电能计量管理系统

电能计量管理系统（推荐8篇）

电能计量管理系统 篇1

电能管理系统数据验收办法

苏州太谷电力股份有限公司

2016年6月 发布

安全、可靠、经济、高效、洁净

电能管理系统数据验收办法

编制：肖名权

审核：郭会成、吴弘彬 批准：

安全、可靠、经济、高效、洁净 目的

为确保电能管理系统正常运行，平台数据的完整性、准确性，加强总部及省公司对数据验收的规范性，特制订此数据验收办法。适用范围

1.通信调试过程中的数据验收（自验）；

2.省公司平台系统初始化过程中的数据验收（初验）； 3.总部平台数据验收（复验）。数据验收办法

3.1数据验收的一般要求

数据验收主要查看某个时刻的电压数据（Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca）、电流数据（Ia、Ib、Ic、In）、功率因数数据（PFa、PFb、PFc、PF）、负荷数据（Pa、Pb、Pc、P），对这些数据进行组合分析，判断是否符合现场实际情况。

验收时必须挑选回路正常工作，有一定大小的电流值时的数据（一般要求二次测电流值大于0.2A），才能准确判断接线是否正确。当没有电流值，无法完整判断接线是否正确。

应特别注意：通过查看数据来判断接线是否准确，只能作为参考。现场验收时还应以现场电压、电流线的实际指示为主。比如：现场实际三相功率因数为0.7，通过调乱电压电流相序，可以调出三相功率因数指示0.95以上，这时候看数据是正常的，但却是不符合实际的。

3.2 查看数据的方法

目前主要有以下三种方法查看到数据：

1）现场监测仪上直接查看。PCM-V监测仪可使用PDA手掌机直接读取监测仪数据。如是带液晶屏的监测仪，可以直接在液晶屏上查看数据。

2）通过调试软件查看数据。现场通信调试人员可使用调试软件查看监测仪数据。总部平台数据复验也可以通过平台主站软件查看监测仪数据。

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3）通过电能服务网平台查看数据。当平台数据初始化做好后，可使用授权账号登录平台查看监测点的数据。当监测仪的接线方式为三相三线时，需在平台上将监测点的接线方式修改为“三相四线”，数据验收通过后，再恢复为“三相三线2CT”。

监测仪三相四线接法和三相三线接法数据验收方法不同，分别介绍。

3.3三相四线监测仪数据验收

三相四线监测仪必须接入Ua、Ub、Uc、Un、Ia、Ib、Ic信号，缺一不可。数据验收一般应遵循以下步骤：

1）查看电压是否有断相。2）查看是否接入同相电压。3）查看电流是否有缺相。4）查看零线电流是否过大。5）查看三相电流流向是否全反。

6）查看三相电压、三相电流相序是否一致。

7）查看是否有电流流向不一致与电压与电流相序不一致的混合错误。下面结合实例说明各步骤的具体操作方法： 1）查看电压是否有断相

查看三相电压，一般A、B、C三相电压指示220V左右的。如某一相或两相或三相都偏差很大，则可能是电压信号线或零线接触有问题。

示例1：如下图所示，Ua、Ub电压在225V左右，Uc几乎为0V，表明C相电压断相，应检查C相电压接线。

示例2：如下图所示，Ua电压在225V左右，Ub和Uc都几乎为0V，表明B相和C相电压断相，应检查B相和C相电压接线。

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2）查看是否接入同相电压

正常如监测仪的Ua、Ub、Uc端子接入的是220V左右的Ua、Ub、Uc相电压，Uab、Ubc、Uca都是380V左右。如看到Ua、Ub、Uc都是220V左右，三个线电压里却有1个或3个都非常小，这时就有可能是接入了同相的电压。示例1：如下图所示，监测仪Ua、Ub、Uc都为225左右，此时Uab、Uca为389左右，而Ubc几乎为0V。这表明接入监测仪B、C电压端子的为同相电压。

