远程电能计量监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程电能计量监测系统，包括至少一个终端计量模块，所述终端计量模块通过通讯模块连接有主站模块，所述主站模块通过通讯模块连接有遥测计量模块；本实用新型能够完成电网中接入有效计量点校信号的采集，可以准确、主动地对这些所采集的数据进行分析、运算处理，并在完成数据整合工作之后加以保存。系统通过通讯模块实现各个站点数据的上传下载、数据汇总、统计分析和储存等，且按照用电统计需求，有针对性的抄表取数，确保电力系统线损曲线的有序性和稳定性。通过系统电能状况分析对电力负荷实施全时段的监控，在用电高峰时能够自主的调整负荷，提高电网运行的安全性与稳定性。
【专利说明】
远程电能计量监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电力系统用电能用量监控设备技术领域，尤其涉及一种远程电能计量监测系统。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的迅猛发展，智能电网技术极大地推动了我国智能电网的发展历程。电能计量涉及国民经济的各领域，关系到多方的经济利益，保证电能计量准确、可靠是生产组织、经营管理和领导决策的重要依据。目前国内对电能表的现场检验多采用电能表现场校验仪进行运行条件下的监测和检验，对二次回路采用的是PT 二次压降测试仪、互感器二次负荷测试仪等设备进行带点测试。终端计量装置是电网计量装置、在线监测技术的核心装备，它不仅能够完成电网中所接入的有效计量点校信号的收集、还能准确、主动的对这些所采集数据进行分析、处理和加工，并在完成数据整合工作之后加以保存。计量装置需要支持远程系统与本地电力系统间的通讯，从而使得远程与本地间的计算机设备可以利用网络传输数据的形式修改参数，并保持远程控制的有效落实。
[0003]电网装置在线检测技术是电网的重要构成部分，它可以有效解决当前电能计量问题，弥补传统人工抄表的不足与缺陷，有效提高电网电能计量装置信息化、智能化水平，从而为电力资源实现优化配置和可靠的服务。目前，在现有的技术手段下，电能计量装置维护管理存在着一些问题。传统的计量方式、分析与统计工作主要是以人工方式开展的，不但需要较多的人员配置，而且工作效率低下，很容易出现错误。现场周期检验、抽检和轮换的工作量大、成本高，故障不易发觉且处理时限长，尤其是对于营业普查中发现的违约用电等行为，电量的追补方法粗放，容易造成计量纠纷，对于电能计量的运行档案管理效率低。本实用新型通过对电能计量在线监测领域进行现状研究，尤其是对计量装置需要支持远程系统与本地电力系统间的通讯展开攻关，充分考虑对于现代通讯网络完整性、高速度、精准性的更高要求，还要充分考虑通讯网络应该具备电力应用端口的灵活性、扩展性要求，从而使新兴用户的需求得到满足。因此如何使终端计量设备拥有多元化、模块化的功能与设计，使远程与本地间的计算机设备可可以实时对话，成为保持远程控制重要手段之一。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种兼容性强、运行稳定的远程电能计量监测系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:远程电能计量监测系统，包括至少一个终端计量模块，所述终端计量模块通过通讯模块连接有主站模块，所述主站模块通过通讯模块连接有遥测计量模块；
[0006]所述终端计量模块包括用于检测用户用电的电流互感器和电压互感器，所述电流互感器连接有电流转换器，所述电压互感器连接有电压转换器，所述电流转换器和所述电压转换器分别连接至现场控制器，所述现场控制器通过通讯模块连接有片区控制器，所述片区控制器信号连接至所述主站模块；
[0007]所述主站模块包括中央处理器，所述中央处理器连接有人机接口、存储器、扩展总线和电源模块，所述中央处理器通过信号传送装置连接有主站服务器；
[0008]所述遥测计量模块包括与所述主站服务器通过通信信号连接的信号接收前置机，所述信号接收前置机通过数据线连接有数据库服务器、WEB服务器和维护工作服务器，所述数据线上还挂接有站内用户服务器和网页路由器。
[0009]作为优选的技术方案，所述中央处理器上还连接有用于输出脉冲信号的脉冲端口、用于输出串行数据信号的串行端口和至少一个用于产生遥控信号的遥信端口。
[0010]作为优选的技术方案，所述信号传送装置包括拨号MODEM、10/100M的有线网络、RS-232通讯接口、RS-485通讯接口、专线MODEM和GSM/GPRS无线网络。
[0011]作为优选的技术方案，所述现场控制器和所述信号接收前置机内分别设有GPS定位器。
[0012]作为优选的技术方案，所述用户用电包括发电厂变电站、专变用户、公变用户和居民用户。
