低各類事故可能發生的概率。同時，需要注重電能計量自動抄表系統運行中服務水平的不斷提升，*大限度地滿足用戶的實際需求。
4.安科瑞建筑能耗分析系統
4.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。
4.2應用場所
適用于公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。
4.3系統功能
4.3.1系統概況
平臺運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。
4.3.2用能概況
對建筑、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。
4.3.3用能統計
對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。
4.3.4復費率統計
復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。
4.3.5同比分析
對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。
4.3.6能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑時段內各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。
4.3.7夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。
4.3.8設備管理
設備管理包括，設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。
4.3.9用戶報告
用戶報告針對選定的建筑自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，并提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。
5.系統硬件配置
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應用場景 |
型號 |
圖 片 |
保護功能 |
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建筑能耗管理系統 |
Acrel-5000web |
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采用泛在物聯、云計算、大數據、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。 |
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智能網關 |
ANet-1E2S1 |
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采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁，能夠根據不同的采集規約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總，并使用相應的規約轉發現場設備的數據給平臺系統。 |
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高壓重要回路或低壓進線柜 |
APM810 |
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具有全電量測量，電能統計，電能質量分析及網絡通訊等功能，主要用于對電網供電質量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。 |
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APM520 |
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三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。 |
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低壓聯絡柜、出線柜 |
AEM96 |
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三相多功能電能表，均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數據統計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應用于多種控制系統，SCADA系統和能源管理系統中。 |
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動力柜 |
ACR120EL |
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測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯網功能，非常適合于實時電力監控系統。 |
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DTSD1352 |
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DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。 |
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AEW100 |
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三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
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照明箱 |
DTSD1352 |
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DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。 |
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DDSD1352 |
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DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網絡的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內，實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。 |
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DDS1352 |
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單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P |
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ADW300/4G |
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計量低壓網絡的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內，實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。 |
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ARCM300T-Z-4G |
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三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
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給水管道 |
水表 |
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計量流經給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術，通過RS485總線直接輸出表盤數據。 |
6.結語
綜上所述，加強電能計量與遠程抄表應用的有效分析，增強它們實際的應用效果，對電力生產計劃順利實施及完成至關重要。因此，未來電力企業發展中應給予電能計量與遠程抄表足夠的重視，對電能計量裝置進行不斷的改進，優化其服務功能，提高抄表作業效率，為電力企業長期穩定發展打下堅實的基礎。
參考文獻
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[5]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.