示例2：如下图所示，监测仪Ua、Ub、Uc都为225左右，此时Uab、Ubc、Uca都几乎为0V。这表明接入监测仪A、B、C电压端子的都为同相电压。

3）查看电流是否有缺相 三相式CT接线正常情况下三相应该都是有电流的，如果监测仪的数据显示有一相或两相甚至三相都无电流，则可能是电流试验端子没打开或CT有故障，或电流线没接触好。示例1：如下图所示，CT二次侧电流Ia、Ib都是2A，Ic却为0，需检查C相电流接线或C相CT。

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示例2：如下图所示，CT二次侧电流Ia显示0.5A，Ib、Ic却显示0，需检查B相、C相电流接线或B相、C相CT。

4）查看零线电流是否偏大

每相电流都有两根信号线：电流进线（+），电流出线（-）。当CT的P1面面向电源端，P2面面向设备端，则CT的S1端要接在监测仪的电流进线端（+），S2端接在监测仪的电流出线端（-）。如果接反了，该相的功率因数和负荷（平台上将负荷的符号位隐藏了，只显示正值）会变负值。注意，电流本身是没有负值的，所以电流进出线不管怎么接，电流都是正值，只有负荷、功率因数有正负值。零线电流的值为Ia、Ib、Ic的矢量和，正常情况下如果A、B、C三相电流的大小基本平衡，且三相电流进出线接线一致，零线电流应该很小。如发现A、B、C三相电流的大小都基本平衡时，零线电流却几乎是相电流的2倍，则是因为有一相电流接反，A、B、C三相电流矢量和的数值为2倍的相电流。这时候，如果电压、电流的相序一致，各相功率因数、负荷会显示“两相正一相负”或“两相负一相正”。示例1：如下图所示，Ia、Ib、Ic都在2A左右，零线电流Iz却到达4.07A，是相电流的2倍。这显然与真实情况不符。再查看功率因数，发现PFa、PFb都是0.938左右，PFc是-0.938，显然应该是C相电流的进出线接反了。C相电流进出线对调后，PFc变为0.938，零线电流也会变的很小。

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示例2：如下图所示，Ia、Ib、Ic都在0.5A左右，零线电流Iz却到达1A。再查看功率因数，发现PFa是-0.708，PFb是0.708，PFc是-0.707，显然，应该是A相和C相的电流进出线都接反了。将A相、C相电流进出线分别对调后，PFa、PFc都变为0.708左右，零线电流也会变的很小。

5）查看三相电流流向是否全反

三相电压、三相电流、零线电流都正常。各相功率因数、各相功率也都基本平衡，但各相功率因数、各相功率全为负值。这个是由于A、B、C三相电流的进线、出线都接反造成的。示例1：如下图所示，电压正常，电流正常，零线电流正常。PFa、PFb、PFc都在-0.867左右，显然是Ia、Ib、Ic的进出线反了，分别对调后，PFa、PFb、PFc都变为0.867左右，数据就准确了。

6）查看三相电压、三相电流相序是否一致

电压、电流是没有正负的。负荷、功率因数是由电压、电流之间运算得出的，只有同相序的电压信号与电流信号运算才能得出准确的负荷和功率因数。一般功率因数是平衡的正数（如果是电容补偿柜回路，功率因数会很低，而且可能是负

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数，这个是正常的，因为电容补偿基本不消耗有功）。比如PFa、PFb、PFc都在0.99左右，这个是平衡的；比如PFa、PFb、PFc都在0.7左右，这个也是平衡的；再比如PFa为0.99，PFb、PFc在-0.4左右，这个就不平衡了，这个并不是Ib、Ic的电流进出反了，而是Ub、Uc电压信号反了，因为就算调过Ib、Ic的电流进出线，PFa为0.99，PFb、PFc为0.4左右，也是不平衡的，而且此时，零线电流Iz会变的很大。

