论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国电力市场供需矛盾的日益拉大，国家电力企业正在大力推动第三次工业革命，积极开展各种节能减排和智能电网用电控电的建设活动。在这其中，电能量计量系统作为实现变电站电力电能供需数据采集和管理的自动化系统，其能够为变电站运营管理、生产监控和运行维护提供海量数据和实时信息，从而推进了我国智能变电站和智能电网建设进程，也为我国电网大数据和云计算应用提供了大量研究数据材料，针对这种状况研究其电能量计量系统方案，一方面能够减轻电力企业电能供需管理负担，另一方面也大大加快我国变电站与时俱进步伐。
[关键词]智能变电站；电能量计量系统；方案设计；智能电表；互感器
中图分类号：G471 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0058-01
当前，我国大力发展建设智能电网，希望通过加快智能电网体系的建立完善，使得我国电网更加完善当前电网输发电、变配电以及用户调度服务，使得我国电力事业发展的更好，更成功。而智能变电站是当前国家电网电力企业为确保电力稳定供需，优化能源结构，减少污染排放，提升其服务质量和管理水平而构建完善的智能电网核心内容，是提供智能电网可靠标准和数据节点的重要成分。借助智能变电站能够实现全国电网电力系统运行数据和实时动态信息的全面共享和传递，能够实现动态控制、智能调节电网运行供电，有利于电网设备和其他运行调度更加全面、更加灵活互动，也能有效维护降低设备运行故障，使得其电网综合管理和使用寿命都得到较大提升。下面笔者就简要分析智能变电站中不容忽视的重要核心构成之一——电能量计量系统方案的设计以及不同设计方案的优劣点和适用范围。
一、变电站智能化给其电能量计量系统带来的影响
智能化變电站就会使得其电子式互感器不受负载影响，只要确定计算精度就能够提供系统电压、电流、功能等所有测量信息，且该信息也不会造成其计量表误差。智能变电站中智能电表、电子互感器采用的高速光纤以太网大大降低了电力二次回路线损，很大程度上减少了计量系统误差源。
智能化给计量系统带去了便利的同时，在应用过程中也有一定的缺陷，如罗式线圈型电流互感器无法实现计量装置0.2秒计量精度、其要求的采样率较高，无法对关口计量点电子互感器进行溯源检测等等。
二、智能变电站电能量计量系统设计方案
根据智能变电站技术要求和实际出线情况设置好计量点要求后，结合其需要实现准确计量电能量，并确保其计量数据完整、可靠、准确、及时、可信和保密后，还需要该系统实现定时自动电能数据的自动采集、处理传输和存储效能，其计量系统设计系统可以如下：
方案一：智能变电站所有单位都采用电子式互感器和安装智能电表，且该电表符合遵守IEC61850-9-2，并在接受合并单元通过过程层SV网输出信号，将电压、嗲刘采样值/采样量解析，借助高性能DSP计算电网参数及电量数据。当然智能电表如果直接接入过程层SV双网，其就会作为考核核算的计量点。此外智能电表以RS485串口方式计算得出其电量信息后按照DL/T645规约传递电能量远程终端，并以IEC60870-5-102经过调度数据网通道传递到计量系统主站中。
方案二：大多都和方案一一样，其中有差异的是方案二电量数据接入站控层MMS网是借助独立电能量远方终端、站控层以太网口以及IEC61850-8-1协议装置来获取间隔智能电表信息的，其信息传递获取是通过站控层MMS网络将IEC60870-5-102规约通过调度数据网传输信息到调度端计量系统主站。如果其智能电表接口是过程层SV双网，其作为关口计量点，如果智能电表符合均分按照相关原则接入同样SV双网，其如同方案一也是考核核算计量点。
