电能量采集管理自动化系统（简称电量系统）是集电能自动采集、传输、统计结算于一体的自动化系统，是电网推行商业化运营和管理，电力走向市场的技术保障之一。从结构上讲，电能量采集管理自动化系统是集主站系统、电能量采集终端、电能表于一体的，全面实现发、输、配电网用户电能量的自动采集、分析与计量功能的自动化系统。本文简要介绍建设电能量采集管理自动化系统时要考虑的问题。

　　系统的主要功能是电力运行管理部门对所辖用户用电量计量，完成数据传输和统计结算，对用户用电情况进行分析，统计管理电网的网损、变损和线损以及在电量系统进入电力市场运行后，考虑制定预测发、售、购电量计划，提供电网经济运行基础数据的自动化工具。从应用对象、使用目的、设计方法、实现手段及主要性能指标等方面，电能计量系统有别于SCADA/EMS中关口积分电量计量和MIS中的营销管理系统。当电力系统转向市场运营后，电网的生产和经营工作更加细化，电能计量系统要成为一个较为独立的系统。

　　从整体上看，电力系统执行的管理模式一直遵循“统一调度、分级管理”的原则，因此，电能计量系统对于不同电力用户，其形成和规模将存在一定差异，但总的来讲应达到以下目标：电网各采集点、计量点、考核点电能量数据的采集、传输和存储；电网重要关口电量准实时检测；电网线损、变损、网损电量计算与变电站电量、母线电量平衡分析；双向通信，完成远程维护子站任务；分费率、分时段电能量统计结算的自动化；为SCAD，MIS等提供完整、准确的电量数据，为电力系统负荷调度模式和电量调度模式相结合提供条件；在通信手段、网络设计中，要保证所有数据易于转送到其他系统，实现结果数据共享。

　　（1）电量系统实现的功能涉及到电力企业和广大电力用户切身利益，因此电量系统应具备一定的抗干扰功能，不产生新的计量误差，保证采集的电能量原始数据完整、准确，并且符合相应的计量管理标准和技术规范。

　　（2）由于电力用户的电能消耗前后连贯，因此，电量系统计量的是一系列随时间递增的电能量累加值，这要求在计量、传输、存储和处理的整个过程中，保证在任何环节出现故障后，都不允许丢失数据，特别是在进行分时段电能统计结算时，数据的完整性成为完成该项工作的基础。在系统设计时，通过在计量表计、采集处理终端及传输等环节采用多种技术手段（如前置机切换、软/硬通道切换、采集终端冗余备用、电能表冗余备用等方式）以确保数据完整。

　　（3）电量系统一直处于电能的发、变、输、配、用的动态平衡状态，电力交易的产、售、购是同时进行的，电量系统应当以标准时钟为基准，并实现网络对时功能，以保证各个计量点基于相同时间基准完成对电能量的计量及电能量数据带时标的存储，为统计和结算做准备。

　　（4）电量系统在数据采集与传输、应用功能、数据保存及利用等多方面应当具有很大的灵活性，如能支持不同厂家的采集终端以及可以直接上传数据的电能表计；适应不同电能表、不同规约以及不同的传输方式。

　　（5）为SCADA/EMS，MIS等系统提供接口，并可以通过网络互连设备接入负控抄表系统、配电抄表系统等，集成各种来源数据，避免各系统间功能的重复，保护电力企业已有投资，更加完整、准确地提供商业化运营的决策依据。

　　（1）满足电力系统对电能量采集管理自动化系统主站系统中数据存放及处理的要求，考虑到今后业务规模发展和信息量增加的需要，保留配置中的冗余设计。

　　（2）确保数据准确、一致、完整和系统的安全、可靠、灵活、开放。

　　（3）考虑系统的标准化、可操作性、可扩展性、开发互联性以及平台的支持等。

　　（4）考虑性价比以及保护用户已有投资。

　　典型电能量采集管理自动化系统如图1所示。

 

1.4.1 维护工作站及数据库子系统

　　维护工作站与数据库子系统配合，主要实现各种电能量原始数据的存储；采集、分析和统计所需的参数设置和维护；对采集到的电量数据按照电力企业运营需要进行自动统计和分析，如关口电量统计、趸售电量统计、大客户电量统计、电网网损电量计算，计量点在不同时间不同空间的对比分析；用报表和图形方式输出统计分析结果；与其他系统连接，如SCADA/EMS，MIS；Web技术的使用等。