示例1：如下图所示，PFa为0.999，PFb、PFc在-0.5左右，把Ub、Uc对调后，数据准确。

如有A、B、C三相的功率因数都不正常，比如都很低，但现场实际功率因数不应该这么低。这时，就有可能是A、B、C三相电压电流相序都不一致。此时，只要先对调一下其中的两相电压后，就一定有一相的功率因数会恢复正常，再把剩下的不正常的两相电压对调，三相就都正常了。

示例2：如下图所示，PFa=-0.168，PFb=-0.171、PFc=-0.171。

这个有可能会判断为是三相电流的进出线全反了，但现场实际功率因数应该在0.9以上（可以参考现场其他类似的用电设备的功率因数或参考现场的其他测量仪表），电流进出线全调后，PFa、PFb、PFc的功率因数也才0.17左右，不符合实际。这个真实的错误是A、B、C三相电压电流相序都不一致。先把Ua、Ub对调后，再看数据，如下图所示。

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PFb变为0.938，正常了。PFa为-0.768，PFc还为-0.171，接下来只有把Ua、Uc再对调就好了，改后的数据如下图所示。

7）电流流向不一致与电压、电流相序不一致混合错误 如Ia、Ib、Ic基本平衡，Iz却很大。再看功率因数，也没有出现平衡的“1正2负”或“2正1负”，这时，就有可能是电流流向不一致与电压、电流相序不一致混合错误。改法一般要先调整电压，把功率因数调整出平衡的“1正2负”或“2正1负”，再调整负功率因数相的电流进出线。

示例1：如下图所示，Ia、Ib、Ic都在2A左右，Iz却达到4A左右。显然有1相或2相电流的进出线反了。再看功率因数，PFa=0.167，PFb=-0.767，PFc=0.938。

改法为，先对调Ua、Ub，查看PFa、PFb、PFc绝对值是否平衡。对调过Ua、Ub后，数据如下图所示。

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这时看到PFa为-0.938，将A相电流进出线对调后，数据恢复正常。如下图所示。

3.4三相三线监测仪数据验收

监测仪工作在三相三线工作模式时，必须输入信号是Ua、Ub、Uc、Ia、Ic，缺一不可。

数据验收一般按照以下步骤。1）查看电压是否有断相。

2）查看Ia、Ic、Iz值是否差不多大小。3）查看PFa、PFc、PF是否正常。

4）查看监测仪显示的总负荷是否接近估算值。下面，结合实例，说明各步骤的具体操作方法。1）查看电压是否有断相。

一般要求Uab和Ubc的值在100V左右，如偏差很大，则可能是电压信号线接触有问题或PT故障。

示例1：如下图所示，Ubc=101，Uab为0,表明A相电压线断相，应检查A相电压接线。注意，下图中Ua、Ub、Uc、Uca都为0，这是因为PCM-V监测仪默认不直接计算这些值，用调试软件和PDA看到的都为0。在平台上能看到这些项有数据，是因为主站软件后期补算的。

2）查看Ia、Ic、Iz值是否差不多大小。

一般要求Ia、Ic、Iz值都差不多大小，这里的Iz值，并不是说零线上实际

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有这么大的电流值。监测仪上显示的Iz的值是Ia、Ib、Ic的矢量和，三相三线接法Ib不接，即Ib输入的值为0，这时Iz的值应该和Ia、Ic差不多大小。

示例1:如下图所示，Ia、Ic都为2A，Iz为0。正常Iz应该也为2A左右。查看设备的功率因数，发现PFa为-0.768，所以是A相电流进出线反了。

调整A相电流进出线后的数据如下图所示。

3）查看PFa、PFc、PF是否正常。

三相三线接法时，PFa和PFc的值一般是一个大点一个小点。注意，监测仪上显示的PFa和PFc，并不是说实际上A相功率因数和C相功率因数是这个值，三相三线接法只有总功率因数PF是有意义的。

