计量终端（精选7篇）
计量终端 篇1
随着电器时代的降临, 面对繁重的信息采集与检测, 计量终端当之无愧的成为主角。他的功能主要有计量电能, 测量瞬时值, 监测电能质量, 记录事件并且主动上报, 控制负载等功能, 它在供电单位和用电群体之间承担一个桥梁, 作为一个电力的管理者。
数量繁多, 种类众多, 运行环境越来越复杂, 持续时间更长是现代计量终端的主要特点。以前, 电力系统的研发主要着眼于安全运行, 但随着信息技术, 网络技术以及国内电力建设的发展, 不断研究出功能繁多, 质量更好, 价格低廉的产品。能够更多更好的为电力企业服务, 褪去了之前单纯的追求对安全, 性能的需求, 于是计量终端的选择与配置显得越来越重要。
1 计量终端的现状
在国内, 对于电能信息的采集计量终端技术的研究还处于初级阶段, 对不少知识还在理论平面, 而产品的质量, 寿命以及使用都不能做到百分百的准确。无论是硬件还是软件, 都有很多不足, 电力公司对此缺少研究工作。
通过对国内市场的调查, 计量终端的安全与可靠性并不能实现完全的保证, 存在部分技术中的难题, 并且在检测方面缺少国家的标准, 没有理论依据同样阻碍的技术的发展。总之, 电力计量终端在国内的研究不容乐观。
在国外, 技术的研究经历了萌芽阶段, 创建阶段, 全面发展阶段, 成熟阶段以及深入发展阶段, 并且讲技术渗透到每个研究领域。在技术刚刚兴起时, 国家对此非常的重视, 设立机构, 专项研究, 设定标准, 如IEC605《设备可靠性试验》与IEC706《维修性导则》还有r OCTl2434-83《低压开关电器通用技术条件》, 从而让技术有法可依, 从而创造的空间实现了技术的发展。
2 终端配置
2.1 计量终端校验方式的选择
因为智能电能表具有与传统电能表不同的工作方式, 所以, 传统电能表所用的校验台是不能够适用于智能电能表的校验工作的。所以, 需要针对数字式电能计量终端设计新新型的校验装置。并且要保证装置需要具有以下功能:首先, 校验装置应具备光纤以太网结接口以方便与其他设备相连接;此外, 校验装置还应具有用电量计量的功能;链路层的设置可采用FT3标准格式或者IEC61850-9-2或者IEC61850-9-1;校验装置应该能够接收被校验的电表所发出的脉冲信号, 并且应该能够在信号之间进行比较;最后校验装置应具备保留历史数据的功能, 以便以后的查看和比较。所以, 满足智能电能表的校验仪在进行校验的过程中发出的电流或者电压的信号应满足FT3标准格式或者IEC61850-9-2或者IEC61850-9-1的要求, 之后通过光纤的形式传输给智能电能表, 使电能表进行计算用电量, 之后输出校验的脉冲波给校验仪。校验仪使用自身的标准电能运算模块, 将输入仅被校验数字电能表的标准电流和电压进行标准化的计算得出电能。之后, 将校验仪自身计算得出的电能与被检验的智能电能表输出的电能进行对比, 从而得出电能表的误差。
2.2 计量终端的选择
计量终端的选择应满足使用环境和目标的需求, 以此来保证计量终端能够准确的对电能进行计算。在计量终端的选择过程中, 应保证计量终端能够准确计量电量的同时保证数据的完整性、及时性、保密性和可靠性, 从而来确定电量信息的可信度和唯一性。此外, 计量终端的选择应能够接入可靠的网络, 能够将分时段采集的电能数据进行处理、分析和保存, 之后传入已接入的网络。另外, 计量终端为了满足高精度采样值的传输工作和组网的要求, 其设置应满足IEC61850-9-2的要求。所选择的计量终端应具备采样点的自适应功能, 能够自动对每周波80~256点的采样值进行计量。在对采样值进行传输的过程中, 具有在线监测功能, 能够检测到网络传输中断的情况。计量终端应具备完备的计量功能, 其中包括对有功、无功四象限计量功能, 有功、无功正方向计量功能、电能最大需量计量功能、分时计量功能瞬时计量电流、电压和功率的功能。此外, 计量终端应能够对开盖、编程和清零等操作进行记录;对失流、失压等事件进行记录;对周期大于30天的负荷曲线进行记录等功能。最后, 为了方便对计量终端进行编程或者进行校验等一系列的工作, 计量终端应能进行无源测试脉冲输出和无缘脉冲输出等功能。在对计量终端进行选择时, 应能够保证使用的计量终端能够满足目标需求。
2.3 计量终端的配置
计量终端规定采用DLT645-1997的RS485双路接口, 其中一路接口用来进行计量, 另外一路接口用来进行调度。计量终端应根据不同的电压等级进行配置。根据国家电网公司通用的计量终端设置要求, 如果是500k V的电压等级, 那么计量终端应设置在购、售电设施的产权分界处, 当出现产权分界处的环境不适合安装计量装置时, 应有购、售双发来协议决定安装计量终端的位置。此外, 电网企业之间应安装电能表来满足计量购销电量的要求。最后在电网企业应在各级电压的变压器和线路终端等无功补偿设备的位置设置普通的电能表用来对经济技术指标进行考核。对于220k V的电压等级, 应将220k V的出线作为考核点, 应在出线位置安装智能电能表。如果是110k V的电压等级, 其计量点与220k V的计量点不同, 所以应采用IEC61850-9-1接口的智能电能表, 并通过串口与远方终端进行连接。对于10k V的电压等级, 将无功设备和变压器作为计量的对象, 所以其重要程度相对于其他等级较低, 所以, 可以采用10k V计量一体化装置实现其计量功能。
3 结束语
随着电力资源日益成为人们生产和生活中必不可少的一种能源, 对电能的计量变得越来越重要。所以, 在实际的电能计量中, 对计量终端的选择和配置也相应的变得也来越重要。本文总结我国目前计量终端的发展对象, 并对计量终端的选择和配置进行了进一步的说明。为电力企业电能计量向更准确、更科学方向发展提供理论依据。
参考文献
[1]姜鲲, 尚韬, 陈兵等.智能变电站电能计量系统配置方案研究[J].中原工学院学报, 2012, 23 (2) :15-18.
