电能量计量计费系统工程实现

Abstract: the article introduces the broadcast group zhaoqing branch of electric power measurement billing system design of the software and hardware and system functions. The system can automatically data acquisition, electrical energy to statistic, evaluation and settlement, and line loss management at an organic whole, and can and power trading system, electric energy management system (EMS) and power dispatch MIS and realize data exchange, but through the Web page of electric power and related data released information.

Key words: electric energy collecting; Billing; Watt-hour meter
摘要:介绍了广电集团肇庆分公司电能量计量计费系统的软硬件设计以及系统功能实现。该系统集电能量数据自动采集、自动统计、考核结算、线损管理于一体,并可与电力交易系统、电能量管理系统(EMS)以及电力调度MIS等实现数据交换,可通过Web网页发布电能量及其相关数据信息。

关键词:电能量采集;计费;电能表

0　引言随着电力体制改革的进行,电网的运营和管理正逐步走向商业化。同时,由于电力生产和使用的特殊性,其价格取决于电力系统运行中的诸多因素,因此,为适应商业化运营的需要,建设一个能自动完成电量采集、统计、分析和结算并兼顾电量考核[1]功能的电量采集与计费系统是十分必要的。为此,作为广东省广电集团有限公司首批试点单位的肇庆分公司,结合公司的实际情况建立了肇庆电能量计量计费系统。
1　系统体系结构
1.1　硬件架构系统采用相对独立的分层、分布式结构体系。主站采用冗余的高速双网结构,数据库服务器采用冗余双机Cluster互为热备用方式,前置采集系统采用双机平衡工作方式。数据采集系统可通过配置不同的通信模块实现以网络、模拟或数字专线(微波、载波、光纤)和拨号3种方式同时抄录站端采集装置信息[2]。系统与其他系统互联时,采用路由隔离和软件防火墙两级安全防护。与外部连接的访问服务器设置在单独网段或虚拟网段上。对外部登录的用户进行安全认证检查,用户进入网段后,只能访问指定服务器。如图1所示。
1.2　平台软件平台软件的选择基于如下考虑:a.最大限度地提高对关键业务应用、数据和信息系统资源的可用性。b.提供最快速的故障恢复和快速重新启动的能力,将停机时间缩短到最低限度。图1　系统构成Fig.1　System configurationc.支持突破性的集群互联技术和商用并行数据库系统,从而大幅度提高系统和数据库的性能。d.在进行有计划的维护、软件更新、备份操作和系统升级时,允许系统不间断连续运行。e.提供动态负荷的平衡功能。经过性能价格比较,操作系统采用MicrosoftWindows 2000 Advanced Server和MicrosoftWindows 2000 Professional;数据库采用MS SQLServer 7.0企业版;开发工具采用Visual Studio6.0,Office 2000企业版。2　系统功能设计
2.1　电能量数据采集数据采集系统通过通信链路自动采集各子站系统内的计量关口电能量数据,并可靠地传送到主站系统进行数据的分析、处理、统计及存储,并对电表主站;②可通过在主站人工设置数据来确定旁路代的设备对象、操作时间等,从而完成旁路代功能;③可以通过接收EMS所采集的有关开关、刀闸状态信号,自动判定旁路替代操作的设备对象、时间,以便实现旁路替代时的电量正确统计,并能正确处理线路切换期间的电量分流情况,保证数据的完整性和准确性。
2.12　各种费率系统具有对不同电价进行管理和自动计费的功能:峰、谷、平时段的上网及网供电价;电网事故、系统频率异常时(高/低)上网及网供电价;分时段超、欠奖惩电价;计划内、外电价;系统事故紧急支援电价;电厂调峰电价;网省间及地调间协议交换电价等。
2.13　信息发布通过Web网页发布电能量及其相关数据信息。及电能量采集器进行远程诊断及参数下装。系统采用定时和随机召唤两种方式批量采集计费终端的数据。定时召唤周期、采集数据存储间隔可调。当主站与某个采集终端通信中断,恢复后主站能自动地向该采集终端获取中断期间的分时电能量数据,如有异常则给予提示,以确保电能量数据的连续性[2]。主站除可以接收各类协议电能量采集装置传送的数据以外,而且具备接收各类协议电能表计直接传送的数据的能力。