下面用例子介绍不同总功率因数情况下，PFa、PFc显示的值。总功率因数0.95左右。

总功率因数0.9左右。

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总功率因数0.85左右。

总功率因数0.8左右。

总功率因数0.75左右。

总功率因数0.7左右。

总功率因数0.65左右。

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总功率因数0.6左右。

总功率因数0.55左右。

总功率因数0.5左右。

总功率因数0.45左右。

总功率因数0.4左右。

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4）查看监测仪显示的总负荷是否接近估算值。

监测仪工作在三相三线工作模式时，该位置一般都是各相都很平衡的三相用电设备。根据测得的线电压、电流、总功率因数，基本能估算出实际的总负荷，拿估算出的总负荷对照监测仪测得的总负荷，如果差很多，表明监测仪的接线就存在错误了。

总负荷估算公式为P=Uab*Ia*1.732*PF或P=Ubc*Ic*1.732*PF。

下面以实际例子，来说明。

示例1：Ia=Ic=1.95A，Uab=Ubc=101V,PF=0.8，P=0.273kW。采用估算公式计算的总负荷为P（估）=101*1.95*1.732*0.8=272.89W=0.27289kW，基本接近0.273kW，所以接线是正确的。

示例2：Ia=Ic=2A，Uab=Ubc=101V,PF=0.451，P=0.158kW。采用估算公式计算的总负荷为P（估）=101*2*1.732*0.451=157.79W=0.15779kW，基本接近0.158kW，所以接线是正确的。

示例3：Ia=Ic=2A，Uab=Ubc=101V,PF=0.499，P=0.202kW。采用估算公式计算的总负荷为P（估）=101*2*1.732*0.499=174.58W=0.17458kW，只有0.202kW的86%，相差较多，接线错误。

电能计量管理系统 篇2

某公司供配电系统共有2段35kV进线。I段进线 (关石349线) 引自关城220kV变电站#1主变, 线路长约6km, 其中3km为架空线, 3km为电缆;II段进线 (石化323线) 引自西郊110kV变电站#1主变, 线路长约300m, 全为电缆。II段电源接入总降变电所#1、#2主变 (#1、#2主变容量分别为16MVA、12.5MVA) , 降压为10kV后, 接入总降10kV配电间。总降10kV配电间设有重催变压器#1~#4高压开关柜, 双功能#1、#2变压器高压开关柜, 重催常用主风机、备用主风机、小主风机高压开关柜, 承担了该公司炼油厂重催装置、双功能装置的供电。此外, 总降10kV配电间还配出了4路电源馈线, 分别是厂区10kV配电间I段、II段, 新区10kV配电间, 北厂10kV配电间, 承担了这些地区的供电。新区10kV配电间设有二元酸变压器#1、#2高压开关柜, 汽油加氢变压器#1、#2高压开关柜, 二元酸空压站电机#1~#5高压开关柜, 汽油加氢电机#1、#2高压开关柜, 承担了新区二元酸装置、汽油加氢装置的供电。北厂10kV配电间设有聚丙烯#1、#2变高压开关柜, 河底#1、#2变高压开关柜, 以及本配变高压开关柜, 承担了北厂聚丙烯装置、化工装置以及办公区、生活区的供电。

由于历史原因, 该公司的生产装置是随着公司50多年的发展一步一步建设起来的。在建设过程中, 由于缺乏统一的规划安排, 因此各生产装置的用电情况、各配电间的供配电情况都比较复杂。同一个配电间内, 甚至同一块配电盘上, 配出几个不同生产装置的电源;同一个生产装置, 接入来自2个甚至3个配电间的电源。

2 电能分装置计量系统的基本要求

对新上的电能分装置计量系统, 主要有以下几点要求。

(1) 可采集到全厂所有电能节点的实时电能读数。

(2) 可在数据服务器上对采集到的电能读数进行运算, 计算出每个生产装置的实时电能。

(3) 每小时记录1次采集到的电能读数, 自动生成电能日、月、年报表, 并且自动计算日、月、年的耗电峰、平、谷、总。

(4) 具有计算并校对数据功能, 出现较大偏差时报警。

3 存在的问题及解决办法

(1) 历史问题。各生产装置的用电情况、各配电间的供配电情况都比较复杂, 同一个配电间内甚至同一块配电盘上配出几个不同生产装置的电源, 同一个生产装置接入来自2个甚至3个配电间的电源。

