電力事業(yè)的發(fā)展需要強大的數據采集系統(tǒng)，我國電力數據采集系統(tǒng)建設近些年越來越先進，本文主要探討用電數據采集系統(tǒng)的功能特點以及工作原理。

　　《電力系統(tǒng)裝備》Electric Power System Equipment(月刊)2002年創(chuàng)刊，是一本面向電力工業(yè)和電力設備產業(yè)，集指導性、信息性、技術性、實用性于一體的大型綜合性月刊。經過不斷發(fā)展壯大，已成為真正縮短電力設備供應商與用戶間聯(lián)絡的新干線。&&雜志內容涵蓋電力生產、傳輸、使用及電力設備制造等領域。

　　用電數據采集系統(tǒng)可以定時采集不同用電等級電能表的電量、負荷曲線及功率等數據，并進行存儲，實現對變電站、大用戶等用電情況的實時監(jiān)控，該系統(tǒng)的設計使用可以有效降低抄表誤差，并實現線損及母線平衡的實時計算，自動生成報表，在降低勞動強度的同時，可顯著提高勞動生產率，提高經濟效益，將會使電力營業(yè)管理更加現代化、智能化。

　　1、引言

　　隨著電力市場的商業(yè)化運營的發(fā)展，迫切需要實現用電數據的自動化的采集、管理等，所以設計一套可以實現對變電站、大用戶等用電數據的實時采集、監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效提高電力運營的效率。本文所介紹的用電數據采集系統(tǒng)，集先進性、精確性和實時性于一體，完全可以滿足用戶的不同需求。

　　2、用電數據采集系統(tǒng)的功能與特點

　　用電數據采集系統(tǒng)由服務器群、數據采集設備、數據傳輸設備等組成，如下圖：

　　采用這種模塊化設計模式，可以極大程度的方便系統(tǒng)的擴展和裁剪，以適應不同用戶的需求，最大程度的將系統(tǒng)的性能發(fā)揮到最佳。所以該系統(tǒng)有以下特點：

　　2.1、開放性

　　設計時采用基于國際標準的系統(tǒng)平臺和商用數據庫，能支持與相關的數據通信和數據庫訪問，向這些系統(tǒng)提供計量(計費)數據。分層開放式跨平臺跨數據庫設計，可以按照電力系統(tǒng)關口表和大用戶分別管理，采集的電量數據和負控數據直接傳輸到歷史數據庫，通過對于所有計量點和監(jiān)控點的相關數據定義、管理，與采集數據建立相應的對應關系，實現數據轉存、計算、處理，并提供數據訪問服務。

　　數據庫管理模塊可采用面向電網的定義方式，使其具備對電網結構以及電網相關設備的表述能力，保證重要關口表數據的準確性。數據庫可采用雙服務器集群機制，保證數據高可用性。

　　2.2、靈活性

　　該系統(tǒng)可支持多種規(guī)約和通信手段，以支持多種電能表的接入，適應網絡技術的發(fā)展;可支持多種數據采集方式，接收不同來源的數據，以支持電力市場運營結算所需的大量的、復雜的數據采集和處理要求。

　　2.3、方便性

　　支持客戶服務器，具有友好的用戶界面，方便的可編程，可維護性能。用戶可分級對時段、處理方式、運算輸出等數據參數進行定義，并能方便的查詢、處理、分析和結算。所提供的操作系統(tǒng)，窗口環(huán)境、高級語言、作圖軟件和計算機數據通信軟件

　　應符合國際標準或工業(yè)標準。用戶界面是國際流行的WINDOWS風格，具有漢字顯示和打印功能，使用戶操作簡便快捷。

　　2.4、可擴展性

　　系統(tǒng)采用模塊化設計方式，充分考慮了不同用戶的不同需求，或者同一用戶今后規(guī)模及功能擴展的需要。隨變用戶規(guī)模和系統(tǒng)的擴大、采集點的增多，通過增加系統(tǒng)廠站數目和采集點數目就可完成，不影響系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