计量终端 篇2
关键词：用电信息采集；电能计量表计；终端；可靠性
中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 16-0000-01
现阶段用电信息采集与监测的主要设备是电能计量表计和终端，目前它的主要功能有电能计量、瞬时值测量、需量计量与统计、电能质量监测、事件记录与主动上报、远程通信、本地通信、下行通信和负荷控制等，广泛应用于供电企业与电力用户之间的电能计量、电量结算以及用电管理。现阶段国内的电能计量表计及终端种类繁多，数量庞大，运行环境又比较复杂，而且都是持续运行。随着电子技术信息技术和用电管理水平的不断提高，生产厂家不断研究和推出性价比更高、功能更强大的电能表计和终端。用户也在根据自身需要，从过去单纯的功能和性能的追求，又增加了对产品可靠性和产品寿命的追求。本文将针对其可靠性做如下分析：
一、我国对电能计量表计和终端的研究现状
我国对电能计量表计和终端的可靠性研究和应用还在初级阶段，作为使用方的供电企业与生产方都没有对该产品的使用寿命和质量足够的重视。对于产品的可靠性生产方还没有做出理论性依据，使用方还没有掌握准确有效的检查方法。
二、电能计量表计和终端的典型故障分析
电能计量表计及终端的典型故障主要有电源故障失效，远程通信故障，RS485通信故障、显示故障、载波故障、软件故障、电压电流采样故障等等。据统计其中最主要的三大故障是电源故障和远程通讯故障，下面将对这两大故障进行简要分析。
（一）电能计量表计和终端的电源故障
现场电能计量表计和终端在计量设备故障统计中最为常见的一种故障现象是烧表、电源及主板损坏。引起这种现象的原因主要是雷击，在变压器接地不良或没有接地的情况下，零线电压将很高，高压会通过其它相线寻找最薄弱点泄去将能量释放，这样在线与线之间就会有很高的过压产生，由于终端电源线与线之间是没有压敏电阻保护的，这样高压就会损坏终端。因此我们在安装调试终端时一定要注意做好防雷措施，变压也要可靠接地，并加装防雷器，并且在终端电源线与线之间加装压敏电阻。
（二）电能计量表计和终端的远程通讯故障
现场终端通讯模块故障现象在电能计量表计终端的故障统计中较为常见，有些终端由于模块损坏导致无法远程通讯，而更换了新的模块，运行一段时间后，模块又出现损坏的现象。模块终端不断的拨号，模块内部不断复位是模块损坏的直接原因。在终端处理中，一个拨号周期包括初始化通讯模块，联通数据交换，获取IP，如果有任何步骤失败，便会软复位通讯模块，进入下一个拨号循环。针对这个问题，首先我们应增大路由器的容量或提高验证路由器的工作效率和性能，同时优化电能计量表计和终端远程通讯的处理过程，以尽量保护终端模块，延长其使用寿命。
三、电能计量表计和终端的可靠性设计研究
通过实际运行中针对电能计量表计及终端出现的故障情况，在针对故障模块或者元器件采取改进措施的同时，还应该针对影响电能计量表计和终端可靠性的关键因素进行可靠性设计，比如抗雷击设计、数据冗余和抗冲击电流等可靠性设计。
（一）电能计量表计和终端的抗雷击设计
当电网从一个状态切换到另一个状态时很可能会形成浪涌电压，电网在雷雨季节很容易受到直接或间接受到雷电袭击而形成的浪涌电压，电能计量表计和终端的电源部分主要是采用压敏电阻来释放浪涌电源形成的能量以起到对电源的保护，同时还可以通过增加限流电阻提高电网内阻的方式来增强浪涌过压保护效果。
（二）电能计量表计和终端的数据冗余设计
受到干扰时，电能计量表计和终端的微处理器很容易出现跑飞等状况，以至于整个系统中的操作都陷入混乱当中。如果失控程序执行到EEPROM写入操作代码区时，有可能会错误改写其中的电能数据。因此我们在对电能存储的EEPROM资源进行规划时应保留至少3倍的冗余数据空间，在4个不同的EEPROM区域内将电能数据写入。为了保证数据的安全性和正确性，减少错误操作的发生概率，应分布冗余数据的存储空间，当需要使用这些数据的时候，首先对各组数据进行对比检测，然后选取正确的数据进行使用，同时修正错误的数据。
（三）电能计量表计和终端的抗冲击电流设计
电能计量表计和终端在现场运行时有可能发生短路，短路的瞬间会产生几千安的瞬时冲击电流。而现场的断路器保护跳闸保护的反应时间大多为20毫秒，就在这十分短的时间内电能计量表计和终端的电流采样电阻就很可能被烧坏，导致电能计量表和终端计量不准确。所以我们必须加大采样电阻的功率并且对它采取一定的保护措施。
四、结束语
本文首先介绍了国内电能计量表计和终端产品可靠性研究的现状和趋势，并探索了电能计量表计及终端可靠性方法，然后对电能计量表计及终端的几项典型故障进行了分析，并针对电能计量表计和终端产品实际应用中的故障情况提出具有针对性的改进措施，并提出三类保证电能计量表计与终端可靠性的优化设计方法，降低了供电企业因设备发生故障而重复更换的投资成本，使入网产品可靠性检测水平得到显著提高，增加客户对产品的满意度。
参考文献：
[1]祝耀昌.可靠性试验及其发展综述[J].航天器环境工程，2007（05）.
[2]武宏波，王思彤.考虑间歇工作模式的电子式电能表可靠性预计[J].华北电力技术，2011（09）.
