浅谈智能电能计量系统在用电检查中的应用

摘要:我们历史非常悠久，在五千年以来的历史长河当中，我们的成就也是巨大的，这是人类历史重要的一步。可是，中国在经历了一些战争之后，在许多方面都要逊色于其他，在这种情况之下，许多产业都陷入了停滞和无法前进的阶段之中。20世纪九十年代，电力进入到了我们的生活之中，那时候的人们对未来的预测并不是很好，但是随着时代的不断发展，各种问题也越来越多，越来越严重。

关键词：电能计量自动化；用电检查；计量管理

0 引言

在社会发展的今天，资讯科技已经渗透到了我们的生活当中。电力计量管理系统的研制和电力管理的一系列应用，符合当今社会发展的相关需要，满足了电力行业的市场化和信息化水平的巨大进步。文章对电力测量自动化系统的概念、各个部件的主要作用进行了一系列的介绍，并对其在电力管理当中的应用进行了阐述。

1 电能计量自动化系统的定义

(1) 电力自动化系统的重要组成部分之一就是电力计量自动化系统，其主要包括现场计量自动化终端通信信道和计量自动化系统。其中，计量自动化主站管理系统主要就是来实现各类计量自动化设备和系统数据的采集、分析和处理工作，与此同时，可实现对各类现场计量自动终端的相关控制;通信信道主要功能是: 公用电话交换网、CDMA、通用包无线业务、专线、调度网等，它是现场计量自动化终端和计量自动化主站管理系统之间的通信桥梁，可以实现计量自动化主站管理系统的远程信息采集的功能，计量自动化系统要功能就是对仪表等测量点的电能进行相应的采集和传输，并将数据传输至计量自动控制，并完成相应的指示。当前，随着科技的快速进步，计量自动化系统的设计思想、技术方法都在不断地进行发展而在现行的计量自动化系统当中，远程监控系统的主要目标就是客户，而用户负荷控制管理系统则是为电力公司的管理，而配电终端监控系统则是为电力公司的管理者提供一系列的服务，而低压集中抄系统则是面向用户和电力稽查人员，多子系统的相互配合主要帮助用户实现抄表自动化，帮助企业实现监管自动化负荷警报自动化、异常分析自动化。在电力系统的自动化过程当中，计量自动化是其中的一个关键的环节它包括采集数据、更新瞬时量、电压合格率、谐波等信息，是电力信息采集和监控配电运行的一个关键的设备。通过对计量自动化系统的一系列的分析，可以更好地进行电能的管理，提高供电质量，提高供电企业的经营效益。一般的计量自动化系统由计算机、客户端、计量表、通信网络四大系统构成，计算机系统能够对用户的数据进行实时的监控和管理，客户端则能够显示各种基础信息，如表码、瞬时量等，便于用户对电能的查询、计算。

(2) 计量表能够监控用户的用电量，电压合格率能够反映出所辖区域的电力使用状况，并对可能出现的一些危害进行相关的监控和分析。通讯网络能够与使用者进行一种即时的通讯，提示有异常情况的使用者。随着社会对用电的日益增长，计量自动化系统在用电监测、计量管理等各个方面都起着重要的作用，同时也能够协助市场营销部门开展一系列的工作，在实际的工作当中，通过计量自动化系统，及时地分析用电的风险问题，掌握辖区内所有客户的电量，数据和负荷数据，及时的查处计量故障，查找一些窃电的行为。为了能够提供高效生产率，满足社会的基本需求，然而由于计量自动化系统面向的用户有分散和集中的，对这些用户的电量自动采集需要保证数据信息的完整性，除此之外，还要满足计量自动化系统具有一定的开放性，因为用户对电能质量的个性化需求，即根据客户的用电量来确定电力市场的销售模式，并对其进行一种及时地调整，从而使电力市场的销售更加的科学化、人性化。电力计量自动化系统和市场营销系统虽然是两个不同的业务部门，但它们都是电力公司的一种资源，所以具备目标的一致性。

2 电能计量自动化系统功能

2.1 低压集中抄表系统

该系统主要采用的是通讯技术与微机技术相结合的技术，其工作的流程就是由集中器等现场计量自动采集终端利用 RS485 线路或电力线路载波，完成对居民用户智能电表当中的电能等信息的采集、存储，以及由 GPRS 这种通用分组无线服务，向计量自动化主站管理系统发送各种数据。由于低压集中抄表系统的存在，使电能的采集成为了一种自动的电能收集，从而大大减少了抄收时的人力资源问题，提高了电能的统计精度，从而可以对窃电行为进行一种有效的监控!为电费的计算和回收工作提供了可靠的数据支撑。

