淺談電力行業(yè)電能計量與遠程抄表的應(yīng)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(jié)合當(dāng)前電力企業(yè)實際的發(fā)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(yīng)用范圍的擴大，滿足電力企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的實際需求?；诖耍疚膶﹄娔苡嬃颗c遠程抄表應(yīng)用進行分析，以便為我國電力生產(chǎn)整體生產(chǎn)水平提升提供參考信息。
關(guān)鍵詞：電能計量，遠程抄表，電力監(jiān)控，能耗管理
0.前言
注重電能計量與遠程抄表應(yīng)用的深入分析，有利于降低電力生產(chǎn)成本，減少供電企業(yè)不必要的經(jīng)濟損失，為企業(yè)生產(chǎn)效益*大化目標的實現(xiàn)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(yīng)用進行有效分析，確保這些裝置實踐應(yīng)用中能夠達到預(yù)期效果。
1.各種抄表模式及遠程抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
1.1各種抄表模式分析
在電力電子技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他技術(shù)的支持下，電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模正在逐漸擴大，傳統(tǒng)的抄表模式正在不斷地改進。當(dāng)前電力行業(yè)抄表模式包括：(1)人工抄表模式。作為一種傳統(tǒng)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(xué)的預(yù)付費系統(tǒng)模式。其本質(zhì)上為一種電力營銷模式，實踐應(yīng)用中需要用戶買卡后方可用電。當(dāng)卡內(nèi)的費用用完后，系統(tǒng)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(shù)據(jù)交換，影響著電力企業(yè)信息化管理目標的實現(xiàn)；(3)應(yīng)用前景良好的遠程抄表模式。該模式也稱為自動抄表系統(tǒng)，構(gòu)建過程中集合了多種技術(shù)，實現(xiàn)了電力企業(yè)信息化管理，是一種重要的電力營銷模式。該系統(tǒng)使用中具有功能強大、效率高、成本低等優(yōu)點，具有良好的市場發(fā)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(yīng)用中的工作方式 |
應(yīng)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(yù)付費系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
通過對多種技術(shù)的整合利用，有利于構(gòu)建出功能強大的遠程抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)實踐應(yīng)用中取得了良好的作用效果，具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
圖1遠程抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
如圖1所示，遠程抄表系統(tǒng)正常運行中對性能可靠的數(shù)據(jù)中心，提高抄表工作效率的同時實現(xiàn)了供電企業(yè)信息化管理。當(dāng)前遠程抄表方式應(yīng)用類型多，像電力線載波遠程抄表系統(tǒng)、基于電腦串口的總線讀表方式、CPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等，隸屬于遠程抄表模式范疇，不同的應(yīng)用類型應(yīng)根據(jù)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(jié)合當(dāng)前電能計量裝置的應(yīng)用狀況，可知不同類型的裝置使用中產(chǎn)生的作用效果有所差異。具體表現(xiàn)在：(1)實踐生產(chǎn)中的傳統(tǒng)機械式電表。該裝置使用中考慮了電磁感應(yīng)原理，利用變化的電場產(chǎn)生磁場這一工作機制，在計量器內(nèi)部產(chǎn)生了力矩，從而實現(xiàn)電能計量。在機械轉(zhuǎn)輪的支持下，滿足了電能計量工作要求。(2)實踐應(yīng)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(xiàn)電能計量的。(3)實踐應(yīng)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(zhì)上為電子式電表，使用中需要對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲，在紅外調(diào)劑信號的支持下輸出，實現(xiàn)了電能計量。與此同時，作為一種新型的工業(yè)級電表，電子式電表使用中考慮了表內(nèi)的互感器降壓，融入了模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的工作方式，將采集的數(shù)據(jù)置于存儲器中，保持了電能計量作業(yè)的高效性。
2.2抄表過程中的采集裝置
當(dāng)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(yīng)時代的發(fā)展要求。在遠程抄表模式實際應(yīng)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(zhì)上都為遠程采集裝置。這些裝置實踐應(yīng)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(fā)揮中需要設(shè)置光感元件及霍爾元件，將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，*終傳送到數(shù)據(jù)處理中心；若采用電子式電表，需要在485通信協(xié)議的支持下，通過數(shù)據(jù)通信渠道的作用實現(xiàn)電能計量。
3.電能計量及遠程抄表實踐應(yīng)用中的安全性分析
面對當(dāng)前復(fù)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(xiàn)在：在自動抄表過程中設(shè)置安全系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)中心的作用下確保系統(tǒng)及裝置安全性，提高數(shù)據(jù)信息傳遞效率的同時增強數(shù)據(jù)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(yīng)用中可能存在的安全隱患包括：網(wǎng)絡(luò)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(guī)范；系統(tǒng)抗干擾性能不足。因此，需要注重身份驗證技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、安全內(nèi)核技術(shù)、防火墻技術(shù)等不同技術(shù)的靈活運用并加強網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化，確保電能計量及遠程抄表安全性，降低各類事故可能發(fā)生的概率。同時，需要注重電能計量自動抄表系統(tǒng)運行中服務(wù)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(tǒng)
4.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(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(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。
4.2應(yīng)用場所
適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運行維護。
4.3系統(tǒng)功能
4.3.1系統(tǒng)概況
平臺運行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示。
4.3.2用能概況
對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當(dāng)日逐時趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計對比、總能耗同環(huán)比對比。
4.3.3用能統(tǒng)計
對建筑、區(qū)域、分項、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報表的形式統(tǒng)計對分類能源用能進行統(tǒng)計，支持報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進行生成柱狀圖。
4.3.4復(fù)費率統(tǒng)計
復(fù)費率報表按日、月、年統(tǒng)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(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
4.3.5同比分析
對建筑、分項、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結(jié)合的方式進行用能數(shù)據(jù)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(nèi)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(tǒng)計對比，支持導(dǎo)出報表。
4.3.8設(shè)備管理
設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)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(tǒng)計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨的復(fù)費率用能分析，報告可編輯。
5.系統(tǒng)硬件配置
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應(yīng)用場景 |
型號 |
圖 片 |
保護功能 |
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建筑能耗管理系統(tǒng) |
Acrel-5000web |
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采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
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智能網(wǎng)關(guān) |
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(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
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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(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)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(lián)絡(luò)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(shù)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(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
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動力柜 |
ACR120EL |
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測量所有的常用電力參數(shù)，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(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
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DTSD1352 |
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DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，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(shù)設(shè)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(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)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(xiàn)數(shù)據(jù)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(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，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(shù)設(shè)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(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)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(xiàn)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)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(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)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(guī)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(wǎng)絡(luò)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(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)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(jīng)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(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
6.結(jié)語
綜上所述，加強電能計量與遠程抄表應(yīng)用的有效分析，增強它們實際的應(yīng)用效果，對電力生產(chǎn)計劃順利實施及完成至關(guān)重要。因此，未來電力企業(yè)發(fā)展中應(yīng)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(yōu)化其服務(wù)功能，提高抄表作業(yè)效率，為電力企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻
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