计量终端 篇3
(1) 智能计量终端系统硬件配备分析:从智能计量终端所满足的功能性需求角度上来说, 其硬件配备应当重点关注以下几个方面的问题: (1) CPU主板装置:一般情况下, 我们将由外部存储器装置以及ARM9微处理器装置所构成的数据处理反应元件称之为CPU主板。整个CPU主板以模块化方式完成设计作业, 有着较强的抗干扰能力、较高的处理速率以及较大的储存空间, 其完全能够满足供电系统电能质量监测系统对于数据储存、传输以及处理的相关要求; (2) 计量模块装置分析:该模块装置从本质上来说属于整个供电系统运行反应终端的一种特殊性传感器装置, 其主要应用职能在于获取包括电流参数、电压参数以及设备运行工况参数在内的关键性数据信息, 并为CPU相关数据的处理分析提供必要依据。考虑到ARM处理器装置有关数据处理及分析的性能略低于DSP处理器, 因而该模块应当在专门的计量芯片处理下完成。在微处理器接收到计量芯片所统计数据信息之后, 其能够依照与之相对应的费率以及需求量指标对数据进行处理, 并将相应的处理结构储存在数据存储器内部系统当中, 并通过数据交换的方式实现与外部接口之间信息数据的连接目的; (3) 通信模块装置分析:在整个供电系统运行过程当中, 通信模块能够辅助主站系统进行终端数据的抄读作业, 并针对实时用地情况进行全面性检测, 进而针对实际运行制定并下发相应的控制命令, 此装置设计以模块化设计方式完成, 接口统一, 并兼容GPRS/CDMA网络通信芯片, 有着较强的自适应能力与远程升级优势。
(2) 智能计量终端系统软件配备分析:从所属层次结构的划分角度上来说, 整个智能计量终端系统的软件配备示意图如下图所示 (见图1) 。值得注意:支撑层作为智能计量终端其他业务相关功能的支撑基础可以供其他模块方便调用。
2 电能质量监测功能平台需求分析
现阶段备受关注的ARM+Linux (嵌入式) 方案无疑是微处理器装置与实时操作系统的完美结合, 其将ARM芯片相对于USB接口的应用优势以及Linux相对于网络运行系统的技术性支持充分融合, 从而有着极为深远的应用价值。从这一角度上来说, 现阶段电能质量监测分析装置应用较为普遍的硬件结构模式如下图所示 (见图2) , 其与上文所述智能计量终端存在较为明显的相似性。
3 基于智能计量终端的电能质量监测系统设计方案
(1) 基于智能计量终端的电能质量监测系统逻辑组成分析:从系统侧角度上来说, 整个电能质量检测系统应当隶属于智能计量终端系统子系统的一部分, 下部细化采集子系统与应用子系统这两个部分, 以上两部分均嵌入至负荷管理系统当中。与之相对应的物理架构示意图如下图 (见图3) 所示。
(2) 基于智能计量终端的电能质量监测系统通道分析:为确保各设备终端之间信息交换需求的充分满足应以两级通道方式完成电能质量监测系统运行功能。 (1) 上行通道:其应当是终端/集中器与主站结构之间的远程性连接通道, 以模块化方式进行设计。不需要以集中器设备的更换为前提而进行远程通道更换 (可直接采取更换通信模块的方式予以实现) 。现阶段应用较为普遍的上行通道有GPRS/CDMA/3G这几种形式; (2) 下行通道:其应当是终端/集中器与电能表/采集器/监测终端之间的本地性连接通道。其设计方式同样以模块化方式位置, 在此基础之上配备相应的通用性编程接口以及电气物理结构。现阶段应用较为普遍的现行通道为RS485形式。
摘要：以电能质量监测系统为研究对象, 着眼于智能计量终端应用实际, 展开了较为详细的分析与阐述, 并据此论证了基于智能计量终端电能质量监测系统的应用在为供电企业电力需求侧管理提供必要性技术支持的过程中所占据的重要地位及其所发挥的关键意义。
关键词：智能计量终端,电能质量,监测,系统,功能,设计方案,分析
参考文献
[1]胡志坤, 何志敏, 安庆等.基于二维DCT的电能质量监测数据压缩方法[J].中南大学学报 (自然科学版) , 2011, 42 (4)
计量终端 篇4
传统配电网的电网数据采集和电能计量主要采用基于电磁式互感器的高压计量箱或高压计量柜来实现。而智能配电网的发展则需要响应更快、数据更准、智能化程度更高的电网数据采集和电能计量平台, 并以此为基础来建设配电网的高级计量体系 (AMI) 。AMI通过传感装置 (新型互感器) 、智能电表、电力通信网络将电力公司和用户紧密相连。结合相应的量测数据管理系统, AMI不仅能够有效监测电网运行状况, 为需求侧管理 (DSM) 的实施提供数据支撑, 还能为电力公司解决以下问题提供技术支持:①削峰填谷;②降低用电客户的管理成本;③缩短电费回收周期;④窃电防治;⑤掌握客户用电特性, 更好地编制用电计划;⑥优化负荷管理, 创造社会效益;⑦优化线损计算, 为能量平衡提供依据;⑧及时准确地检测故障[2,3,4,5]。
智能配电网建设计量体系首先要解决计量测控终端的问题。通过新型传感装置、新型电能表和通信装置解决电网运行和计量数据的全面、准确、高效采集和高效传输, 从而满足智能配电网的功能需求。
1 传统配电网高压计量系统存在的问题
目前, 10kV中压配电网多采用两元件法 (两台电磁式电压互感器、两台电磁式电流互感器和一只三相多功能电能表) 进行电能计量和电网数据采集。这种计量系统存在的问题包括:①互感器体积大, 绝缘较为复杂, 导致铜、铁和绝缘材料的大量消耗;②电流互感器仅在低压状态下检定, 未考虑高电压对电流互感器的影响, 其实际误差具有不确定性;③电磁式互感器在中性点不接地 (或小电流接地) 的配电网运行时, 易诱发铁磁谐振而导致谐振过电压, 危及电网安全;④两元件计量方式难以满足不平衡负荷的精准计量;⑤电磁式互感器频带较窄, 难以准确获取电网谐波信息和瞬态信息, 不利于电网安全管理;⑥电磁互感器实际运行负荷往往远离互感器设计的下限负荷, 互感器空载损耗大, 造成电力浪费;⑦缺乏实时性强、可靠性高的远程数据交互平台。
要实现配电网的智能化建设, 需要优先解决电网运行和计量数据测的全、测的准、响应快、传输可靠的问题。配电网的高压计量系统就是解决这一问题的实施平台。采用新技术合理配置高压计量终端, 将测量、计量、保护和通信功能进行有机融合, 可有效推进配电网的智能化建设和需求侧管理的实施。
