遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少一個終端計量模塊，所述終端計量模塊通過通訊模塊連接有主站模塊，所述主站模塊通過通訊模塊連接有遙測計量模塊；本實用新型能夠完成電網中接入有效計量點校信號的采集，可以準確、主動地對這些所采集的數(shù)據(jù)進行分析、運算處理，并在完成數(shù)據(jù)整合工作之后加以保存。系統(tǒng)通過通訊模塊實現(xiàn)各個站點數(shù)據(jù)的上傳下載、數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計分析和儲存等，且按照用電統(tǒng)計需求，有針對性的抄表取數(shù)，確保電力系統(tǒng)線損曲線的有序性和穩(wěn)定性。通過系統(tǒng)電能狀況分析對電力負荷實施全時段的監(jiān)控，在用電高峰時能夠自主的調整負荷，提高電網運行的安全性與穩(wěn)定性。
【專利說明】
遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)用電能用量監(jiān)控設備技術領域，尤其涉及一種遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的迅猛發(fā)展，智能電網技術極大地推動了我國智能電網的發(fā)展歷程。電能計量涉及國民經濟的各領域，關系到多方的經濟利益，保證電能計量準確、可靠是生產組織、經營管理和領導決策的重要依據(jù)。目前國內對電能表的現(xiàn)場檢驗多采用電能表現(xiàn)場校驗儀進行運行條件下的監(jiān)測和檢驗，對二次回路采用的是PT 二次壓降測試儀、互感器二次負荷測試儀等設備進行帶點測試。終端計量裝置是電網計量裝置、在線監(jiān)測技術的核心裝備，它不僅能夠完成電網中所接入的有效計量點校信號的收集、還能準確、主動的對這些所采集數(shù)據(jù)進行分析、處理和加工，并在完成數(shù)據(jù)整合工作之后加以保存。計量裝置需要支持遠程系統(tǒng)與本地電力系統(tǒng)間的通訊，從而使得遠程與本地間的計算機設備可以利用網絡傳輸數(shù)據(jù)的形式修改參數(shù)，并保持遠程控制的有效落實。
[0003]電網裝置在線檢測技術是電網的重要構成部分，它可以有效解決當前電能計量問題，彌補傳統(tǒng)人工抄表的不足與缺陷，有效提高電網電能計量裝置信息化、智能化水平，從而為電力資源實現(xiàn)優(yōu)化配置和可靠的服務。目前，在現(xiàn)有的技術手段下，電能計量裝置維護管理存在著一些問題。傳統(tǒng)的計量方式、分析與統(tǒng)計工作主要是以人工方式開展的，不但需要較多的人員配置，而且工作效率低下，很容易出現(xiàn)錯誤?，F(xiàn)場周期檢驗、抽檢和輪換的工作量大、成本高，故障不易發(fā)覺且處理時限長，尤其是對于營業(yè)普查中發(fā)現(xiàn)的違約用電等行為，電量的追補方法粗放，容易造成計量糾紛，對于電能計量的運行檔案管理效率低。本實用新型通過對電能計量在線監(jiān)測領域進行現(xiàn)狀研究，尤其是對計量裝置需要支持遠程系統(tǒng)與本地電力系統(tǒng)間的通訊展開攻關，充分考慮對于現(xiàn)代通訊網絡完整性、高速度、精準性的更高要求，還要充分考慮通訊網絡應該具備電力應用端口的靈活性、擴展性要求，從而使新興用戶的需求得到滿足。因此如何使終端計量設備擁有多元化、模塊化的功能與設計，使遠程與本地間的計算機設備可可以實時對話，成為保持遠程控制重要手段之一。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種兼容性強、運行穩(wěn)定的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少一個終端計量模塊，所述終端計量模塊通過通訊模塊連接有主站模塊，所述主站模塊通過通訊模塊連接有遙測計量模塊；
[0006]所述終端計量模塊包括用于檢測用戶用電的電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器連接有電流轉換器，所述電壓互感器連接有電壓轉換器，所述電流轉換器和所述電壓轉換器分別連接至現(xiàn)場控制器，所述現(xiàn)場控制器通過通訊模塊連接有片區(qū)控制器，所述片區(qū)控制器信號連接至所述主站模塊；
[0007]所述主站模塊包括中央處理器，所述中央處理器連接有人機接口、存儲器、擴展總線和電源模塊，所述中央處理器通過信號傳送裝置連接有主站服務器；