[0013]作为优选的技术方案，所述现场控制器、所述主站服务器、信号接收前置机、数据库服务器、WEB服务器和维护工作服务器分别包括相应的处理器、硬盘、内存和系统总线。作为对上述技术方案的改进，所述通讯模块设置为基于有线通信接口或基于GPRS、EDGE、WLAN、W1-F1、3G、4G技术的无线通信接口。
[0014]由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:能够完成电网中接入有效计量点校信号的采集，可以准确、主动地对这些所采集的数据进行分析、运算处理，并在完成数据整合工作之后加以保存。系统通过通讯模块实现各个站点数据的上传下载、数据汇总、统计分析和储存等，且按照用电统计需求，有针对性的抄表取数，确保电力系统线损曲线的有序性和稳定性。通过系统电能状况分析对电力负荷实施全时段的监控，在用电高峰时能够自主的调整负荷，提尚电网运彳丁的安全性与稳定性。
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0016]图1是本实用新型实施例终端计量模块的结构框图；
[0017]图2是本实用新型实施例主站模块的结构框图；
[0018]图3是本实用新型实施例遥测计量模块的结构框图；
[0019]图4是本实用新型实施例遥测计量模块的工作流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0021]如图1、图2和图3所示，远程电能计量监测系统，包括至少一个终端计量模块，所述终端计量模块通过通讯模块连接有主站模块，所述主站模块通过通讯模块连接有遥测计量模块，所述终端计量模块包括用于检测用户用电的电流互感器和电压互感器，所述电流互感器连接有电流转换器，所述电压互感器连接有电压转换器，所述电流转换器和所述电压转换器分别连接至现场控制器，所述现场控制器通过通讯模块连接有片区控制器，所述片区控制器信号连接至所述主站模块。所述用户用电包括发电厂变电站、专变用户、公变用户和居民用户。
[0022]所述主站模块包括中央处理器，所述中央处理器连接有人机接口、存储器、扩展总线和电源模块，所述中央处理器通过信号传送装置连接有主站服务器，所述信号传送装置包括拨号MODEM、10/100M的有线网络、RS-232通讯接口、RS-485通讯接口、专线MODEM和GSM/GPRS无线网络。
[0023]所述遥测计量模块包括与所述主站服务器通过通信信号连接的信号接收前置机，所述信号接收前置机通过数据线连接有数据库服务器、WEB服务器和维护工作服务器，所述数据线上还挂接有站内用户服务器和网页路由器，所述网页路由器连接有外部终端链路，包括EMSSACA、MIS、CMS、其它和外部用户。所述现场控制器和所述信号接收前置机内分别设有GPS定位器。
[0024]所述中央处理器上还连接有用于输出脉冲信号的脉冲端口、用于输出串行数据信号的串行端口和至少一个用于产生遥控信号的遥信端口。所述现场控制器、所述主站服务器、信号接收前置机、数据库服务器、WEB服务器和维护工作服务器分别包括相应的处理器、硬盘、内存和系统总线。作为对上述技术方案的改进，所述通讯模块设置为基于有线通信接口或基于GPRS、EDGE、WLAN、W1-F1、3G、4G技术的无线通信接口。
[0025]所述遥测计量模块可在线监测可循环监测至少十套终端计量模块，且能够自动计算电能表的标准偏差估计值，具有本地/远程手动自动测量功能以供选择，以及故障、超限报警等功能。如图4所示，图中功率P上限13.5W、下线6.5W为例，以其运行流程为:开始、系统初始化、接收回测电压和电流值和计算有功功率，为防止因阻抗匹配不连续，负载变化时，输出功率有一定的波动，系统增加了档位，在系统测量的有功功率后于规程功率精度进行比较，吻合则输出，延时等待;功率超限则减一档继续监测；功率低于限度则加一档继续监测。
[0026]在该实施例中，为保证测量的精度，可以在终端计量模块设置0.05级标准电能表，并采用温度补偿技术，二次压降可采用差值法的测量原理，测量准确度为2级，对电流互感器及二次回路的监测方法为，在终端计量模块对变压器二次回路注入1600HZ音频信号，通过测量二次回路总导纳，实现对变压器二次回路的状态监测，该方法能有效消除工频以及谐波对测量结果的影响。电压回路输入高阻抗，具有过流、短路等保护功能，电流回路为避免电流互感器二次开路，采用过单匝穿心式0.01级微型电流互感器，所述终端计量模块的工作电源采用独立供电电源。
[0027]系统安装之前，首先应结合实际要求检查用户的电能表等设备，为某些技术落后的传统装置更换为电子式多功能电能表;然后，应对各个模块进行严格、认真、仔细的调试工作;再者是做好电能计量点数据统计工作，并为系统覆盖区域内的所有变电站、发电厂等的资料归档管理，并此将与系统所记录的档案进行细致的比对，通过检查主站模块与相应终端计量模块的档案信息一致，保证系统运行的准确性。