2 计量测控终端的组成
2.1 传感系统
计量测控终端的传感系统主要由电阻分压电压互感器和罗氏线圈 (或低功耗小铁心) 电流互感器组成。电阻分压电压互感器采用纯阻性的纳米导电陶瓷精密分压电阻作为感知电网电压的一次传感器。由于精密分压电阻为纯阻性元件, 具有电磁式电压互感器无法比拟的响应速度、线性度和频带宽度, 能快速、准确地采集电网的瞬态、基波、谐波和直流分量信息, 可以为计量、保护和运行监测提供全面、准确的线路电压信息。罗氏线圈 (或低功耗小铁心) 电流互感器具有良好的线性度和宽频带宽度, 能快速、准确地采集电网的瞬态、基波、谐波信息, 可以结合电阻分压互感器提供实时、全面、准确的线路参数, 为计量、保护和运行监测提供支持。
传感系统包括三支电压互感器和三支电流互感器, 提供的线路电压、电流信息均是实际测数据, 能够适应不平衡电网的准确测量, 同时可避免利用两元件计量漏洞窃电。
电阻分压电压互感器和罗氏线圈 (或低功耗小铁心) 电流互感器的功耗和铜、铁资源消耗远远低于传统互感器, 可以节省大量运行能耗和铜、铁资源。现对于传统铁磁互感器, 消除了铁磁谐振危害, 有利于电网安全。
2.2 智能电表
计量测控终端的智能电表作为本地智能系统的中枢, 包含数据接收单元、计量单元、保护控制单元、数据存储单元、人机交互单元和中央处理器。来自传感系统的线路参数通过数据接收单元进入智能电表后, 计量单元和保护控制单元共享线路参数。计量单元对电能进行精准计量, 确保整体计量精度达到有功0.5s级和无功2级。保护控制单元则对线路参数进监测和实行综合处理, 按照设定的规则和上级指令对本地线路进行保护和控制, 向执行系统下达动作指令并接收执行系统状态反馈信息。数据存储单元存储指令、协议和计量、测试数据。人机交互单元则负责测控终端和用户之间的信息交互, 是实现电网与用户互动化的平台。中央处理器则负责智能电表各个单元之间以及计量测控终端与上级之间的信息交互、协调。
2.3 通信系统
计量测控终端的通信系统是以GS-18电力线载波通信单元为核心的宽带电力线载波系统。该系统负责将本地的计量、测控、保护信息和用户反馈信息上传和上级管理、控制指令的下达。通信系统由动态组网与数据管理单元、GS-18 OFDM载波单元和信号耦合单元组成。
动态组网与数据管理单元承担动态组网和数据收发管理两大功能。电力线是连接电力用户和电力运行管理部门的天然网络, 是电网通信的优选信道。但是, 由于电力线是为了传输电能而架设的, 线路上连接有各种负载, 因而其信道特性具有时变性。为了实现在电力线上高效率、高可靠通信, 动态组网与数据管理单元将依据GS-18 OFDM载波单元获取的信道特性动态配置通信频率等参数。GS-18 OFDM载波单元是以GS-18载波芯片为核心的宽带电力线载波通信模块, 该模块具有18个独立的通信频段、54个子载波, 能够在数据通信的同时检测电力线信道特性, 并在动态组网与数据管理单元的支持下从18个通信频段中选配合适的通信频率组合动态组网来适应时变的电力线信道, 确保高效率、高可靠通信。信号耦合单元承担着信号耦合和高压-低压电气隔离的功能。通过信号耦合单元, 可实现通信信号在电力线与通信系统收发单元之间的耦合并确保通信系统电气安全。较传统的SMS或GPRS信号传输有着信号稳定、没有通信费用的优势。
2.4 执行系统
计量测控终端的执行系统由永磁开关单元、状态指示与反馈单元及手动开关组成。该系统承担本地保护动作执行和上级管控指令执行的功能。通过该系统, 可以快速实现故障线路剥离、负荷管控等功能。
3 计量测控终端的应用
计量测控终端作电网数据采集、数据交互和电能计量的平台, 主要安装于配电网的转变用户的进线侧、公变台区进线侧、线路重要分支节点和不同线路互倒开关点等重要节点。计量测控终端的传感系统、智能电表、通信系统、执行系统四大功能模块能够实时监测各节点的运行参数, 在实现本地计量、保护的同时还能与上级和用户进行高效的数据交互。计量测控终端利用GS-18电力线载波通信系统通过电力线与变电站终端进行数据交互, 各个变电站终端与供电公司服务器实时交互数据, 从而推进现配电网管理的信息化和互动化。
与传统计量系统相比, 计量测控终端可以为电网经济调度和线损分析提供实时数据、还可以在线实现窃电防控和负荷管控等功能。
我公司4座变电站6条10kV线路安装计量测控终端46套组成智能配电系统。利用该系统, 运行数据的实时、可视地体现在运行管理系统上, 各岗位可以随时调取所需数据进行分析调度, 大大提高了工作效率。该系统还在窃电防控和负荷管控上显示出了独特优势。运行期间, 分支线路计量测控终端通过定值整定配合共正确动作16次, 缩小了停电范围, 提高了供电可靠性;配合线损测算软件, 准确定位线损异常分支, 缩小排查范围, 提高了工作效率, 共协助查获窃电户6户, 挽回经济损失20余万元, 其中系统提示某用户出现三相严重不平衡、且用电数据偏离该用户用电习惯统计数据。管理人员及时通过系统警示用户, 防止了一次用户在B相非法取电、可能危及电网安全的窃电行为的发生。用电高峰期间, 通过该系统分时段配置各专变用户负荷, 由系统自动监管各节点用电状况并及时将用电状况通知供电公司和用户, 避免通过拉闸方式调配负荷。
4 结论
计量测控终端是一种将测控、保护、计量和通信功能进行有机融合的配电网智能装备。通过该系统, 可以实现配电网重要节点的本地计量、保护和配电网管理的信息化和互动化。
实际运行表明, 计量测控终端在电网经济调度、线损分析、窃电防控和负荷管控上有独特的优势。
摘要：介绍了智能电网中的高压电子计量体系, 结合传统高压电能计量装置的若干问题, 分析了计量测控终端的组成结构、工作原理和特性。提出了计量测控终端应用于智能配电网的应用方案, 并结合实际运行情况进行了应用分析。
关键词：智能电网,高压电子计量体系,计量测控终端
参考文献
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[4]薛晨, 黎灿兵, 曹一家, 李俊雄, 谭益, 刘玙.智能电网中的电网友好技术概述及展望[J].电力系统自动化, 2011, 35 (15) :102-107.
