浅析电能计量自动化系统在用电管理上的应用
时间：2023-04-27 阅读：333
胡冠楠
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801
【摘要】：电能计量自动化系统在用电管理上的应用，不仅能够实现远程自动抄表，减少企业在人力资源成本上的投入，切实地维护企业的核心利益，创造出更多的经济效益。还能够通过装置在线监测与配网防窥电功能实现对电能计量的有效监控，为客户提供服务，使得电力行业能够在新时期得到更为长远的发展机会，创造出更大的价值。基于此，文章将对电能计量自动化系统在用电管理上的应用展开研究。
【关键词】：电能计量:自动化系统: 用电管理: 策略
0 引言
电力与人们的实际生活以及城市的运行与发展息息相关，是当今时代背景下我国稳定与和谐社会氛围构建的重要依托力量之一，影响十分重大。随着人们的诉求的提升电能计量被赋予了更高的要求，在其与自动化技术的结合下，人们的用电需求得到了影响的满足，电力管理工作也呈现出了有条不紊的推进状态不过在这其中还存在着有待改进的问题，想要让自动化系统发挥作用与价值，还需从根本入手。
由此可见，对电能计量自动化系统在用电管理上的应用进行探究是十分必要的，具体策略综述如下。
1 电能计量概述和电能计量自动化系统的概述
1.1 电能计量概述
电能计量是指以相关设备作为主要的支持力量以实现电能量单位的统一等为目的，对电能量值进行计算的活动。目前我国*为常见的电能计量装置由三部分构成，分别是互感器、二次回路以及电能表，首先，就互感器而言，其在电能计量中主要发挥的作用是保障绝缘的强度与保护相关工作人员的安全性，占据着极为重要的位置。另外，随着时代的发展和相关科学技术的进步，互感器还发挥着扩大能量表的量程的作用，减轻了仪表制作在规格上束缚，让电能计量工作得到了进一步的提升。其次，就能量表而言，其位于电能计量装置的中心点，发挥着关键性的作用，承担着对负载消耗的记录、电源所产生的电能的记录等任务，是电能计量装置的存在。*后，二次回路，其在电能计量装置中维护互感器和电能表之间，起到了连接的作用，为电能计量监测提供了可靠的支持力量，为监测人员的检测工作提供了极为可靠的支持力量。另外，二次回路除了起到连接性的作用之外，对电能计量装置的专业性也有着一定的影响，因此在进行电能计量装置的优化时技术人员也应当注意对二次回路的优化，以保障*终检测结果的呈现，实现电能计量优化的有效性。
1.2 电能计量自动化系统的概述
在计算机技术和智能化技术快速发展的今天，各个行业都得到了显著的进步，实现了规模上的拓展和技术上的优化，而电力系统作为与人们的生活和工作息息相关的存在，更是备受关注，成为了焦点所在。在这样的情况下电能计量自动化系统的构建已经成为了时代发展的必然趋势与电力系统优化的迫切需求。电能计量自动化系统主要由四部分组成，经过分析与整合以下将从几个方面对电能计量自动化系统的四个部分展开研究:第一，计算机。计算机是高速计算设备，在存储、逻辑计算、数值技术等方面有着较大的优势，能够有效的替代人力完成部分工作，在电能计量自动化系统中发挥着重要的支持作用，是各个部分稳定运行的依托力量。第二，集中器。其在电能计量自动化系统中起到了让计算机、通信设备等与终端相互连接的作用，随着技术的不断进步，集中器的类型也呈现出了多样化的发展趋势，在进行电能计量自动化系统的构建时技术人员可以依据实际情况与需求进行集中器的选择，以保障电能计量自动化系统能够实现作用价值的*大化发挥。第三，采集器。采集器在电能计量自动化系统中能够实现对多种信息的有效区分和采集，并且通过计算机设备将采集的信息进行合理的科学地划分，按照一定的规律存储，为新的调取提供便利。第四，智能电度表。智能电度表主要由三部分组成，分别是测量单元、数据处理单元、通信单元，在电能计量自动化系统中的应用能够实现对自动化控制水平、信息交互通道的构建、数据处理的质量和效率等多方面的有效优化。
2 电能计量自动化系统的应用
除了硬件设备之外电能计量自动化系统在用电力管理中的应用还以遥测系统、管理系统、集抄系统作为关键性的支持力量，发挥着重要的作用和价值，同时是新的时代背景下电能计量自动化系统得到进一步的优化的关键所在，以下将对此策略展开研究:
2.1 遥测系统
遥测系统是电能计量自动化系统的一个重要的构成部分，在整个系统的运行过程主要发挥两个方面的作用，第一是为电能计量自动化系统的电量数据的综合应用提供可靠的平台，以保障各个方面的信息数据能够得到有效的采集和分类处理，为各个部分的稳定运行起到了依托的作用。第二是能够实现对数据库和网络技术的有效利用，推动高新技术系统的进一步优化，进而更好的满足人们对电能计量自动化系统功能性的需求，让整体运行更为顺利。因此，技术人员应当加强对遥测系统的优化建设，以此作为依托实现对言息的有效交互，使得系统信息传递的完整性能够得到保障，使得管理人员能够依据系统信息的实际传递情况做出正确的决策，提升管理水平，为电能计量自动化系统的各个环节的稳定运行提供可靠的支持力量使得电能计量自动化系统能够更好的为人们服务，创造出更大的良性影响力。