[0028]主站模块作为检测技术的管理中心，通过终端计量模块定时采集发电厂、变电站及用户电能表的实时电能量信息，进一步通过实时数据库监测电能使用情况，结合历史数据分别应用在各个不同等级的用户中，调动起网络功能实施数据交互功能。
[0029]遥测计量模块全方位采集用户电能信息，然后通过有针对性的抄表取数，在遥测计量模块所获取的电能计量信息资料于自身记录资料定期进行比对，保证各计量点所获取的采回信息与现场终端计量模块信息的一直同步，进而确保系统各项计量数据的精确性。
[0030]本实用新型电能状态分析对电力负荷实施全时段监控，在用电峰谷时期能够自主调整负荷，尤其是对发电厂变电站等实施分时电能计量，从而保证最大电流、功率、电压数据等最大用电需求量能够得到准确的计算与对比，保证各计量点的计量数据的精确性。网页路由器可以实现报表功能的拓展，通过允许系统管理者及系统自身根据实际情况生成的数据报表进行修改，保证电能计量的有效推行与落实。从而实现对各站点数据的上传下达并为监控人员提供一份精确、真实的数据报表，并进一步为各子站点检测工作，开展历史数据的查询与现场跟踪工作，从而保证远程控制终端设备能够正常运行。
[0031 ]本实用新型能够对电能计量进行全面监测，自动循环校验多路电能表，自动循环检测多路电压回路及二次压降测量，能够对电流互感器二次回路、电流互感器和电压互感器的运行状况进行监测，实现了关口电能表的远程校验功能。在线监测应用之后，原有的运行管理环节得到改进，有效提升了故障效率。只需对标准设备进行周期检验，系统实施监测多路计量装置，多路设备的检验结果，验证了标准设备的准确度，因此可以适当延长标准设备检验周期。能够实时掌握计量装置的运行状态，方便对故障状况进行分析，确保以最快速度进行故障处理。运行档案由数据库管理，满足信息化要求，数据分析、比对直观方便，电量追补可以根据负荷曲线，通过积分计算，更加准确、合理，比较适合于发电厂上网关口、供电企业的大客户、重点客户的计量装置的在线监测，
[0032]总之，本实用新型能够完成电网中接入有效计量点校信号的采集，可以准确、主动地对这些所采集的数据进行分析、运算处理，并在完成数据整合工作之后加以保存。系统通过通讯模块实现各个站点数据的上传下载、数据汇总、统计分析和储存等，且按照用电统计需求，有针对性的抄表取数，确保电力系统线损曲线的有序性和稳定性。通过系统电能状况分析对电力负荷实施全时段的监控，在用电高峰时能够自主的调整负荷，提高电网运行的安全性与稳定性。
[0033]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.远程电能计量监测系统，其特征在于:包括至少一个终端计量模块，所述终端计量模块通过通讯模块连接有主站模块，所述主站模块通过通讯模块连接有遥测计量模块； 所述终端计量模块包括用于检测用户用电的电流互感器和电压互感器，所述电流互感器连接有电流转换器，所述电压互感器连接有电压转换器，所述电流转换器和所述电压转换器分别连接至现场控制器，所述现场控制器通过通讯模块连接有片区控制器，所述片区控制器信号连接至所述主站模块； 所述主站模块包括中央处理器，所述中央处理器连接有人机接口、存储器、扩展总线和电源模块，所述中央处理器通过信号传送装置连接有主站服务器； 所述遥测计量模块包括与所述主站服务器通过通信信号连接的信号接收前置机，所述信号接收前置机通过数据线连接有数据库服务器、WEB服务器和维护工作服务器，所述数据线上还挂接有站内用户服务器和网页路由器。2.如权利要求1所述的远程电能计量监测系统，其特征在于:所述中央处理器上还连接有用于输出脉冲信号的脉冲端口、用于输出串行数据信号的串行端口和至少一个用于产生遥控信号的遥信端口。3.如权利要求2所述的远程电能计量监测系统，其特征在于:所述信号传送装置包括拨号M0DEM、10/100M有线网络、RS-232通讯接口、RS-485通讯接口、专线MODEM和GSM/GPRS无线网络。4.如权利要求1所述的远程电能计量监测系统，其特征在于:所述现场控制器和所述信号接收前置机内分别设有GPS定位器。5.如权利要求1所述的远程电能计量监测系统，其特征在于:所述用户用电包括发电厂变电站、专变用户、公变用户和居民用户。6.如权利要求1-5任一权利要求所述的远程电能计量监测系统，其特征在于:所述现场控制器、所述主站服务器、信号接收前置机、数据库服务器、WEB服务器和维护工作服务器分别包括相应的处理器、硬盘、内存和系统总线。7.如权利要求6所述的远程电能计量监测系统，其特征在于:所述通讯模块设置为基于有线通信接口或基于GPRS、EDGE、WLAN、W1-F1、3G、4G技术的无线通信接口。
【文档编号】G01R22/06GK205720421SQ201620626787
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】刘俊昌, 冀学琮, 王振泉, 张晓鹏, 王楠, 曹立杰, 臧金枝, 王志国, 孙海涛, 李小虎
【申请人】国网山东省电力公司安丘市供电公司, 国家电网公司