计量终端 篇5
客户平均停电时间被列为公司市场营销绩效考 核指标之一,充分体现了公司对客户停电时间管理工作的高度重视。全力做好电力供应,减少客户停电时间,提供优质服务,是贯彻落实公司长期发展战略的重要举措,也是建设客户全方位服务体系工作的重要组成部分。
公司提出了客户停电时间自动统计建设,利用计量自动化系统实时采集客户侧计量终端的停、复电信息,从根本上解 决手工填报停电事件 的弊端,有效验证 校核了停 电事件的 准确性,确保了客户停电时间的准确性、完整性、及时性。
目前,我单位在运行的计量终端使用的备用电池是不同终端厂家配来的不同型号规格的镍氢电池及极少数是锂电池。
虽然广东电网公司在2009年发布了计量终端相关的技术规范,以及2013年南方电网公司也发布了《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范》《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范》,但计量终端真正投入运行后,有些计量终端的备用 电池长期 处于“浮充”状 态,我们做过 试验:将一块新的计量终端送电1h后断电,终端的停电报警来不及上传主站,终端的通讯模块电源灯和终端显示屏在3s左右熄灭,测到备用电池电压仍有5V左右,但不能维持计量终端上传停电报警,其原因是计量终端选用的备用电池性能差,在终端有外电源供电时备注电池处于“浮充”状态或者备用电池的电压过低或充电失效。目前我们发现有些备用电池发生 电池漏液、爆裂等影响计量终端运行的事件。
随着应用计量自动化系统开展停电统计工作,如果计量终端使用的备用电池起不到真正的“后备电池”作用,即不具备在电网停电后计量终端主动向主站及时准确发送停电时的相关信息,工作人员无法应用计量自动化系统远程监控电能计量装置的运行情况,停电统计就无法开展。所以,计量终端 的备用电池的好坏是整个计量自动化系统正常运行的关键。
为了改善计量终端备用电池的质量,使备用电池真正起到计量终端在外电源停电后的“后备电源”作用,确保计量终端能准确及时向计量自动化系统上传相关信息,充分利用计量自动化系统的应用功能来监控计量装置的运行状态和开展停电统计工作,及时发现和 处理计量 装置故障,减少电量 差错,意义重大。
1计量终端备用电池的技术要求
《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范》《中国南方电网有 限责任公 司配变监 测计量终 端技术规 范》的4.3.6备用电池规定:“终端掉电时,备用充电电池应至少维持上报3次终端掉电告警的能力。备用电池采用4.8V可充电电池或电池组;额定容量≥600mAh……在正常使用情况下,电池循环寿命不应低于500次循环,外观无破 裂、划痕、变形、污迹、电解液泄漏等不良现象。”
2超级电容器与普通电池的比较
超级电容器 与传统的 镍氢电池、锂 电池比较,具有以下特点:
(1)超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位,且可以完全放出,而镍氢电池、锂电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围。
(2)超级电容器的 荷电状态(SOC)与电压构 成简单的 函数,而镍氢电池、锂电 池的荷电 状态则包 括多样复 杂的换算过程。
(3)超级电容器可以 反复传输 能量脉冲 而无任何 不利影响,相反如果镍氢电池、锂电池反复传输高功率脉冲会缩 短其使用寿命。
(4)超级电容器可以快速充电,充电10~600s可达到其额定容量的95%以上,而镍氢电池、锂电池快速充电则会受到损害。
(5)超级电容器可以反复循环数十万次,没有“记忆效应”,而镍氢电池、锂电池寿命仅几百个循环。
(6)超级电容器相对充电电池来说,可以满足在更为极端的自然环境(-40~65℃)中工作的要求,并能实现10年以上免维护,而充电电池2~3年就必须更换。
(7)超级电容电池相比镍氢电池、锂电池的原材料构成、生产、使用、储存以及拆 解过程均 没有污染,是理想的 绿色环保电源。
3超级电容作为计量终端备用电池的可行性分析
目前计量终端厂 家配来的 备用电池 的工作电 压范围为3.7~4.8V。如果超级电容能满足《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范》《中国南方 电网有限 责任公司 配变监测计量终端技术规范》的4.3.6备用电池的技术要求:“终端掉电时,备用充电电池应至少维持上报3次终端掉电告警的能力。”那么,用超级电容代替镍氢电池、锂电池作为 计量终端 的“后备电池”是否可行?以下是在计量终端外部电源停电时超级电容的测试情况:
测试样机采用DC/DC模式,将超级电容器的电压升 压到稳定的5V,Ⅰ型样机采用2只120F超级电容器串联使用,相当于1只容量为60F的电容器;Ⅱ型样机在Ⅰ型样机的基础上将电容量加倍(4只),相当于1只容量为120F的电容器。
(1)样品电容电池2组相关测试数据如下,Ⅰ型和Ⅱ型样品电容电池续航试验如表1所示。
Ⅰ型样品电容电池续航后电压的变化如表2所示。
(2)样品电容电池充电电压曲线图如图1所示。
(3)外电源停电后样品电容电池的停电报警测试截图如图2所示。
(4)终端外部停电后,每10s召测电能表数据情况。从计量终端带电能表运行过程中外电源停电后,电容电池作为计量终端的后备电源,计量终端能向主站上报“终端停电”报警,每隔10~15s人工召测电能表数据5次均能正确返回,测试样机的续航时间与计算结果相符,验证了电容电池作为计量终端备用电池的可行性。
(5)本次样品电容电池的工作参数:超级电容器工作电压为5V;截止时超级电容的电压为2V;型号为HND2001S-GK1终端的测试参数,综合考虑DC/DC的变换效率等因素,设超级电容器输出电流为0.3A,要求续航时间为10 min(600s)时,所需超级电容器容量计算如下:C=(5+2)×0.3×600/(5×5-2×2)=60F;要求续航时间为20min(1200s)时,所需超级电容器容量计算如下:C=(5+2)×0.3×1200/(5×5-2×2)=120F。
(6)样机充放电原理:
VM:充电电压/后备电池电压,即为终端后备电池插座上的电压。
VC:后备电源中超级电容器的电压。
C1、C2:超级电容 器,是本后备 电源的能 量储存的 核心器件。
K1:充电开关,当终端本 身有外部 电源供电 时,该开关打开,给超级电容器充电;当终端失去外部电源时,该开关关 闭,由超级电容器给终端供电。
RL:充电限流电阻,该电阻将最大充电电流限制在安全范围内,避免当超级电容器上的电压过高时损坏表计。