(2) 设备问题。很多回路没有装设电能表, 无法实现准确计量, 因此在需要计量的回路安装电能表, 以达到电能分装置计量的目的。电能表不具备通信功能, 无法实现电能数据上传, 因此将无通信功能的电能表更换为带通信功能的电能表, 把采集到的电能数据实时上传给电能计量服务器, 以达到分装置计量的目的。

(3) 系统问题。没有基于微机的电能计量系统。要将各电能表采集的数据在服务器上进行汇总、运算, 得到各生产装置实时消耗的电能, 并自动生成报表, 需要一套综合电能计量系统。

(4) 管理问题。没有配备电能计量管理专员的, 需要配备。

4 电能分装置计量系统硬件平台设计

4.1 电能采集单元选择

电能数据可以从低压微机保护、电量变送器、数字电力测控仪中采集。

(1) 从低压微机保护中采集电能数据是最经济的一种方式, 因为该公司大部分的低压电机回路都安装了微机保护装置, 无需再另外购置设备。但是低压微机保护的电能计量偏差较大, 最大偏差可达到10%以上, 无法满足电能计量要求。

(2) 比较电量变送器和数字电力测控仪, 后者虽然使用成本略高, 但是有监视屏幕, 便于在现场查找设备的故障、错误信息。

根据分析, 最后决定采用数字电力测控仪作为采集电量信号的基本单元。

4.2 电能采集单元布置

因为是二次改造, 原有回路已没有空间安装新增的数字电力测控仪, 所以在测量回路多的配电室新增电力测控屏, 在测量回路少的配电室新增电力测控箱, 把所有的电力测控仪安装在测控屏、箱内, 在需要测量的回路出线上安装高精度电流互感器, 并将二次电流线接入对应的数字电力测控仪。然后, 根据全厂配电间的分布情况, 在全厂布置6台工业计算机作为数据采集站, 将各配电间的数字电力测控仪通过RS-485总线接入就近的数据采集站。为了保证通信速率, 每条RS-485总线所接设备不得超过8台。对于所带设备较多的采集站, 可通过加装多串口卡来扩展串口, 最大可扩展到32个串口。将这6个数据采集站接入公司工业以太网, 并设置相同的网段, 组成一个小型局域网。电能分装置计量系统结构如图1所示。

5 电能分装置计量系统软件平台设计

综合对比众多的组态软件, 最终决定采用北京亚控的“组态王”软件作为本电能分装置计量系统的软件平台。该软件开放性强, 集成了众多仪器仪表的驱动程序和绝大多数常用通信协议;简单易用, 界面友好, 帮助和支持文档齐全;支持OPC协议, 可实现多台计算机间的OPC通信, 为6个数据采集站的数据汇总计算提供了解决办法。

