电能量计量系统设计方案

电能量计量系统设计方案

第一章绪论

1.1课题背景

电力交易市场化是我国市场经济体制发展的要求。随着电网体制改革的深入和电力生产技术的进步，建立电量能计量系统，以提高电力系统管理自动化水平和经营效益水平己成大势所趋。在电力营销系统和电网企业化运行管理中，电能量计量系统的作用更显重要，而这一作用在电力供应形势日益紧的情况下实施错峰用电管理及用户负荷管理中更显得重要。要真正发挥电能量计量系统的作用，系统涉及的计量围将包括各种电压等级的变电站和电厂的电量结算关口计量点和网损、线损管理关口计量点;根据管理需要所需采集的用户电量结算关口计量点(所有的1 OkV公用变和专用变);以及根据需要(如考虑母线平衡、变压器负荷平衡等)提出的各电量计量点。电能量计量系统主要实现电厂上网、下网和联络线关口点电能量的计量，分时段存储、采集和处理，为结算和分析提供基本数据。若为计量计费系统，则还包括对各种费率模型的支持和结算软件。

电能量计量系统的发展可以认为是系统架构及通信网络发展的有机结合。能量计量系统已成为继SCADA, AGC功能之后电网调度自动化的又一个基本功能，并在电能作为商品走向市场的进程中发挥着重要的作用。

1.2国外的现状

上个世纪电能量计量系统的发展进程经历了两个阶段。第一阶段(20世纪七、八十年代):电能量的采集和统计处理仅作为SCADA/RTU中的一项功能。由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、连续性均存在不少问题。因此，只能作为SCADA系统监视电网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的要求。

当时电能量数据与常规的远动采用同一种通信规约，信息由同一台RTU通过同一通道进行传输，由主站系统按“冻结;读数;解冻”的方式统计与处理。由于RTU的数据存贮方式、容量和远动通信规约都不支持按分钟///J、时定义的采集周期，大容量存贮和批次的数据传送，尤其是通道、主站系统或RTU本身发生故障或进行例行检修还会影响电能量数据的准确性、可靠性和连续性。

第二阶段(20世纪90年代至今)国外知名厂商如ABB, L&G, UTS等先后推出独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统。国也在20世纪90年代后期推出了自行研制的电能量计量系统例如PBS-2000, DF-6000等。其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电能量表，采用了专用通道(专线公用电信网、数据通信网等)、专用的通信规约例如IEC60870-5-102, TCP/IP等来进行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网分开，竞价上网”的商业化运作的需求。与此同时，为了保证系统的高可靠性、安全性、准确性的要求，相关的高新技术例如Trucluster(群集)技术，三层体系结构及DCOM部件，COW, Internet/Intranet及Web浏览器，网络安全技术等相继得到应用。

目前国的电能量计量系统经过近20年的发展，已进入稳定成长阶段，网省级电网及主要城市的供电网均已配备电能量计量系统。并有向区、县供电网发展的趋势，普及率正在逐年提高。2003年，电网公司出台了相关规定，如(()一东电网计量自动化主站技术规书》、《电

网公司电能计量数据传输通信规约第二版》，在这些文件的指导下，地区在2004年开始建设电能量计量系统。至今为比，地区己实现了对城区所有变电站及各子公司所有用户电量结算关口计量点的电能量计量系统覆盖。

1.3发展趋势

电能量计量系统经过二一f一多年的发展，无论是网络的组成、结构还是功能、性能，都日趋完善，系统规模逐渐扩大。今后的电能量计量系统的发展趋势主要体现在以下几个方面:

跨平台设计。这里所说的“跨平台”主要是实现两个目标:代码级的移植不需要或很少对代码进行修改就能从一种平台移植到另一种平台;其次混合系统联机运行时能够实现异构平台之INJ的数据交换。遵循IEC 61970/61968 CIM标准。IEC 61970 CIM/CIS是近几年IEC 起草和讨论的标准，国电力自动化厂家和研究机构进行了积极研究和互操作试验，为系统间的数据交换提供了技术规。

图模库一体化设计。该项功能在电力调度自动化系统已经开发成功并成功应用，降低了建立电网拓扑模型的复杂度，提高手工建模的准确性。随着电能量系统的广泛应用，用户在档案录入和理论线损方面也提出了较高的要求，有必要开发和应用这项功能。该项功能的开发有助以后为用户提供许多派生功能:线路拓扑着色、终端数据与线路状态一致判断、自动旁路替代、理论线损计算等;同时为用户提供了另外一种参数和档案录入的方式，便于图形化的数据统计和查询。

与配网自动化系统一体化的设计。前几年配网自动化系统的兴起和试点，为许多用户提供了电能量与配网进行一体化设计的想象空间，在许多地方已经呈现出台区监测、计量和就地无功补偿一体化的实现方式。

分层分布式设计。采用结构分层、功能分布的系统构架，实现模块化的软件设计和基于软总线的“瘦客户”cis数据访问方式，提高系统开发的简易性和资源充分的共享性。

安全性。满足《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》中规定关于电能量系统与其他相关系统安全互联的要求，快速的实现数据访问和发布。

1.4论文的研究容与章节安排

1.4.1论文的研究容

本人参与并完成的研究容包括:

(1)电能量计量系统的总体逻辑结构设计

通过全面的现场调研，根据地理位置、需求关系和功能要求进行综合考虑，本计量系统由三部分组成，即系统主机、通信网络和远端采集模块。

(2)电能量计量系统的主机群硬件结构设计

根据业务量和安全需求，为系统运行提供可靠的硬件主机配置。

(3)电能量计量系统通信网络部分的设计

通过对电能量计量系统网络需求的深入分析，按照计量系统网络要实现的功能进行网络通道的选型和设计。

(4)传输设备的软硬件调试

在设计好传输设备的硬件和软件后，对硬件和软件进行功能和性能的调试和测试。

1.4.2论文的章节安排

全文共五章，各章的容安排如下:

第一章为绪论部分，首先介绍电能量计量系统产生的背景，介绍国外电能量计量系统的现状及其发展趋势，最后提出本文的研究容。

第二章为电能量计量系统的设计方法，首先介绍了电能量计量系统的行业标准，然后说明了电能量计量系统设计原则，最后对计量系统的特点及要实现得功能进行了分析。