　　系統(tǒng)具備硬、軟件的擴充功能，支持系統(tǒng)結構的擴展和功能的升級，系統(tǒng)所提供的支持軟件能支持用戶進一步開發(fā)應用軟件，以期實現原系統(tǒng)的增值。

　　2.5、安全性

　　系統(tǒng)具備完善的安全保密措施和用戶權限管理功能，擁有自己的用戶體系，只有系統(tǒng)管理員才可增加和刪除用戶、分配用戶權限，使用客戶端或瀏覽器登陸的用戶必須正確輸入用戶名和相應的密碼才能正確進入系統(tǒng)。系統(tǒng)確保作到嚴格防止非法入侵和嚴禁對原始數據的修改，計算數據的修改必須在規(guī)定的權限范圍內進行，并作上永久標志。

　　2.6、同步性

　　系統(tǒng)以標準GPS時鐘為基準，并實現網絡對時功能，以保證各個采集點/計量點基于相同時間基準完成對電能量的計量及電能量數據帶時標的存儲。

　　3、用電數據采集系統(tǒng)的搭建

　　用電數據采集系統(tǒng)可根據需求靈活組成系統(tǒng)，有較大的選擇余地。我們以最簡單的模式來介紹系統(tǒng)的搭建。在這里我們僅選用一臺計算機來實現所有的功能。在該計算機上要分別配合以下幾部分組成來完成：

　　3.1、數據采集裝置

　　數據采集裝置可選用光纖、Modem模塊、GSM模塊、GPRS模塊等，根據通訊方式的不同靈活配置。通訊模塊要連接到我們的通訊服務器(在PC機上安裝)上，然后由抄錄服務器對通訊服務器進行控制。

　　3.2、數據采集服務器(抄錄服務器)

　　運行數據接收和發(fā)送程序的程序(也安裝在PC上，根據系統(tǒng)的大小來選擇硬件設備)叫做數據采集服務器。數據采集服務器把從通訊服務器的到的數據接收后，進行必要的分析和處理。數據采集服務器可做冗余處理，如采用兩臺互為主備方式。

　　3.3、歷史數據庫服務器

　　歷史數據服務器用于存貯、管理各種歷史數據、登陸信息、管理員信息、設備信息、系統(tǒng)運行信息等。歷史數據服務器也可做冗余處理，采用兩臺互為主備方式。

　　3.4、WEB服務器

　　在系統(tǒng)擴展時可以增加WEB服務器，使其成為電業(yè)局企業(yè)網的電量信息節(jié)點，方便有關部門通過瀏覽器查看各種數據。

　　3.5、報表工作站

　　報表工作站用來設計和打印報表。具有及其強大的制表、圖形、統(tǒng)計、計算、顯示、打印等功能，可滿足各種應用需要，既有廣泛的適應性。

　　3.6、預付費工作站

　　預付費工作站可對終端進行預付費、負控的管理和查看，可根據系統(tǒng)的要求靈活的配置工作站的數量。

　　3.7、維護工作站

　　維護工作站用來對整個系統(tǒng)進行維護。維護工作站方便系統(tǒng)的維護人員進行各種維護操作。

　　上面所介紹的各個部分，可以集成在一臺計算機中，也可以采用多臺服務器組成系統(tǒng)。

　　4、用電數據采集設備的選擇

　　4.1、變電站采集終端

　　變電站抄表終端采用先進的單片機技術，由開關電源、CPU電路、MODEM板、RS485接口電路和液晶顯示電路組成。開關電源要選擇輸入范圍在AC 85V～265V之間的電源，輸出+5V和獨立的+12V。CPU是整個設備的核心，需采用具有耗電少、運行速度快、自帶EPROM、可靠性高等優(yōu)點的器件，以完成數據的采集、處理、保持、通信等功能。抄表終端的通信規(guī)約采用規(guī)約庫設計模式，收錄國際、國內主流規(guī)約。抄表終端上還配有大屏幕液晶顯示屏及操作鍵盤，采用菜單操作，漢字顯示，可在現場很方便地進行查詢及設置。數據設置具有密碼控制，防止非法操作。該終端有如下功能：