方案三：此方案取消单独电能量计量表计，改为电能量计量插件与过程层保护测控一体户设备，该保护测控一体化设备就能够合并单元所传信息，主要是借助过程层SV网和IEC61850-9-2协议，然后该计量插件就能够解析其电压、电流采样值、采样频率等所需数据信息。该设计方案主要是在站控层MMS网上设置一台电能量计量设备（不同于传统电能量终端，可以处理、传输电能量计量数据），并在运行中获取保护测控一体化设备穿上的采样值信息，接着计算处理这些可靠实用电能量数据并按照IEC60870-5-102规约将结果传输到调度端电能量计量系统主站。也就是说该方案是以以太网口、站控层MMS双网和测控一体化装置来实现信息传输、计量和保护的。
通过综合应用试验比较和分析，我们发现方案一中电能量信息传输较为传统被动，只有计量系统主站需要电量数据并发布要电量信息，其采集其才会传输其数据到主站，而其优点则在于对站控层网络信息流不会造成影响，而且站控层交换机数据和网络也会减少。方案二在方案一的基础上升级了其信息传输模式，可以借助电能量远方终端和网络定期主动传输信息到计量系统主站，然而如果其变电站智能电表数量过多，就会造成其数据流量堵塞，因此采用该方案时就要适当将间隔时间设置的比其他方案要长些。方案三无疑实现了智能变电站分层、集成化信息传输和处理理念，其设计也较为简化，当然鉴于该方案中特殊的、与电网运营销售考核密切相关的计量装置，采用该方案是就必须要按照计量法规标准，采用的电能表要有鉴定证书、执行许可证等等。目前这种保护测控设备内设计量插件的装置在现场校验和平常校验方面还存在一定困难。因此总结来说，结合我国国情，目标比较适用的是方案二，如果投资少，需求小的地区可以采用方案一，随着我国智能变电站检测标准的日益完善和成熟后就可以适当考虑采用方案三。
结束语
综上所述，我国电力事业正在不断发展进步，智能电网和变电站系统也逐步向着远程自动抄表、数据共享、电力设备实时动态监控以及线损分析等等多方面发展，根据不同电能量应用状况和不同运行模式应用需求，相关专业人员也要针对性改进努力，结合实际系统架构、浏览界面、报表、数据以及应配系统等等来实时选用合适的电能量计量系统方案，从而不断提高其线损、网损和电能量科学规范管理水准和效益。
参考文献
[1] 蔡利敏，刘国华，王勇.智能变电站电能量计量系统方案设计[J].中国电力，2011（4）.
[2] 张宇辉，马薇，马成，刘岩.智能变电站的几种计量系统方案设计[J].中国科技信息，2014（3）.
[3] 姜鲲，尚韬，陈兵，李燕斌.智能变电站电能计量系统配置方案研究[J].中原工学院学报，2012（2）.
[关键词]智能变电站；电能量计量系统；方案设计；智能电表；互感器
中图分类号：G471 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0058-01
当前，我国大力发展建设智能电网，希望通过加快智能电网体系的建立完善，使得我国电网更加完善当前电网输发电、变配电以及用户调度服务，使得我国电力事业发展的更好，更成功。而智能变电站是当前国家电网电力企业为确保电力稳定供需，优化能源结构，减少污染排放，提升其服务质量和管理水平而构建完善的智能电网核心内容，是提供智能电网可靠标准和数据节点的重要成分。借助智能变电站能够实现全国电网电力系统运行数据和实时动态信息的全面共享和传递，能够实现动态控制、智能调节电网运行供电，有利于电网设备和其他运行调度更加全面、更加灵活互动，也能有效维护降低设备运行故障，使得其电网综合管理和使用寿命都得到较大提升。下面笔者就简要分析智能变电站中不容忽视的重要核心构成之一——电能量计量系统方案的设计以及不同设计方案的优劣点和适用范围。
一、变电站智能化给其电能量计量系统带来的影响
智能化變电站就会使得其电子式互感器不受负载影响，只要确定计算精度就能够提供系统电压、电流、功能等所有测量信息，且该信息也不会造成其计量表误差。智能变电站中智能电表、电子互感器采用的高速光纤以太网大大降低了电力二次回路线损，很大程度上减少了计量系统误差源。
智能化给计量系统带去了便利的同时，在应用过程中也有一定的缺陷，如罗式线圈型电流互感器无法实现计量装置0.2秒计量精度、其要求的采样率较高，无法对关口计量点电子互感器进行溯源检测等等。