[0008]所述遙測計量模塊包括與所述主站服務器通過通信信號連接的信號接收前置機，所述信號接收前置機通過數(shù)據(jù)線連接有數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器和維護工作服務器，所述數(shù)據(jù)線上還掛接有站內用戶服務器和網頁路由器。
[0009]作為優(yōu)選的技術方案，所述中央處理器上還連接有用于輸出脈沖信號的脈沖端口、用于輸出串行數(shù)據(jù)信號的串行端口和至少一個用于產生遙控信號的遙信端口。
[0010]作為優(yōu)選的技術方案，所述信號傳送裝置包括撥號MODEM、10/100M的有線網絡、RS-232通訊接口、RS-485通訊接口、專線MODEM和GSM/GPRS無線網絡。
[0011]作為優(yōu)選的技術方案，所述現(xiàn)場控制器和所述信號接收前置機內分別設有GPS定位器。
[0012]作為優(yōu)選的技術方案，所述用戶用電包括發(fā)電廠變電站、專變用戶、公變用戶和居民用戶。
[0013]作為優(yōu)選的技術方案，所述現(xiàn)場控制器、所述主站服務器、信號接收前置機、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器和維護工作服務器分別包括相應的處理器、硬盤、內存和系統(tǒng)總線。作為對上述技術方案的改進，所述通訊模塊設置為基于有線通信接口或基于GPRS、EDGE、WLAN、W1-F1、3G、4G技術的無線通信接口。
[0014]由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:能夠完成電網中接入有效計量點校信號的采集，可以準確、主動地對這些所采集的數(shù)據(jù)進行分析、運算處理，并在完成數(shù)據(jù)整合工作之后加以保存。系統(tǒng)通過通訊模塊實現(xiàn)各個站點數(shù)據(jù)的上傳下載、數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計分析和儲存等，且按照用電統(tǒng)計需求，有針對性的抄表取數(shù)，確保電力系統(tǒng)線損曲線的有序性和穩(wěn)定性。通過系統(tǒng)電能狀況分析對電力負荷實施全時段的監(jiān)控，在用電高峰時能夠自主的調整負荷，提尚電網運彳丁的安全性與穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0015]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0016]圖1是本實用新型實施例終端計量模塊的結構框圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例主站模塊的結構框圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例遙測計量模塊的結構框圖；
[0019]圖4是本實用新型實施例遙測計量模塊的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0021]如圖1、圖2和圖3所示，遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少一個終端計量模塊，所述終端計量模塊通過通訊模塊連接有主站模塊，所述主站模塊通過通訊模塊連接有遙測計量模塊，所述終端計量模塊包括用于檢測用戶用電的電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器連接有電流轉換器，所述電壓互感器連接有電壓轉換器，所述電流轉換器和所述電壓轉換器分別連接至現(xiàn)場控制器，所述現(xiàn)場控制器通過通訊模塊連接有片區(qū)控制器，所述片區(qū)控制器信號連接至所述主站模塊。所述用戶用電包括發(fā)電廠變電站、專變用戶、公變用戶和居民用戶。
[0022]所述主站模塊包括中央處理器，所述中央處理器連接有人機接口、存儲器、擴展總線和電源模塊，所述中央處理器通過信號傳送裝置連接有主站服務器，所述信號傳送裝置包括撥號MODEM、10/100M的有線網絡、RS-232通訊接口、RS-485通訊接口、專線MODEM和GSM/GPRS無線網絡。
[0023]所述遙測計量模塊包括與所述主站服務器通過通信信號連接的信號接收前置機，所述信號接收前置機通過數(shù)據(jù)線連接有數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器和維護工作服務器，所述數(shù)據(jù)線上還掛接有站內用戶服務器和網頁路由器，所述網頁路由器連接有外部終端鏈路，包括EMSSACA、MIS、CMS、其它和外部用戶。所述現(xiàn)場控制器和所述信號接收前置機內分別設有GPS定位器。