电压检测单元:本单元实时检测VM电压,根据VM的变化切换本后备电源的工作模式。
DC/DC单元:直流电压变换单元,将超级电容器的电压升压到稳定的5V,可以提高电容能量的使用率。
过压保护单元:由于超级电容器本身 的特点,其工作电 压不能超过2.7V,该单元即可保证超级电容器上的电压在其安全工作范围内。
后备电源的工作原理如下:
终端有外部电源供电:当电压检测单元通过VM检测到设备有外部电源供电时,便通过【CTL1】打开充电 开关K1,给超级电容器充电,同时通过【CTL2】关闭DC/DC单元;
终端无外部电源供电:当电压检测单元通过VM检测到终端无外部电源供电时,便通过【CTL1】关闭充电 开关K1,同时通过【CTL2】打开DC/DC单元,此时便由 超级电容 器给终端供电。
其原理图如图3所示。
4超级电容电池在计量终端应用的可行性研究综述
使用超级电容器作为核心器件构成的后备电源,在计量终端断电时,能满足《中国南方电网有限责任公司负荷管理终端技术规范》《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范》的4.3.6备用电池的技术要求,保证计量终端及时向主站上报停电信 息,解决了以往镍氢、锂电池的“浮充”现象或者充电失效以及发生电池漏液、爆裂等事件造成计量终端在外电源停电后无法上传停电信息的问题,有利于应用计量自动化系统的功能实现监控计量装置的运行状态和开展停电统计工作。
摘要：针对电能计量终端在现场应用过程中,由于备用电池使用寿命短影响停复电告警上送的实际问题,测试研发了更为耐用的带充放电控制电路板的超级电容电池,为现场计量终端正常运行提供了可靠的技术支持。
计量终端 篇6
计量终端在电力系统中应用广泛, 它通常具有电能计量、电量抄读、负荷控制、数据采集与传输、事件记录、故障报警等多种功能, 在电能计量领域具有举足轻重的作用。当前, 供电系统常见的计量终端有厂站终端、负控终端、配变终端以及低压集抄终端等。
目前的终端检测主要集中在对终端本身的外观、误差、通信测试等方面, 注重对单一终端本身的测试, 而对终端与电能表、终端与计量自动化主站系统等其他方面的联调测试, 以及对终端在模拟现场运行环境中的测试开展较少[1]。因此, 在当前终端测试环境下, 新的终端安装至现场后比较容易出现故障、运行状况不理想, 进而造成供电维护成本增加。
因此, 探寻一种集联调测试、模拟现场运行环境等功能于一体的终端测试平台, 对提高终端检测水平、提升终端现场运行质量、节约运维成本有重要作用。
1 终端测试原理
通过对国内外4种终端的检测系统及实现原理进行研究发现, 当前国内外终端测试平台实现的原理主要有以下两种:测试平台由测试主站、测试台体、I/O模块组成, 可通过模拟表对终端进行规约一致性验证, 但台体无法挂真实表, 不能对现实的终端与表计进行匹配性测试;测试平台由测试主站、测试台体、I/O模块组成, 可通过模拟表对终端进行规约一致性验证, 此处台体还可通过挂接真实表对现实的终端与表计进行匹配性测试, 但测试主站与正式环境差距太大, 无法确认在接入正式运行主站后的实际数据采集情况和存在问题。
基于以上两种方案的测试流程以及测试内容, 通过集成已有系统, 依据在用规约, 按照终端相关检验和测试标准, 实现终端综合检测。
2 测试平台功能需求
测试平台通过与台体软硬件集成, 把现有的功能性测试集成在测试平台上, 由测试平台作为主控平台, 完成计量质检部门的抽检任务, 平台支持各种抽检报告的自动生成。另一方面, 测试平台模拟主站召测功能, 以及模拟现场终端的测试环境, 集成实际运行的主站值与模拟值进行对比, 发现终端问题所在。
2.1 需求目标
(1) 构建测试平台实验室测试基础模型, 支持对规约库进行扩展;支持对终端升级造成的影响进行测试;支持制定客户化测试项目, 对现场场景进行高度模拟。
(2) 搭建计量自动化主站数据监听服务器, 为模拟场景引入现实主站数据作基础[2]。
(3) 完成批量终端功能测试, 能对终端本身进行规约一致性检定, 具体体现在各终端测试项目的执行上。
(4) 模拟主站表码抄读与终端参数抄读功能, 完成当前最新规约的指令帧组装与解析的研究。
(5) 对主站、台体、平台数据进行展现, 提供人为判断方式, 建立原始测试数据库。
(6) 以自定义测试项目的方式, 建立初步的现场模拟功能。
2.2 业务流程需求
(1) 实验室终端功能测试:终端物理连接完毕, 录入终端信息到系统中;读取终端初始参数并保存, 设置终端测试参数;进行相关测试方案的测试;测试结果保存, 并恢复终端参数至初始值。
(2) 报告自动生成:通过多条件查询获取数据;以WORD或EXCEL的格式生成报告。
(3) 现场终端场景模拟:归纳总结测试项目元指令;编排元指令以测试项目展现;执行测试项目。
2.3 非业务性需求
非业务性需求主要有服务器资源申请及相关端口开放、平台开放相应的操作权限功能, 能够对单位信息、角色信息、角色功能、个人信息、系统基础信息等进行维护。
3 测试平台的实现
3.1 应用设计
测试平台可对各种表计、终端进行测试, 其硬件主要由电源调节器、电表平台、终端平台、主站模拟器组成。系统主要功能是模拟人工操作, 即通过计算机模拟人工下发测试命令给终端设备, 观察终端设备的反应, 或者改变设备的运行环境以观察设备的具体表现。平台物理连接如图1所示。
测试平台系统的软件结构如图2所示。平台数据库用于存储本系统产生的设备台帐数据、测试等数据, 独立于正式主站系统;报文传输处理用来实现平台和设备之间的通信, 以及数据的处理和存储;基于SOA架构的数据及服务集成即实现该系统与营配数据中心、计量主站系统的数据和服务的集成。
3.2 应用功能
3.2.1 设备测试用例管理
根据被测设备要求的技术规范及通信协议, 模拟测试场景, 制定测试用例。用户通过该系统实现对测试用例的增加、删除、修改、查询管理。
3.2.2 测试方案配置管理
通过对测试设备设定一定测试用例、测试用例执行策略等条件, 制定具体的测试方案, 用户能通过平台实现测试方案的配置管理, 如增加、删除、修改、查询等操作。
3.2.3 测试计划管理
通过对测试设备设定一定测试方案、测试时间、检验员等条件, 制定具体的测试计划, 用户能通过平台实现测试计划的配置管理, 如增加、删除、修改、查询等操作。
3.2.4 终端设备数据读取
现场终端设备涵盖了厂站采集终端、负荷控制终端、配变监测终端、低压集抄四大部分, 按照定制的测试计划对设备进行全方面的测试, 实现终端数据的读取。系统先读取终端的相关参数, 然后按测试要求更改终端参数, 在测试完成后, 需要把测试前抄收的终端参数写回终端。
3.2.5 测试分析
