电能量计量系统接入方案及功能实施

3 接入方案比较

3.1 与EMS/SCADA的接入方案

（1）统一平台模式

电能量计量系统与EMS/SCADA系统运行在统一的软件平台，网络、图形、报表、数据库等均应兼容统一的接口标准和通信协议、相同的软件设备和维护管理工具，特别是部分硬件和通道资源可以共享（例如前置系统和通道设备），从而降低投资或运行维护费用。统一接口标准可保证两个系统之间的数据一致性，能直接互访数据而无须中间转换，既提高了访问效率，又保证了系统之间的安全性。统一平台模式的电能量计量计费系统的结构

（2）互联模式

电能量计量系统与已有的EMS/SCADA系统互为独立系统，可以是不同的软硬件平台，相互之间通过网桥或路由器联结，称为互联模型。这种模式下各系统相对独立运行，属于松散联结，各自可有自己的软硬件平台和通信协议，只是通过网桥或路由器交换信息。

（3）两种模式的比较

统一平台模式（例如广东省网）和互联模式（例如浙江省网）各有特点，用户需根据自己的实际情况予以选择。

如果电能量计量系统的制造厂商与原有的EMS/SCADA或发电侧电力市场的供应商是同一厂商或可以相互兼容，且将来维护管理工作是由同一部门（例调度所自动化科）的人员来承担，则采用统一平台模式是合理的选择。这样可以实现最大限度的资源共享，降低投资成本和支持维护费用，对维护管理人员较少的用户尤为适用。

如果电能量计时系统的制造厂商与原EMS/SCADA或发电侧电力市场的供应商不是同一厂商，且不能互相兼容，或将来维护管理工作是由两个不同的部门（例供用电科与自动化科）分别承担，则采用互联模式较为合适。这样有利于划分专业范围，有一个较明确的界面分工，有利于维护和管理。这种模式对维护管理人员较充裕的用户较为适用。

3.2 终端（表计）接入方式

（1）电能表直接接入方式

电能表内置MODEM，经公用电话交换网直接接入主站系统（例如华东电网电能量计量系统），或由RS485/RS232C串口与数据网络连接，将信息接入主站系统（例如西北电网电能量计量系统

（2）计量终端接入方式

电能表以脉冲或经RS-485/RS-232接入计量终端，计量终端经MODEM或网络接入设备通过公用电话网或数据网接入主站系统（例如江苏省网电能量计量系统。

（3）终端服务器接入方式

电能表经终端服务器，通过数据网及路由器接入主站系统（例如上海市网电能量计量系统。

（4）混合接入方式

以上三种接入方式的混合方式为混合接入方式（例如福建与华东联网工程）。

（5）终端接入方式的比较

用户究竟采用何种方式要视具体情况而定。一般来说，第二种方式目前应用较为广泛。它的关键设备是计量终端，计量终端不同于一般的RTU，而是为满足计量系统的特殊要求而专门设计的电能量采集、处理、远传装置，可按多个时段对数据进行分时累计和存储，数据传输应有可靠的保护措施，并具有可移动的数据存储卡。随着技术的发展，某些计量终端已具有电话拨号和数据网络通信的功能。第二种方式适合于关口点数量较多，且要求多主站、多规约通信的厂站。

第一种方式比较适合于关口点数量较少的厂站。它的特点是节省投资，且主站可对电能表进行远程维护，缺点是累计存储时间比第二种方式要短，如有直接通过数据网通信的要求，则可供选择的电能表的品种较少。关口点数量较多的厂站，可通过线路共享器与主站通信，以节省有限的通信资源。

第三种方式主要适用于通信方式较为单一的厂站（如网络通信），终端服务器本身不具备存储功能，优点是产品通用性强。

第四种方式适用于需要与多主站、多规约、多方式通信的厂站，一般较少采用，在一些大区电网互联的工程中或同一厂站内有多种电压的关口点时可考虑采用。

4 主要特点和功能实施

电能量计量系统与传统的SCADA系统有其相似之处，例如均由主站系统、厂站终端、通信系统等部分组成。更有其自身的特点诸如分时电能计量、线损、网损计算、计费与考核、旁路代功能、精度和可靠性要求高等。