2.2　电能量数据的远距离传输系统支持在国家电力数据网络(SPDNet)通信二级网、三级网或专用通道传送方式实现与省调及子站系统间交换信息。通过专线或拨号方式,直接获取各厂、站端采集装置的电能数据,支持与其他电能计量计费系统交换电能量数据。系统可接入不同类型电表及电量采集器,具有多通道、多种协议的通信功能,并且可方便地扩充。通信协议满足带时标电能量数据的抗干扰性、高可靠性传送要求,支持IEC-60870-5-102协议或IEC-60870-6-503/802 Tase2协议和TCP/IP网络通信协议等标准协议[2],同时也可接入可开放通信协议的任何采集终端。
2.3　电能量数据管理采用面向电网的定义方式[1],具备对电网相关设备的描述能力。支持双表模式的定义,保证重要关口数据的准确性。能方便地在线修改或定义电能量表计的属性及数据处理方式、计算结果输出及报表格式等。系统采用商用数据库带时标存储采集数据,包括原始采集数据、中间计算结果、最终计费和结算数据等,对历史数据可进行查询、修改和打印。可人工输入各类数据(如电量计划值、限值等),这些数据可以参与各类计算及处理。提供对表计、终端、通道以及一次设备的文档数据的管理。
2.4　电能量数据统计按规定的不同时段、不同区域、不同类别分别累计电量。旁路替代电量自动计入所替代设备电量。在更换电表、电流互感器、电压互感器等设备后,可自动或人工进行统计计算,以保证数据统计的连续性。可自行定义运算公式生成各种统计模型。对采集的电能量数据进行正确的分类:峰、谷、平时段的电量;日、月、季、年统计和累加;上网电量和网供电量;电网事故、系统频率异常时(高/低)上网及网供电量;分时段超、欠奖惩电量;计划内、外电量;系统事故紧急支援电量;电厂调峰电量;网省间及地调间协议交换电量;统计数据。
2.5　电能量数据分析电流数据分析包括:①购电曲线、受电力率统计分析;②超、欠、罚电量统计分析;③按年、月、日、时计算出一次网损、各县市分公司的供电量和网损;④按年、月、日、时计算出线损、变损和所用电等;⑤按年、月、日、时计算变电站母线电量不平衡率、各进出线力率、主变各侧不平衡率、所用电率、每周电量表,分线、分区、分电压等级的线损计算与统计;⑥负荷预测精度考核;⑦各分公司电量结算。
2.6　和其他系统的互联a.与上、下级电能量系统的数据交换,包括各种电能量统计数据、原始电能量数据、电价、电费等。b.与电力交易系统的数据交换,包括原始电能量数据、各种电量统计数据、发用电计划等。c.与SCADA/EMS的数据交换,包括负荷曲线、开关及刀闸状态、电量及考核结果等。d.与MIS的数据交换,包括各种电能量数据、各种考核结果等。
2.7　权限控制主站可设置不同等级的操作权限,以防止非法设置参数及修改原始数据和统计模型。在系统中的操作行为都记录在事件登录表中。采用授权人和操作人分离的数据修改机制,只能修改原始采集数据的副本数据,并保存修改过程。
2.8　数据校验功能数据校核可通过采集标记、电表状态、限值判定及主、校表(副表)对比等方式实现。对于无校表的关口点,则通过与SCADA/EMS的积分电能量数据进行比较和判别。
2.9　工况监视及异常告警具有在线诊断和监视功能,既可监视主站系统自身的运行状况,又可监视厂站设备、通道的运行状况。对表计运行状况、采集终端在线监测并在其出现异常时告警。对母线不平衡、线损越限时提示告警,以便及时调整系统的运行。
2.10　报表功能系统提供支持软件,能方便地生成各种统计和分析报表,具有定时、召唤和异常情况时自动打印及屏幕拷贝等功能。报表有以下几种:日报总表;分类日报(分时、分区统计);周报、日报、季报、年报;电量结算报表;分时电量统计报表;不同费率电量结算报表;分区电量统计报表;系统异常统计表;系统运行监视表;线路损耗表、网损表、母线不平衡报表等。
2.11　旁路代功能旁路代功能可支持3种方式:①由采集终端(带YX采集功能)自动实现旁路代,并将最终结果传至

3　结语本系统已通过广东省广电集团有限公司组织的验收并正式投运。系统集电能量数据自动采集、自动统计、考核结算、线损管理于一体,其设计特点保证了电能量数据的可靠性、完整性、一致性、及时性和安全性,满足考核结算的要求并实现了信息共享。

系统工程职称论文参考文献
1　孟碧波,曾伟民(Meng Bibo,Zeng Weimin).建设适应电力市场的电能计费结算系统(Building Energy Billing and SettlementSystem for Electricity Market).电力系统自动化(Automation ofElectric Power Systems),2000,23(2):63～66
2　董　昕,王　林,杨继勋(Dong Xin, Wang Lin, Yang Jixun).电能量采集及计费自动化系统设计(Design and Research onEnergy Acquisition and Power Systems).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems),2000,24(7):55～57邹盟军(1966—),男,高级工程师,http://www.elunwen.org/xtgcsslw/2011/1222/75.html  长期从事电力信息网络系统的研究及开发工作。