(1) 生成测试报告。被测设备根据环境的改变, 做出正确的响应, 计算机则主动捕捉或查询被测设备的状态改变, 依据测试用例的期望结果, 对被测设备的反应做判定, 检查是否符合功能需求。待所有用例测试完成后, 计算机自动生成测试报告, 将测试报告上传到第三方平台。
(2) 分析结果对比。测试平台一方面通过计量自动化主站抄读终端所采集的数据, 另一方面通过实验室自动化测试系统直接读取表计等设备的数据, 将两种方式获取到的数据结果进行对比分析, 确认被测设备是否正常工作[3]。
3.2.6 数据同步共享
将测试计量终端台帐信息、模拟测试数据通过营配数据中心共享, 营销系统、计量自动化系统能够查询记录终端测试情况, 保证安装的计量终端已经通过测试。
3.2.7 基本资料管理
主要实现设备表计、计量终端台帐录入、查询、维护及报文规范的录入、查询、维护等功能。
4 测试及结论
依据公司各类型终端通信规约以及计量终端相关验收标准, 在规定测试条件、测试内容、测试方法以及测试要求的情况下对该平台进行验证, 对终端在功能、性能两方面进行试验, 均符合相关要求, 符合率达到100%。
参考文献
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计量终端 篇7
智能变电站是智能电网发展的重要基础,被认为是未来变电站的发展模式。智能变电站应用智能一次设备及先进的通信、控制、信息技术,构建高度集成一体化的系统和信息化平台,具备全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等特点。同时,智能变电站的电能计量技术也迈入了新的阶段。
目前变电站普遍采用的电能计量模式是分布式计量模式。分布式计量模式按照计量间隔配置电能表,结构清晰,但具有组网复杂、工程造价及维护成本高等缺点。集中式电能计量终端建立在智能变电站先进、可靠的高度集成化信息平台上,大大节约了工程成本,是智能变电站新一代电能计量终端。集中式电能计量终端具有以下特点。
1)全光纤以太网数字接入方式
智能变电站采用电子式互感器,将电气量信号通过合并单元经光纤组网送至电能计量终端,实现电能采集和处理。光纤数字接入方式无需大量电缆,1台集中式电能计量终端即可完成全站的电能量采集、处理及信息远传。
2)计量精度高
模拟电能计量系统的综合误差主要由模拟互感器误差、二次导引线压降、模拟电能表误差组成[1]。而新型集中式电能计量终端为数字光纤输入模式,不存在模拟量采样、A/D转换等误差,采用先进的设计理念和数据处理算法,具有很高的计量精度。
3)基于IEC 61850标准的信息交换
计量终端基于IEC 61850标准实现信息的共享和交换[2],互操作性好,可无缝接入远端电能计量分析系统和智能化变电站计量相关系统。
4)集约、低碳、环保的设计理念
新型集中式电能计量模式仅需1台集中式电能计量终端即可完成全站的电能信息采集,符合智能变电站集约、低碳、环保的设计要求。
5)信息化程度高
集中式电能计量装置有专用的远程维护平台,可实现远程在线维护、监视等功能,信息化程度高。
1 集中式电能计量终端的组网架构
现阶段智能变电站电能计量终端组网架构主要有光纤点对点接入、光纤组网接入和光纤混合接入3种组网模式。集中式电能计量终端组网架构灵活,板件扩展即插即用,可通过不同的功能板件的配置满足不同电压等级、不同规模智能变电站的多样化需求。不同的光纤接入模式组网架构见图1。
1)光纤点对点接入模式
间隔合并单元输出的数字信号经光纤点对点接入计量终端的采集功能板。该模式无需光纤以太网交换机,成本低,但要求计量终端具有强大的接入和数据集中合并处理能力。对这种接入模式,集中式电能计量终端需配置多块采集功能板,每块采集功能板可采集多路间隔信号,可根据现场间隔数量灵活配置采集板数目。采集功能板对信号进行采集和处理后通过智能背板实现信息的共享,由计量主板完成计量和信息集中处理任务。采集功能板配置灵活,即插即用,能满足不同规模变电站的计量需求。
2)光纤组网接入模式
间隔合并单元输出的数字信号接入光纤以太网交换机,组网后由光缆接入计量终端的采集功能板。计量终端仅需配置1块采集功能板、1块计量主板、1块智能交换板即可完成全站的电能计量。
3)光纤混合接入模式
根据电压等级或控制小室分别组网,同一电压等级或控制小室的间隔合并单元输出信号分别经光纤交换机组网后接入计量终端的采集功能板。
3种光纤接入模式各有优点,可以根据变电站的规模和实际现场情况进行配置。模式1无需配置光纤以太网交换机,节省硬件成本,但需要铺设多根光纤,适用于中小规模的变电站。模式2需要配置交换机,但铺设简单,仅需1根光缆即可接入计量终端。对于大中规模的变电站,建议采用光纤混合接入模式,分别根据电压等级或按控制小室区域配置光纤交换机后接入计量终端采集板。
2 集中式电能计量终端的硬件特点
集中式电能计量终端标准配置板件由电源板、采集功能板、计量主板、智能背板总线组成。集中式电能计量终端要实现全站信号的采集和计量,数据共享平台是硬件设计的关键和重点,本文采用前置数据服务器处理和智能背板总线相结合的方案实现高效实时的数据共享平台。集中式电能计量终端的硬件平台架构如图2所示。
采集功能板为计量终端的前置数据服务器,完成信号的采集、处理和数据共享服务功能。采集功能板采用MPC8247处理器及嵌入式实时操作系统。每块采集板提供8路光纤接入口,可点对点接入8路间隔合并单元输出信号或接入光纤以太网交换机的组网输出信号。采集功能板支持IEC 61850-9-1和IEC 61850-9-2标准,对内提供百兆以太网口通过智能总线平台实现数据的共享服务。
计量主板为计量终端的核心单元,完成全站所有间隔的电能计量及计量信号的远传任务。计量主板采用MPC8247处理器及嵌入式实时操作系统,对外提供4路光纤以太网口或电以太网口,支持IEC 61850协议或部颁电能表通信协议,可无缝接入远方抄表系统、计量分析系统或调度系统等完成电量的远传任务。
智能背板总线内置百兆数据总线交换芯片、百兆管理总线交换芯片和低压差分信号(LVDS)控制总线,为计量终端提供实时高速共享平台。
3 集中式电能计量终端的软件实现
3.1 终端基本功能
集中式电能计量终端完成全站所有间隔的电能计量功能。各间隔需要完成的核心计量任务与常规复费率多功能电能表要求一致[3]。基本功能包括:①实时测量电压、电流、频率、功率、功率因数、谐波数据、最大需量等;②分时计量A相、B相、C相正反向有功,输入、输出无功及总的正反向有功,四象限无功等;③分时计量正反向有功最大需量、正反向无功最大需量和四象限无功最大需量及发生时间;④可设置10种费率、14个时区、12套日时段表、14个时段、13个节假日,节假日及周休日可预设置不同日时段表;⑤完善的记录功能,包括运行记录、断相、过压、失压、失流、逆相序、越限、超需量、超负荷、电流不平衡、校时、电压合格率等;⑥可设置时间间隔和记录模式记录负荷曲线;⑦包括清需量、清记录、编程、调试、开盖检测、调表、报警等常规功能。同时,集中式电能计量终端提供友好的大屏幕彩屏界面,可独立显示查询每个间隔的电能信息,同时所有间隔的电能信息通过IEC 61850协议实时上送到抄表系统和计量分析系统等。