（1）电能量计量系统的主要特点

1）分时电能计量

由于电能在不同时段的电价不同，因此电能表或计量终端应支持电能量分时段累计、存储的功能，其他分周期通常为5"30min可调，最小1min，与调度计划下发周期或交易时段相对应。

2）数据采集

为保证电量读取的同时性，系统须与电能表或计量终端定时同步，即具备与GPS时钟对时的功能。时钟设置误差小于1s/日。

系统应支持自动重发功能，在通道中断时能保存数据，当通信恢复后，系统能以自动或召唤方式获取丢失的数据，以保证数据的完整性和连续性。

3）数据处理

万一发生数据丢失或数据无效时，允许用户以人工输入方式进行数据替代，可以单值也可批量输入。输入替代值后，原始值在历史数据库中的位置不会改变，替代值仅作为原始值的派生数据，在数据库中替代值会打上一个不可擦除的标志，但可参与统计与分析。

鉴于电能量计量系统的数据处理结果涉及到费用结算，故要求系统应支持主校表数据互校和处理功能。

4）数据管理和信息服务

电能量计量系统与广大用户关系密切，直接面向各类用户，应支持基于WEB浏览技术的客户在网上查询业务。

其WEB服务器系统应支持安全隔离，建立数据从系统传送到WEB服务器的机制；提供数据库安全性管理。 用户在访问系统的数据库之前，必须先访问提供数据库接口的页面，以确定用户对该数据库访问的权限。对不同权限的用户，提供相对应的数据页面、图形等查询范围。

5）计费和考核

电能量计量系统的数据处理结果是计算电费的基础，因此系统还应支持有关计费的处理功能，例如系统应提供对各种计费规则、费率模型的建立和管理维护手段。提供灵活、方便的费率及其结构的定义和处理手段并具有较强的报表处理和综合运算处理能力。并能自动生成相应的报表和图形以提供方便直观的查询和显示。

（2）旁路代功能实施

旁路代问题不仅在电能量计量系统中存在，而且在SCADA/EMS系统中也是存在的，只不过对前者的影响更为突出。电网运行设备定期检修，故障处理或运行方式改变时，经常会遇到用旁路开关或备用开关替代某路开关送电的情况。从而造成电量统计上的困难。

目前解决旁路代问题有以下四种方案。

1） 最常用的还是依靠人工设置方式来解决由于旁路代而引起的电量改变问题。

2） 通过与SCADA系统的互联将SCADA系统采集到的相关遥信开关位置信息输入电能量计量系统，由后者进行逻辑判断或由SCADA系统将已判断好的旁路代结果传给后者，由后者综合上述信息进行电量旁路代的计算和统计。

3）由电能表（或计量终端）采集相关开关信息输入电能量计量系统，由该系统综合相关信息作出相应逻辑判断，进行电量旁路代的计算和统计。

4）根据线路切换过程必然引起相关线路的电量变化的原理，通过对相关线路切换过程中电量变化的定性判断和定量比较来实现旁路代时的电量计算和统计。为此需预先生成一张参加旁路代的出线开关的软件列表，然后在旁路代切换过程中逐次扫描各相关出线的电量变化，经必要的逻辑运算和计算，从而作出相应的判别 。

方案1）是最基本最原始的方法，不属于自动化的范畴，主要靠人工干预。

方案2）需要开发与SDADA系统的接口通信软件，从而增加了软件工作量。

方案3）需要增加电缆和开关的位置接点，从而增加了软件及现场施工工作量。若出现遥信误判断将造成旁路代的误判断。

方案4）是较先进的方法，原理上可行，是发展方向，但是具体实施还存在准确度的问题，一旦准确度不够也会造成误判断。