二、智能变电站电能量计量系统设计方案
根据智能变电站技术要求和实际出线情况设置好计量点要求后，结合其需要实现准确计量电能量，并确保其计量数据完整、可靠、准确、及时、可信和保密后，还需要该系统实现定时自动电能数据的自动采集、处理传输和存储效能，其计量系统设计系统可以如下：
方案一：智能变电站所有单位都采用电子式互感器和安装智能电表，且该电表符合遵守IEC61850-9-2，并在接受合并单元通过过程层SV网输出信号，将电压、嗲刘采样值/采样量解析，借助高性能DSP计算电网参数及电量数据。当然智能电表如果直接接入过程层SV双网，其就会作为考核核算的计量点。此外智能电表以RS485串口方式计算得出其电量信息后按照DL/T645规约传递电能量远程终端，并以IEC60870-5-102经过调度数据网通道传递到计量系统主站中。
方案二：大多都和方案一一样，其中有差异的是方案二电量数据接入站控层MMS网是借助独立电能量远方终端、站控层以太网口以及IEC61850-8-1协议装置来获取间隔智能电表信息的，其信息传递获取是通过站控层MMS网络将IEC60870-5-102规约通过调度数据网传输信息到调度端计量系统主站。如果其智能电表接口是过程层SV双网，其作为关口计量点，如果智能电表符合均分按照相关原则接入同样SV双网，其如同方案一也是考核核算计量点。
方案三：此方案取消单独电能量计量表计，改为电能量计量插件与过程层保护测控一体户设备，该保护测控一体化设备就能够合并单元所传信息，主要是借助过程层SV网和IEC61850-9-2协议，然后该计量插件就能够解析其电压、电流采样值、采样频率等所需数据信息。该设计方案主要是在站控层MMS网上设置一台电能量计量设备（不同于传统电能量终端，可以处理、传输电能量计量数据），并在运行中获取保护测控一体化设备穿上的采样值信息，接着计算处理这些可靠实用电能量数据并按照IEC60870-5-102规约将结果传输到调度端电能量计量系统主站。也就是说该方案是以以太网口、站控层MMS双网和测控一体化装置来实现信息传输、计量和保护的。
通过综合应用试验比较和分析，我们发现方案一中电能量信息传输较为传统被动，只有计量系统主站需要电量数据并发布要电量信息，其采集其才会传输其数据到主站，而其优点则在于对站控层网络信息流不会造成影响，而且站控层交换机数据和网络也会减少。方案二在方案一的基础上升级了其信息传输模式，可以借助电能量远方终端和网络定期主动传输信息到计量系统主站，然而如果其变电站智能电表数量过多，就会造成其数据流量堵塞，因此采用该方案时就要适当将间隔时间设置的比其他方案要长些。方案三无疑实现了智能变电站分层、集成化信息传输和处理理念，其设计也较为简化，当然鉴于该方案中特殊的、与电网运营销售考核密切相关的计量装置，采用该方案是就必须要按照计量法规标准，采用的电能表要有鉴定证书、执行许可证等等。目前这种保护测控设备内设计量插件的装置在现场校验和平常校验方面还存在一定困难。因此总结来说，结合我国国情，目标比较适用的是方案二，如果投资少，需求小的地区可以采用方案一，随着我国智能变电站检测标准的日益完善和成熟后就可以适当考虑采用方案三。
结束语
综上所述，我国电力事业正在不断发展进步，智能电网和变电站系统也逐步向着远程自动抄表、数据共享、电力设备实时动态监控以及线损分析等等多方面发展，根据不同电能量应用状况和不同运行模式应用需求，相关专业人员也要针对性改进努力，结合实际系统架构、浏览界面、报表、数据以及应配系统等等来实时选用合适的电能量计量系统方案，从而不断提高其线损、网损和电能量科学规范管理水准和效益。
参考文献
[1] 蔡利敏，刘国华，王勇.智能变电站电能量计量系统方案设计[J].中国电力，2011（4）.
[2] 张宇辉，马薇，马成，刘岩.智能变电站的几种计量系统方案设计[J].中国科技信息，2014（3）.
[3] 姜鲲，尚韬，陈兵，李燕斌.智能变电站电能计量系统配置方案研究[J].中原工学院学报，2012（2）.