[0024]所述中央處理器上還連接有用于輸出脈沖信號的脈沖端口、用于輸出串行數(shù)據(jù)信號的串行端口和至少一個用于產生遙控信號的遙信端口。所述現(xiàn)場控制器、所述主站服務器、信號接收前置機、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器和維護工作服務器分別包括相應的處理器、硬盤、內存和系統(tǒng)總線。作為對上述技術方案的改進，所述通訊模塊設置為基于有線通信接口或基于GPRS、EDGE、WLAN、W1-F1、3G、4G技術的無線通信接口。
[0025]所述遙測計量模塊可在線監(jiān)測可循環(huán)監(jiān)測至少十套終端計量模塊，且能夠自動計算電能表的標準偏差估計值，具有本地/遠程手動自動測量功能以供選擇，以及故障、超限報警等功能。如圖4所示，圖中功率P上限13.5W、下線6.5W為例，以其運行流程為:開始、系統(tǒng)初始化、接收回測電壓和電流值和計算有功功率，為防止因阻抗匹配不連續(xù)，負載變化時，輸出功率有一定的波動，系統(tǒng)增加了檔位，在系統(tǒng)測量的有功功率后于規(guī)程功率精度進行比較，吻合則輸出，延時等待;功率超限則減一檔繼續(xù)監(jiān)測；功率低于限度則加一檔繼續(xù)監(jiān)測。
[0026]在該實施例中，為保證測量的精度，可以在終端計量模塊設置0.05級標準電能表，并采用溫度補償技術，二次壓降可采用差值法的測量原理，測量準確度為2級，對電流互感器及二次回路的監(jiān)測方法為，在終端計量模塊對變壓器二次回路注入1600HZ音頻信號，通過測量二次回路總導納，實現(xiàn)對變壓器二次回路的狀態(tài)監(jiān)測，該方法能有效消除工頻以及諧波對測量結果的影響。電壓回路輸入高阻抗，具有過流、短路等保護功能，電流回路為避免電流互感器二次開路，采用過單匝穿心式0.01級微型電流互感器，所述終端計量模塊的工作電源采用獨立供電電源。
[0027]系統(tǒng)安裝之前，首先應結合實際要求檢查用戶的電能表等設備，為某些技術落后的傳統(tǒng)裝置更換為電子式多功能電能表;然后，應對各個模塊進行嚴格、認真、仔細的調試工作;再者是做好電能計量點數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，并為系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內的所有變電站、發(fā)電廠等的資料歸檔管理，并此將與系統(tǒng)所記錄的檔案進行細致的比對，通過檢查主站模塊與相應終端計量模塊的檔案信息一致，保證系統(tǒng)運行的準確性。
[0028]主站模塊作為檢測技術的管理中心，通過終端計量模塊定時采集發(fā)電廠、變電站及用戶電能表的實時電能量信息，進一步通過實時數(shù)據(jù)庫監(jiān)測電能使用情況，結合歷史數(shù)據(jù)分別應用在各個不同等級的用戶中，調動起網絡功能實施數(shù)據(jù)交互功能。
[0029]遙測計量模塊全方位采集用戶電能信息，然后通過有針對性的抄表取數(shù)，在遙測計量模塊所獲取的電能計量信息資料于自身記錄資料定期進行比對，保證各計量點所獲取的采回信息與現(xiàn)場終端計量模塊信息的一直同步，進而確保系統(tǒng)各項計量數(shù)據(jù)的精確性。
[0030]本實用新型電能狀態(tài)分析對電力負荷實施全時段監(jiān)控，在用電峰谷時期能夠自主調整負荷，尤其是對發(fā)電廠變電站等實施分時電能計量，從而保證最大電流、功率、電壓數(shù)據(jù)等最大用電需求量能夠得到準確的計算與對比，保證各計量點的計量數(shù)據(jù)的精確性。網頁路由器可以實現(xiàn)報表功能的拓展，通過允許系統(tǒng)管理者及系統(tǒng)自身根據(jù)實際情況生成的數(shù)據(jù)報表進行修改，保證電能計量的有效推行與落實。從而實現(xiàn)對各站點數(shù)據(jù)的上傳下達并為監(jiān)控人員提供一份精確、真實的數(shù)據(jù)報表，并進一步為各子站點檢測工作，開展歷史數(shù)據(jù)的查詢與現(xiàn)場跟蹤工作，從而保證遠程控制終端設備能夠正常運行。