　　1.多路采集通道，可以最大采集128路數據，滿足不同用戶要求。

　　2.豐富數據采集，可以采集正向有、無功表底(4費率)、反向有、無功表底(4費率)、4象限無功表底(4費率)、有功功率、無功功率、電壓、電流、正反向日最大需量及發(fā)生時間、正反向月最大需量及發(fā)生時間、總失壓時間、電壓合格率

　　3.數據凍結，每月可凍結4個抄表日表底，數據可存儲1年，抄表日期可任意設置，用于計算月電量;每日可凍結1個日表底，數據可存儲2個月，凍結時間可任意設置，用于計算日電量;可保存2048個點的分鐘表底、實時電壓、電流、功率數據,間隔5-60分鐘任意設置，用于生成負荷曲線

　　4.豐富的通訊接口，可配多路485接口，同時用于主動召測、偵聽等;可配電話線通訊接口，光纖通訊接口等。

　　5.電子表PT失壓監(jiān)測、電子表三相電流不平衡監(jiān)測等。

　　4.2、大用戶采集終端

　　根據大用戶的使用需求，我們在選擇設備時要滿足以下要求：

　　1.防竊電功能：

　　終端采用寬電壓標準85V～265V，不管是高壓用戶如10KV帶PT、CT的計量用戶，還是低壓直接計量的用戶，全部可采用表計中的電壓作為抄表器的電源，通訊天線也放到表計箱中，所有抄表設備全部放到表計箱中，可加鉛封，將電表和抄表器封于其中，防止用戶破壞電表和抄表器，抄表和防竊電的功能一并實現。

　　2.PT斷相監(jiān)測

　　終端監(jiān)測電表上3相PT，若某一項、兩項或三項失壓，抄報終端可在10秒鐘內，向后臺軟件手機模塊報警，此功能可有效防止用戶非法操作PT。

　　3.電子表電流平衡度監(jiān)測

　　終端可實時監(jiān)測2相電流或3相電流平衡度，在電流平衡度低于設定值(可任意設置)時可報警到后臺和手機;為了防止在用戶停產時負荷過低造成不平衡報警，可設置最小電流，當用戶各相電流小于該值時可不報警。此功能只適用于電子表，可有效防止用戶非法操作CT。

　　4.高、低負荷報警

　　對于用戶負荷比較穩(wěn)定的情況，用戶選擇設置一個最低負和最高負荷值，若用戶負荷低于設定低負荷值或高于設定高負荷值均可報警到后臺。

　　5.線路抄表實時線損分析

　　將線路上各個分路廠站的表計數據實時發(fā)送到主站，和變電站采集的關口表的數據一起由主站軟件形成線損分析情況表和線損統(tǒng)計指標完成情況表。

　　5、結束

　　本系統(tǒng)可以滿足電能量采集、數據分析、實時監(jiān)控等的電力需求。同時可以對數據和信息進行深度挖掘、加工、分析，向供電企業(yè)提供各種有效信息，充分發(fā)揮本系統(tǒng)的靈活、快速、準確、方便的技術特點，為分析電力市場提供大量及時、可靠、準確數據。有效地控制和降低內部損耗以及管理線損，為企業(yè)管理人員提供參考和決策，以便合理調配人、財、物等資源，提高生產效率，實現經濟效益最大化。

　　6、參考文獻

　　1)國家電網公司人力資源部 組編 電能(用電)信息采集與監(jiān)控 中國電力出版社

　　2) 陜西省電力公司 編 用電信息采集系統(tǒng)應用技術 中國電力出版社

　　3) 朱松林 編 變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)相關技術 中國電力出版社

　　4) 張晶　徐新華 崔仁濤編著 智能電網 用電信息采集系統(tǒng)技術與應用 中國電力出版社