3.2 软件实现关键技术
3.2.1 提高电能计量精度
计量精度是电能计量装置的重要考核指标。常规电能计量装置的综合误差主要由电流互感器误差、电压互感器误差、二次导线压降误差、电能表采集误差、电能表计算误差等组成。假设电流互感器、电压互感器的精度为0.2级,加上导线传输误差,整个计量系统的精度大约为0.7级[4]。
集中式电能计量终端采用光电或电子式互感器,具有无磁饱和、频带宽、动态测量范围大、测量准确度高、暂态特性好等优点。信号传输采用光缆,传输速度快,抗干扰能力强,传输基本无压降。
集中式电能计量终端采用数字化光纤输入接口,不引入模拟采样和A/D转换误差,计算模块采用超级中断技术保证了中断的实时响应,可实时处理高达10 kHz采样速率的浮点运算。终端的数据源为合并单元或电子式互感器输出的数字采样信号[5],对于基于IEC 61850-9-1或IEC 61850-9-2标准的采样数据,采用全站同步时钟源实现站内数据的同步。采样同步处理模块检测报文中采样计数实现站内数据的同步处理。采样插值处理模块实时检测采样数据,对采样信号进行采样插值处理,提高了计量精度。集中式电能计量终端的精度可达到0.1S级。
通过以上设计方案,整个计量系统的精度主要由电子式互感器和合并单元的精度决定。
3.2.2 防窃电管理功能
集中式电能计量终端的防窃电管理功能模块实时监测光纤网的通信状态,当在运行过程中监测到光纤通信中断时,发出窃电预告警信号,提醒工作人员巡检故障线路,同时计量进入自主计量模式,独立计量各相电能量,直到光纤通信恢复正常[3]。
3.2.3 双机冗余切换技术
计量装置是发电公司、电网公司与电力用户之间公平、公正结算电量的法定计量器具,可靠性是关键。常规变电站如果采用冗余设计,每个间隔均需要配置2块电能表,成本很高。集中式电能计量终端采用双机冗余设计方案,大大降低了硬件故障率,提高了可靠性。
双机采用硬件竞争机制决定主机和从机。主机和从机同时进行电能计量,双机冗余处理模块实时获取对侧机状态,主机实时同步从机电能量数据。若主机故障,从机无缝切换成主机,同时发出主机故障告警信号。同样,若主机监测到从机故障,则发出从机故障告警信号,提醒工作人员及时处理。
3.2.4 基于IEC 61850标准的信息交换技术
集中式电能计量终端采用IEC 61850标准与远端计量采集系统实现电能量和电能信息的共享和交换。
1)基于IEC 61850标准的模型[6]
IEC 61850标准的核心之一是对象分层建模的理念。IEC 61850-7-4规范了13个逻辑节点(LN)组,包括系统组(L)、控制组(C)、保护功能组(P)、计量和测量组(M)等。对于标准没有规范的,根据标准的开放性和扩展性规则,可根据功能需求扩展自定义逻辑节点。
集中式电能计量终端采集全站间隔电能信息,为了结构清晰,模型按照间隔定义多个电能逻辑设备(LD),其编号可以为间隔序号,如MTLD1,MTLD2,…。每个逻辑设备除了包含LLN0,LPHD等必须的系统逻辑节点外,还定义测量逻辑节点MMXU传输实时测量数据,计量逻辑节点MMTR传输复费率电能等计量数据,以及PTOC,PTOV,PTUC,PTUV等保护逻辑节点传输过流、过压、失流、失压等保护事件,扩充逻辑节点GGIO传输告警事件等。
2)IEC 61850标准服务的实现
集中式电能计量终端的服务实现包括周期性地将电能数据上送到电能计量和分析系统等远端设备,将突发性信息如事件记录、告警等信息上送,也可以有选择地将实时电压等数据信息上送。
电能的上送采用IEC 61850标准的非缓存报告URCB实现,周期主动上送,完整性周期和使能标志可由远方客户端设置;记录事件等通过缓存报告BRCB实现,事件触发上送。
3.3 软件模块架构
集中式电能计量终端软件采用VxWorks操作系统及模块化设计思想,不同的板件之间通过智能背板总线实现数据的共享。集中式电能计量终端的软件模块架构如图3所示。
1)前置数据处理服务器模块
主要完成数字交流量的采集、采样数据的同步、数据预处理(傅里叶运算、采样插值)、数据处理、防窃电管理等功能。此功能模块主要在采集功能板实现,是计量终端的前置服务处理部分。经过计算处理的相量值实时放入数据共享区,由数据共享处理模块进行信息的分发和共享。
2)主功能处理模块
主要完成电能表的实时计量任务,并保存峰、平、谷历史电量,进行运行、越限、失压、失流、不平衡等事件信息的统计记录和双机冗余处理等任务。本模块为终端的核心处理软件,在计量主板内实现。
3)I/O处理模块
I/O处理模块完成电能计量终端清需量按钮输入、告警输出、负荷控制等I/O量处理功能。
4)通信处理模块
主要完成电量的远传任务,支持远程抄表。有多种通信协议可供选择,支持IEC 61850标准,互操作性好,可无缝接入电能计量分析系统和智能化变电站相关计量系统。
5)数据共享处理模块
数据共享处理模块实时监视前置数据处理服务器的共享数据区,将共享数据区的数据实时分发给主功能模块进行处理。实时监视任务采用VxWorks高优先级实时任务处理流程,保证了软件处理的实时性。
6)辅助软件模块
辅助软件包括显示软件、配置软件、调试软件等。显示软件支持大屏幕显示,下拉式菜单,方便信息的查询;配置软件完成全系统的配置,适应不同的工程现场需求。配置软件、调试软件均采用专用的调试网口实现。
4 结语
智能变电站高压集中式电能计量终端采用先进的硬件平台和软件设计技术,具有先进、可靠、集成等诸多优点,已应用于山东省某智能变电站试点项目。由于目前国内的智能变电站还处于试点建设阶段,与电子式互感器配套的电能计量终端最终取得国家法定计量检定机构的认证还需一定时间。目前,电子式互感器的运行经验少,其输出精度和稳定性的完全评估系统还处于筹建和探索阶段。国家电网公司已经制定了《智能电能表功能规范》,将为智能计量装置的研制及认证提供强有力的支持。
摘要：介绍了一种新型智能变电站高压集中式电能计量终端。该终端采用先进的硬件平台和软件处理技术,支持全光纤以太网接入,组网结构灵活,能够适应不同规模智能变电站电能计量的需求。终端具有较高的计量精度,支持基于IEC 61850标准的信息共享和交互。产品已成功应用于某智能变电站试点项目。
关键词：智能变电站,集中式电能计量终端,IEC 61850,电子式互感器
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