电能分装置计量系统软件平台采用以下设计思路。

(1) 在组态王中, 给链接到本机数据采集站的每条通信线路分配端口, 并给每个端口挂的数字电力测控仪分配地址。

(2) 在数据辞典中建立I/O变量, 读取链接到本机的所有数字电力测控仪寄存器中的电流、电压、电能信息。

(3) 把采集到的回路电流、电压、电量信息直观显示出来。

(4) 把采集到的电能信息按每小时1次的频率记录在数据表格中, 生成电度日报表, 并且每天根据报表数据自动计算出1天耗电的峰、平、谷、总。

(5) 将采集到的电流、电压数据生成电流、电压曲线图, 作为日后数据分析、故障排查的参考和依据。

(6) 通信异常、数据异常自检, 当检测到采集的数据异常或通信设备故障时, 可通过声光报警通知值班人员, 并将报警信息上传至总站。

6 实施方案

(1) 在北厂化工区建立1个数据采集站, 负责采集北厂聚丙烯装置, 河底一、二级泵房, 北厂办公区、生活区的电能数据, 并处理、运算、上传至数据服务器。

(2) 在南厂运河新区建立1个数据采集站, 负责采集南厂二元酸装置, 汽油加氢装置, 污水、循环水装置的电能数据, 并处理、运算、上传至数据服务器。

(3) 在主厂区南部建立1个数据采集站, 负责采集MTBE、调和泵房、消防泵房、电脱盐等装置的电能数据, 并处理、运算、上传至数据服务器。

(4) 在主厂区东部建立1个数据采集站, 负责采集气分装置、常压装置、动力装置、水处理装置的电能数据, 并处理、运算、上传至数据服务器。

(5) 在主厂区中部建立1个数据采集站, 负责采集加氢装置、消防装置的电能数据, 并处理、运算、上传至数据服务器。

(6) 在主厂区中部建立1个数据服务器, 负责采集重催、双功能装置以及北厂化工区、南厂运河新区和厂区配电所馈线的电能数据, 并处理、运算。

(7) 通过以太网, 将6个数据采集站连接起来, 并利用OPC协议传输采集到的电能数据。其中, 总降数据采集站作为数据服务器, 把其它5个站以及自身采集的数据进行汇总、运算, 计算出每个装置的实时耗电量, 并自动记录每个装置每小时的耗电量数据, 生成电度日、月及年报表, 同时自动计算出各个生产装置的日、月、年耗电的峰、平、谷、总。

(8) 最后, 将采集运算好的各种数据上传至MES网络。

7 技术难点

在方案实施过程中, 遇到一些技术难题。

(1) Modbus采用RS-485串行总线, 通信速率不高, 当链接电度表数量较多时, 数据延时较严重。采用多串口卡, 把1个数据采集站的串口数扩展到16个甚至32个, 这样每条串口线上最多只带8台设备, 延时现象得到改善。

(2) 每小时记录1次采集到的实时数据, 生成数据报表, 并且自动计算出日、月、年耗电的峰、平、谷、总, 需要做大量的编程工作。通过参照组态软件的教程指南, 并结合对实际情况的研究来实现该功能。

(3) 利用组态软件自动数据越限报警功能, 辅以一定的编程实现偏差报警功能。

8 结束语

电能计量管理系统 篇3

摘要：数字电能计量系统在数字化变电站中得到较为良好的应用，电子式互感器及电能表工作原理及接口方式的现代化发展，对数字电能表的校验工作提出了更为严格的要求，。本文就数字电能计量系统现场检定技术进行探索和研究，以提高数字电能计量系统的可靠性和准确性，仅供相关人员参考。

关键词：数字电能计量系统；电子式互感器；数字电能表；现场检定

数字化变电站在互感器输出信号以及电能表的校验方面都与传统变电站之间存在着明显的差异性，电子式互感器因其自身运行特点而得到相关人员的广泛关注，它能够一次性完成电流电压的数字化，最大程度上减少了数字信号传输中所产生的误差，弥补了传统电磁式互感器的不足，促进了数字化变电站的发展。在这种情况下，传统的校验设备无法满足数字电能计量系统的实际需求，因而加强数字电能计量系统现场检定技术的研究具有重要性和必要性。

1 数字电能计量系统现场检定技术概述

1.1电子式互感器现场检定技術的实际情况

通常情况下，直接测量法是电子式互感器现场检定的常用方法，在实际应用过程中，将被测电子式互感器与传统标准互感器进行直接测量和对比分析，从而明确电子式互感器在实际误差。从实际情况来看，这种现场校验方式满足数字化变电站电子式互感器的实际工况，具有一定的合理性和有效性。但是所采取的直接测量法具有一定的特殊性，在实际测量检定过程中对电子式互感器的精准度有着严格的要求，在进行现场校验之前，应当对电子式互感器的整体精准度进行合理的明确和控制。