2.2 计量遥测监测系统

在变电所、发电站当中，经常使用计量遥测监控系统，它的主要作用就是实现电力数据的全面集成。一般而言，遥测监控系统能够实现对入地电网的远程监控，并对每个月的用电量进行相关的统计，并对所收集到的一些数据进行分析，找出主要的线路故障同时，计量遥测监控系统也为实时更新大量的数据提供了一个平台，能够综合地分析、整理、记录所收集到的电能、电压、电流等数据。

2.3 大客户大负荷管理系统

随着我国经济的迅速发展，大量的大型企业，如工矿企业就应运而生，由于用户的相对特殊性，需要对用户的电能、电压、电流、功率等一系列的因素进行实时的监测，并根据监测的结果，为用户提供一种高质量的供电服务。大用户大负载管理是新形势下电力公司创新发展的一个必然的选择。大客户大负荷管理系统的功能是通过计算机技术、计算机通信技术和自动化控制技术对大客户进行一种实时的监控，通过大客户大负荷的管理系统，可以实时的采集、存储大客户的电能、电压、电流、功率因数等一系列的信息，并对电网的负载进行实时的监控和分析，在出现异常状况的时候，能够及时地做出快速的反应，保证用电的安全和稳定。

2.4 配变计量监测系统

配变计量监控系统的组成包括: 计量自动化控制监控系统、现场计量自动化终端、电量计量装置等。配变计量监测系统是以无线网络作为通信采集基础，以低压配电器为工具，对广大电力用进行电量数据的监测和收集工作，并根据所收集到的数据，对配变的工作状况进行一种实时的监测，对各种异常情况进行及时发现、快速的排查。

3 电能计量自动化系统在用电检查和计量管理中的重要性

在电能检测与计量管理等方面，该系统能够 24 小时监控电力使用者的用电量，并能够对异常的状况做出一种及时的响应。这样可以减少测量、检验工作受到气候条件、工作时间限制等一系列因素的影响，在用电的过程当中，自动化系统能够更加全面地掌握用户的用电情况，建立用户的电能档案，对不同的时段进行一系列的分析，从而能够更好地检测到用户的不正常行为，提高防窃电的效率。通过对自动计量系统的显示，检验人员可以及时地对出现的问题进行相关的处理，从而降低用电统计的相对盲目性，提高用电检查的工作效率。用电检验人员无需多次进行实地勘察，可以依据资料的反馈，对冬类问题进行一和及时准确的处理，以提高工作效率，提高工作的科学性。为供电公司节约员工的劳动成本，为供电员工节省劳动的时间。此外，计量自动化系统还能够对线损进行一种全面的分析，为线损分析提供更为准确的数据支撑吧。在反窃电工作当中，计量自动化系统发挥着不容忽视的作用，通过对其进行一种实时的监测与反馈,能够及时地发现偷盗、偷盗行为。此外，该自动控制系统还配备了报警的装置，使电力稽查人员能够更好地处理偷盗的行为，提高处理各类突发事件的效率。

4 电能计量自动化系统在用电检查工作中的应用

一，电能计量自动化系统可以实现对电能用户的用电量实时地进行监控，监控使用的电流、电压和负荷，采集到的数据发现超限用电和超负荷的情况，系统会进行报警提示。这给工作人员传输警惕信号,及时性的前往问题用户的家中，制止这种违法的行为，并对其进行教育指导，除此之外，电力计量自动化系统可对电力使用状况进行相应的数据过程监测，为了避免其再次的违法，进而建立了一套动态实时性的电力负荷管理制度体系。

二，由电力测量自动化系统采集和查询客户的电流和电压的使用情况，并根据监测过程发现的异常数据的进行快速分析，从而确定用户有没有偷电行为,并将其列入重点的监控对象进行实时的监控，监控过程中发现其违法行为并充分地掌握相关证据后，就会严格地执行有关的法规，与此同时，利用电能计量自动化系统监控的测量点的一些数据，可以分析和计算出使用者的窃电行为。2013年8月9号，阳江阳西供电公司营业厅按照计量的相关指示，进入电力计量自动化系统，对阳西县某水电站的瞬时量进行了-些调查，结果显示，该公司在某一时段的二次电流达到14A（5A），但二次电压出现了明显的下降，随后，他调取了 XX水电站的电费数据，结果显示，从2013年2月26日开始，从 2013年2月26日开始，一直到23时，都是在21时到23时之间，初步判定有窃电的可能，并对其进行了连续的用电监测，之后确定有窃电行为。