1.4.2 前置机与网络交换子系统

　　前置机与网络交换子系统的功能，主要是实现电量采集管理系统主站与采集终端之间的数据通信，以及系统主站与企业内其他系统通信，实现电能量数据的自动周期采集和按照需要随机采集、读入现场抄表数据采集；支持多种通信方式，包括电话拨号通信、专线通信、网络通信等；支持多种规约；可以选择1min～15min等不同的采集周期。前置机还负责对采集装置的管理和运行状态监视；完整的电量系统应考虑必要的备用机制。

　　由于电量采集终端的使用场合有工业用和居民用两类，要接入同一主站系统。而目前电网中使用的电能表有数字型的，又有脉冲型的，还有不适用于电量系统的机械式感应电能表；另外，变电站和用户的传输通道、传输质量不同，抄表数据的影响范围也不同。因此，为适应不同的电能表数据采集、传输方式，开发功能各异的电量采集终端是很有必要且重要的。

　　采集脉冲电能表电量和数字电能表电量，保存3个月以上的历史数据，实现与主站通信，利用Modem通过专线电话网、无线网通信。

　　电量采集终端之间应能互相通信，保证信息能够互相中继，上传的主站。

电量采集终端各个模块之间的连接可采用RS485、光纤等方式，具体应用可根据用户现场的分布情况、应用环境状况、应用现场不同以及对系统性能的具体要求等确定。

电量采集终端具备当地统计分析功能，满足现场进行简单的处理工作。

　　为适应电能量采集管理系统的需要，作为电能量采集的基础设备，电能表应当满足运行稳定、寿命长、精度高、功能强大、使用范围宽、易于安装维护等要求。目前国内外电能表种类繁多，有些不大适合电能量采集管理自动化系统采用，或有待改进和提高。

　　目前随着电力用户设备的增多，电网和电能质量受到很大的影响，当电网谐波成份较大时，传统的机械式表及普通电子式电能表从原理上无法保证测量精度，于是，建设电量系统时应考虑选用能够在复杂情况下，保持计量精度的电能表计，避免将来大面积更换表计。

由于我国南、北方气候条件差异较大，全电子式计量装置，液晶、电解电容等受温度影响较大的器件能否经受住环境的考验，是电能计量设备寿命延长要解决的问题。

　　全电子式多功能电能表主要用于多费率分时计费的场所，因此电能表参数的设置相对较繁琐，通常是由生产厂家根据用户的要求在产品出厂前设好，因此一旦用户的需求发生变化，如费率、时段及时区发生变化等，电能表就必须从现场拆除，送回原厂家进行重设、校验，给用户使用造成极大不便。特别是在现场更换表计，还需要将原表计记录的信息（如表码值等）转入新表，操作十分繁琐。提供远程设表，方便更换表计，使新表迅速替代旧表进行工作，是减少电量系统维护工作的重要手段。

　　当电能表的外接电源中断时，表计的数据应能被方便地读出，但使用后备电源并不足取，因为这样会增加电表成本和不稳定因素。电能表的数据在外电源中断后，自动应保存一定时期，时钟继续运行。当电源恢复后，存储的数据可继续使用。

　　传统的电能表电源一般都采用线性电源，这种电源仅能在额定电压的正负15％范围内工作，当电网的电压波动范围超出上述范围时，会造成电能表异常工作，甚至烧毁。为此，电能表应当在更大的电网电压波动范围内正常工作，保证电能表的精度在电网电压波动时不会受到影响。

　　电能表的调校方法应简单、快速，传统电能表的校验和调整十分耗时，在减少用户的工作量和提高工作效率方面很不利。

　　通信方式应适合不同用户，能灵活地将电能表数据传到电能量采集数据装置。可以选择串行口、光纤、网络等方式上传数据。

　　为防止非法利用电能表的通信口进行数据操作，电能表应设有多级安全密码。

　　电能量采集管理自动化系统是十分复杂的系统，涉及到软件、硬件设计和与其他已建成系统进行通信、连接的各个环节，并且与电力企业的管理模式紧密相连，因此一个高效、实用、稳定、可靠的电能计量系统的建设，需要电力企业科研部门、自动化所、计量所、营销部门等各部门与生产厂家密切合作，逐步探讨解决在电能量采集管理自动化系统建设中出现的问题，并加以完善。