2.2 管理系统
客户信息的准确性和完善性是电能计量自动化系统在用电管理上的有效应用的前提条件，也就是说如果在客户信息的采集环节存在问题，将会导致管理策略的错误，让电能计量自动化系统后续的运行受到较大的负面影响。因此，相关单位加强对管理系统的优化，为客户信息采集的准确性和全面性提供可靠的保障。第一，电能计量自动化系统中的客户信息主要是由现场采集和终端计算机采集两种方式获得，并且掺杂着数据通信网、计量表相关数据的传递。对此相关单位应当遵循整体由部分决定的原则，从部分结构入手，落实针对性的分析和研究工作，以实际情况作为基础进行管理系统的设计，使得各个部分的系统都能够呈现出独立运行的状态，规避子系统之间运行的矛盾关系的产生，实现管理系统有效的运行状态的保持。第二，为保障对各个子系统数据的有效控制和对整体系统运行情景的掌握，相关技术人员还需加强对各个子系统之间的连接性的研究，让管理系统能够呈现出相互独立又环环相扣的状态，使信息采集、抄表、分析、整合等多个环节都能够呈现出有序推动的状态，降低运行过程中出现的事物对整体的影响，实现电能计量自动化系统在用电管理上的应用的有效性。
2.3 集抄系统
在传统的电能计量集抄工作中人力是主要的支持力量，虽然能够满足大部分的需求，但却因人力的能力的有限性时常出现失误问题，为电能计量工作的推进带来了很大的阻碍，无法呈现出优质的管理效果。而自动化技术与电能计量工作的有效结合，则能够有效的缓解当下的问题，让集抄系统实现自动化的运行，逐步地替代人力，创造出更大的价值。经过分析，以下将几个方面对集抄系统的自动化建设和管理进行研究:首先，相关工作人员应当利用计算机技术、通讯技术对电能表所采集的数据进行整合与传输，通过电能计量自动化系统中的集抄系统上传到终端，为后续的工作的推进做准备。其次，相关技术人员还需对集抄系统的自动化操作方式加以优化，为抄表工作提供更多的便捷，实现由人力向自动化的有效蜕变，切实的提升集抄工作的效率和质量，使得相关工作人员仅仅需要在终端操作就能够实现突破时间和空间限制的数据采集，为人们的生活质量的提升带来更多的可靠支持力量。*后，为了保障集抄工作能够得到顺利的有效的推进，相关单位还需加强对监控工作的优化，设置相应的监控装置，使得线损等问题能够及时地被发现，在有效的时间内得到解决，避免其对集抄工作造成负面影响，凸显出电能计量自动化系统在用电管理上的应用的价值。
3 电能计量自动化系统在用电管理上的应用
3.1 设备运行管理工作
电能计量自动化系统在用电管理中的应用具有一体化检测的功能，相关工作人员可以利用电能计量自动化系统，有效的检测针对性的设备的运行情况，实现对客户用电实际情况的有效采集，使得电路系统中的各项信息都能够准确地传输到终端计算机上，进而让电力单位能够依据设备的实际运行情况制定维护与检修措施，定期对设备实施养护，延长设备的运行寿命，实现对成本的有效控制，实现管理的有效性。此外，在对数据采集后的分析环节电能计量自动化系统也发挥了很大的作用，电力单位可以利用其数据分析与处理功能，对多个设备的运行情况进行直接的体现,有效的缩短信息处理和计算的时间，使得技术人员能够直接依据数据情况找到相对应的故障数据，采取针对性的措施对其实施检修和替换，以保障客户用电的稳定性和对用电信息的有效采集，实现管理工作的价值。其次，在经济估算环节，电力单位也可以使用自动化技术为估算工作的顺利开展提供依托力量，实现对人力资源与物力资源的*大化应用，规避设备能源浪费的问题的持续出现。*后，在电能计量设备运行的过程中技术人员可以通过对自动化系统的应用实现对各项工作的有效监督和督促，让数据的统计和分析的速度能够得到有效的提升，在较短的时间内及时的解决相关设备线路问题优化的方案，为系统设备的有效维护奠定坚实的基础。
3.2 错峰管理
在对供电单位的供电数据的调查分析中发现，供电的高低峰具有一定的规律性，这与人们的工作和生活的习惯有着较大的关系，如早饭、午饭阶段的用电量会达到一个峰值，上班和下班这一阶段内的居民用电会出现低峰值。在每一天的几个高峰用电时间段内，电力系统的负荷压力相对加高，对电力设备的磨损也相对较大，这使得电力设备故障问题的出现概率被大大地提升，不仅会造成电力系统运行成本过大的问题还无法满足人们的用电稳定性和安全性方面的要求，存在较大的安全隐患。因此，供电单位对错峰管理重视起来，加强电能计量自动化系统在用电管理上的应用，通过智能化的管理方式对高峰用电信息进行采集，做出规律性的判断，进而使得智能化系统能够在计算机的计算下在高峰用电时间段到来前做好准备，落实针对性的错峰处理措施，降低因电力系统运行负担而导致的设备损坏过快的情况的出现，减轻供电单位的成本投入压力，同时让人们的用电过程能够更为顺利，实现对安全性的有效保护，规避安全事故的发生和大面积停电的情况的出现。此外，在用电需求的低谷阶段，供电单位可以适当地降低系统运行的压力，实现对资源的有效节约，凸显出电能计量自动化系统在用电管理上的应用的价值。