三，利用电力计量自动化系统的一种监控信息或者利用用户不正常的用户查询系统，对其异常的数据进行一种相关的分析，从而能够及时地发现计量设备的一系列故障，并对其进行现场的用电检查，及时的解决一些相关的问题，确保用电工作的顺利进行和用电的效率。

5 电能计量自动化系统在计量管理工作中的应用

一，利用计量自动化系统当中的数据召唤功能提高了计量设备检测的能力。在日常的计量工作当中，确保计量准确是一要务。在过去的一个月里用户的一次检测是一项非常重要的工作，以往在客户的现场，往往就会发现客户的电力设备还没有连接没有负载，导致无法进行现场的检查。由测量自动化系统检测用户的现场操作资料，从相位角度判定线路是否正确，并查看负载电流是否符合现场的一次测试，确定负载符合相关的规定之后，再到现场进行检查，以防止重复多次上门进行有效的检验;如果发现有什么不正常的地方，按照线路图到现场进行纠正。采用系统判定和实地检验双重判定的测量配线，可将测量误差降到低。

二，根据相应的报警数据对异常警报情况进行梳理归类，这样可以提高计量设备的异常问题处置能力。对相应的报警数据对其原理性的分析可以快速锁定问题点。目前主要将计量相关报警信息划分为计量相关报警、经济运行相关报警、安全运行报警等。再对其相应的报警类型进行细化拆分，计量自动化系统会自动地生成一种业务处理工单，并通过通信端口传递至营销的系统中，从而提高计量设备的异常问题处置能力。

三，通过对计量自动化系统的监测功能，对各种数据进行详细的分析统计，准确地对测量中的各种故障和风险点进行准确的分析。该系统的故障排除方法，使计量工作的及时性和准确性得到了很大的提升。例如，某局2010年到2013年，共发生了120起计量故障，其中由现场巡视发现的计量故障20起，占总故障数16.6%，由非巡检发现的计量故障18起，占总故障数15%，由计量自动化系统发现的计量故障90起，占总故障数约68.4%。对其他几起失效的原因进行了分析，认为PT二次环电压失压，CT二次环电流失流或不平衡，通信口失效 (老式电子表)。统计分析的结果显示，该系统能够对现场计量设备的运行状况进行一种实时的监测，从故障发生的渠道比例分析可知，采用该系统进行的监测比一般的现场巡检更加及时、高效，使其由被动向主动的工作方式进行转变。

6 安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

6.1概述

用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，推广用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。

安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。

6.2应用场所

（1）办公建筑（商务办公、大型公共建筑等）；

（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；

（3）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）；

（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；

（5）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据等）；

（6）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）。

6.3系统结构

6.4系统功能

1）实时监测

系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

2）电能统计报表

系统以丰富的报表支撑计量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。

3）详细电参量查询

在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。

4）运行报表

系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。

5）变压器运行监视

系统对配电系统总进线、主变压器、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流、变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。

6）实时报警

系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。

7）历史事件查询

系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

8）电能质量监测

系统可以对整个配电系统范围内的电能质量进行持续性的监测，运行维护人员可以通过谐波分析棒图、报表掌握进线、变压器、重要回路的电压、电流谐波畸变率、谐波含量、电压不平衡度等，及时采取相应的措施，降低谐波损耗，减少因谐波造成的异常和事故(该功能需要选配带谐波监测功能的电力仪表，不需要可删除。

9）遥控操作

系统支持对断路器、隔离开关、接地刀等进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。实现该功能需要断路器本身具有电操机构及保护保测控装置具备遥控功能等硬件设备的支持。

10）用户权限管理

系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

11）通讯状态图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。

12）视频监控

视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。

13）用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析。

14）APP支持

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”和“缺陷记录”五大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询等。

6.5系统硬件配置清单

 

应用场合	型号	图 片	功能
电能管理软件	Acrel-3000WEB

	Acrel-3000WEB电能管理软件全方监视用户配电系统的运行状态和电量数据，为用户提供更好的运维服务。平台提供用户概况、电力数据监测、电能质量分析、用电分析、日/月/年用能数据报表、异常事件报警和记录、运行环境监测等功能，并支持多平台、多终端数据访问。
智能网关	Anet-2E8S1		8路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP.DL/T645-1997、DL/1645-2007、CJT188-2004、OPC UA等协议的数据接入，ModbusT-c(主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT等协议上传，支持不同协议向多平台转发数据;输入电源:AC/DC 22ov，导轨式安装。
ANet-2E4SM