[0031 ]本實用新型能夠對電能計量進行全面監(jiān)測，自動循環(huán)校驗多路電能表，自動循環(huán)檢測多路電壓回路及二次壓降測量，能夠對電流互感器二次回路、電流互感器和電壓互感器的運行狀況進行監(jiān)測，實現(xiàn)了關口電能表的遠程校驗功能。在線監(jiān)測應用之后，原有的運行管理環(huán)節(jié)得到改進，有效提升了故障效率。只需對標準設備進行周期檢驗，系統(tǒng)實施監(jiān)測多路計量裝置，多路設備的檢驗結果，驗證了標準設備的準確度，因此可以適當延長標準設備檢驗周期。能夠實時掌握計量裝置的運行狀態(tài)，方便對故障狀況進行分析，確保以最快速度進行故障處理。運行檔案由數(shù)據(jù)庫管理，滿足信息化要求，數(shù)據(jù)分析、比對直觀方便，電量追補可以根據(jù)負荷曲線，通過積分計算，更加準確、合理，比較適合于發(fā)電廠上網關口、供電企業(yè)的大客戶、重點客戶的計量裝置的在線監(jiān)測，
[0032]總之，本實用新型能夠完成電網中接入有效計量點校信號的采集，可以準確、主動地對這些所采集的數(shù)據(jù)進行分析、運算處理，并在完成數(shù)據(jù)整合工作之后加以保存。系統(tǒng)通過通訊模塊實現(xiàn)各個站點數(shù)據(jù)的上傳下載、數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計分析和儲存等，且按照用電統(tǒng)計需求，有針對性的抄表取數(shù)，確保電力系統(tǒng)線損曲線的有序性和穩(wěn)定性。通過系統(tǒng)電能狀況分析對電力負荷實施全時段的監(jiān)控，在用電高峰時能夠自主的調整負荷，提高電網運行的安全性與穩(wěn)定性。
[0033]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括至少一個終端計量模塊，所述終端計量模塊通過通訊模塊連接有主站模塊，所述主站模塊通過通訊模塊連接有遙測計量模塊； 所述終端計量模塊包括用于檢測用戶用電的電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器連接有電流轉換器，所述電壓互感器連接有電壓轉換器，所述電流轉換器和所述電壓轉換器分別連接至現(xiàn)場控制器，所述現(xiàn)場控制器通過通訊模塊連接有片區(qū)控制器，所述片區(qū)控制器信號連接至所述主站模塊； 所述主站模塊包括中央處理器，所述中央處理器連接有人機接口、存儲器、擴展總線和電源模塊，所述中央處理器通過信號傳送裝置連接有主站服務器； 所述遙測計量模塊包括與所述主站服務器通過通信信號連接的信號接收前置機，所述信號接收前置機通過數(shù)據(jù)線連接有數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器和維護工作服務器，所述數(shù)據(jù)線上還掛接有站內用戶服務器和網頁路由器。2.如權利要求1所述的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述中央處理器上還連接有用于輸出脈沖信號的脈沖端口、用于輸出串行數(shù)據(jù)信號的串行端口和至少一個用于產生遙控信號的遙信端口。3.如權利要求2所述的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號傳送裝置包括撥號M0DEM、10/100M有線網絡、RS-232通訊接口、RS-485通訊接口、專線MODEM和GSM/GPRS無線網絡。4.如權利要求1所述的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述現(xiàn)場控制器和所述信號接收前置機內分別設有GPS定位器。5.如權利要求1所述的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述用戶用電包括發(fā)電廠變電站、專變用戶、公變用戶和居民用戶。6.如權利要求1-5任一權利要求所述的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述現(xiàn)場控制器、所述主站服務器、信號接收前置機、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器和維護工作服務器分別包括相應的處理器、硬盤、內存和系統(tǒng)總線。7.如權利要求6所述的遠程電能計量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊模塊設置為基于有線通信接口或基于GPRS、EDGE、WLAN、W1-F1、3G、4G技術的無線通信接口。
【文檔編號】G01R22/06GK205720421SQ201620626787
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】劉俊昌, 冀學琮, 王振泉, 張曉鵬, 王楠, 曹立杰, 臧金枝, 王志國, 孫海濤, 李小虎
【申請人】國網山東省電力公司安丘市供電公司, 國家電網公司