4 安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案
4.1概述
用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，推广用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：先进的表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。
安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。
4.2应用场所
（1）办公建筑（商务办公、大型公共建筑等）；
（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；
（3）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）；
（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；
（5）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据中心等）；
（6）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）。
4.3系统结构
4.4系统功能
1）实时监测
系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。
2）电能统计报表
系统以丰富的报表支撑计量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。
3）详细电参量查询
在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。
4）运行报表
系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。
5）变压器运行监视
系统对配电系统总进线、主变压器、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流、变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。
6）实时报警
系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。
7）历史事件查询
系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
8）电能质量监测
系统可以对整个配电系统范围内的电能质量进行持续性的监测，运行维护人员可以通过谐波分析棒图、报表掌握进线、变压器、重要回路的电压、电流谐波畸变率、谐波含量、电压不平衡度等，及时采取相应的措施，降低谐波损耗，减少因谐波造成的异常和事故(该功能需要选配带谐波监测功能的电力仪表，不需要可删除。
9）遥控操作
系统支持对断路器、隔离开关、接地刀等进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。实现该功能需要断路器本身具有电操机构及保护保测控装置具备遥控功能等硬件设备的支持。
10）用户权限管理
系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
11）通讯状态图
系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。
12）视频监控
视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。
13）用户报告
用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析。
14）APP支持
电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”和“缺陷记录”五大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询等。
4.5系统硬件配置清单
5 结束语
综上所述，电能计量自动化系统的复杂性较高其中囊括了较多的智能化设备与技术，如: 互感器、信息处理器等都隶属其中，很大的满足了电能计量的相关工作需求，创造出了较大的良性影响力，因此，电能计量自动化系统在用电管理上的应用应当被给予高度的重视，不断的进行技术的创新和优化，创造出更大的经济价值，为我国当今社会的持续与稳定发展保驾护航。
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