	4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、从）、104(主、从）、建筑能耗、SNMP、MOTT;（主模块）输入电源:DC 12 V ~36 V .支持4G扩展模块，485扩展模块。
ANet-485	M485模块:4路光耦隔离RS485
ANet-M4G	M4G模块:支持4G全网通
35kV/10kV/6kV微机保护装置	AM6系列		35kV及以下配电系统线路、主变、配电变压器、电动机、电容器、PT监测/PT并列、母联/备自投等保护。
35kV/10kV/6kV弧光保护	ARB5-M		主控单元，可接20路弧光信号或4个扩展单元，弧光保护〈8组）、失灵保护(4组）、TA断线监测（4组）、非电量保护、装置故障告警
ARB5-E	扩展单元，可以插接6块扩展插件，每个扩展插件可以采集5路弧光信号
ARB5-S		弧光探头，建议安装地点包括（但不限于）断路器室、电缆室、母线室，可面板开孔安装，亦可支架式安装。弧光探头的检测范围是一个角度为180°，半径0.5m的扇形区域。
35kV/10kV/6kV进线柜电能质量在线监测	APView500		装置1024点波形采样，集谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测、电压不平衡度监测、事件记录、测量控制等功能为一体，能够满足110kV及以下供电系统电能质量监测的要求。
35kV/10kV/6kV间隔智能操控、节点测温	ASD500

	液晶屏显示一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、3路温湿度控制及显示、远方/就地、分合闸、储能旋钮、预分预合闪光指示、分合闸完好指示、分合闸回路电压测量、人体感应、柜内照明控制、1路以太网、2路RS485、1路USB接口、GPS对时、高压内电气接点无线测温、全电参量测温、脉冲输出、4~20mA输出
35kV/10kV/6kV传感器	ATE400		合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，测温范围-50-125℃，测量精度±1℃;传输距离空旷150米
35kV/10kV/6kV间隔电参量测量	APM830		三相(I、u、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos） ，零序电流In，四象限电能，实时及需量，电流、电压不平衡度，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO,RS485/Modbus，LCD显示
高压重要回路 或低压进线柜	APM810

	三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、coso)，零序电流In，四象限电能，实时及需量，电流、电压不平衡度，负载电流柱状图显示，66种报警类型及外部事件（SOE)各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO,RS485/Modbus，LCD显示
AEM96		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率)﹔电流规格3×1.5(6)A，有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级
ADW300/4G

	三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量;电压电流相角、电压电流不平衡度测量;电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量当月及上三月的电压、电流、功率;需量及上十二月历史需量记录;事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录;支持4路开关量输入、2路开关量输出;支持4路测温;支持1路剩余电流测量;支持本地显示及按键设置;有功电能精度1级。通讯方式:支持RS485通讯、Lora无线通讯、4G通讯;WIFI通讯
0.4kV出线	AEM72		三相电参量U、I、P、0、s、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）﹔电流规格3×1.5(6)A，有功电能精度0.5S级.无功电能精度2级
DTSD1352

	三相电参量u、I、P、Q、s、PF、F测量，分相正向有功电能统计，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计﹔红外通讯;电流规格:经互感器接入3×1(6)A.直接接入3×10(8o)A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级。
ACR120EL

	LCD显示、全电参量测量(U、1、P、Q、PF、F);四象限电能计量;RS485/Modbus;可选复费率电能统计、需量统计;4DI+2DO;RS485通讯接口、Modbus 协议
照明箱	DDSD1352

	单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能计量;红外及RS485通讯;电流规格:10(60）A，有功电能精度1级，无功精度2级;可选配复费率
DDS1352

	单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，正反向电能计量;RS485通讯;电流规格:10(60)A，有功电能精度1级，无功精度2级;尺寸:1P
电流互感器	AKH-0.66/K型

开口式电流互感器

 

7 结语

总之，电力计量自动控制系统被广泛地应用于电力部门的电力检测、计量管理，它的实时数据监测、分析、处理、查询等是保证电力系统能够正常、平稳发展、及时发现和处理各种事故、计量故障、偷电漏电、超负荷用电等具有重要的作用，减少人力物力投入的同时也能够促使检查工作轻松高效，这具有较大的经济效益。

参考文献

赵承.电能计量自动化系统在用电检查和计量管理中的应用[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2022(11):0172-0175

顾根雨.电能计量自动化系统在电力营销中的应用[J].集成电路应用,2021,38(04):134-135.

李景信.计量自动化系统在用电检查和计量管理中的应用[J].电子技术与软件工程,2021(02):126-127.

安科瑞企业微电网设计与应用手册 2023.07版

作者简介：

闻什益，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司。手机:[phone]

审核编辑 黄宇