1.2数字电能表检定技术的实际情况

在数字化变电站中采用的数字化电能表与传统的三相多功能电能表的工作原理完全不同，数字电能表所接收的信号是光纤以太网传送的数字化电流、电压信号，而不是传统的57.7 V/100 V的电压信号，或者是5 A/1 A的电流信号。不存在电流互感器、电压互感器及A/D转换等单元。数字化电能表获取数字化的电流电压瞬时值后，采用数字信号处理算法直接计算得到电功率和电能等电能计量数据。

理论上说数字电能表自身没有A/D环节，只是进行一下数学运算，是没有误差的。但实际可能产生的误差有两部分，一是由算法引起的误差，这种误差与信号的频率波动、波形以及非同步采样有关；另外是浮点数运算时有效位误差，为计算机系统固有误差，可以说是截断误差。

某研究院研制了数字电能表校验装置及其溯源体系，如图1所示，整个校验系统包含标准功率源、校准装置和工控机三部分。校验装置的关键部分是模拟合并单元，将模拟信号采集后，按照IEC61850-9-1协议组成以太网帧，通过光纤网络或者双绞线网络发送给被检电能表。这种方法很好的解决了数字电能表的溯源问题。

图1 数字电能表校验图及量值溯源图

2 数字电能计量系统整体检定技术

从整体情况来看，数字电能计量系统中数字电能表的检定问题始终困扰着业内人士，那么加强数字电能计量系统的整体检定技术的研究和探索具有重要意义。

2.1数字电能计量系统整体检定技术的原理分析

根据图2 可知，数字电能计量系统由被测电子式互感器、电子式电压互感器、合并单元以及数字电能表组合而成。电子式电流互感器实现了对一次电流信号的有效转化，以光纤为传送方式，将其传送到合并单元。从实际情况来看，合并单元能够将数字化的电流电压信号进行标准处理后发送给数字电能表。数字电能表能够通过数字帧直接提取电流电压相关的数据，在此基础上进行标准化的计算，可得出精准可靠地电能信息，从而进行电能脉冲信号的发送。

图2 数字计量系统整体校验图

与此同时，传统的标准电能计量系统在实际运行过程中，传统标准电能表校验仪直接进行二次信号的数字采样，并进行精准的计算后得出标准电能值。将此结果与数字电能表的电能脉冲进行对比分析，即可得出数字电能系统的电能计量误差。数字化电能计量系统整体检定技术的实际应用情况显示，该技术能够真实的反映出数字电能计量系统的误差，并且该校验方式的实际应用原理结构简单且清晰，满足数字化变电站的实际需要，与此同时该测试方法在一定程度上节约了测试相关投资，可以使用常规设备进行操作测试，无需开发新设备，因而具有良好的适用性。

2.2数字电能计量系统整体检定方法的测试结果

本文中我们采用数字电能计量系统整体检定技术对某市数字化变电站中的电能计量系统进行现场检定，现进行简要分析和讨论。该数字化变电站采用标准规格的电子式光学电流互感器，额定电流满足国家相关标准。数字电能表为同一公司生产的三相数字式多功能电能表。采用传统电磁式电压互感器为被测电压互感器。将标准电流互感器的级别进行明确，对额定工作电流进行明确，并对标准电压互感器和标准电能表校验仪的准确度级别进行明确。表1为功率测量结果，通过对表1 的观察和分析可知，额定功率下系统功率误差存在合理性，与理论上的系统误差相一致。

表1 功率测量结果

3 功率测量误差A类不确定度评定

由于试品校准点较多，此处评定只选择了两个有代表性的校准点进行：30%额定电流处（常用负荷），100%额定电流处两点。对30%额定电流和100%额定电流两点功率误差进行6次重复测量，数据见表2。

电能计量管理系统 篇4

面对用电需求如此紧迫的局势，电力企业不得不采取措施，提高电力生产、管理系统的运行管理水平，引入自动化控制技术，全面实现电力系统自动化。

电能计量自动化系统便是在这样的条件下产生，并被引进。

电能计量管理系统 篇5

摘 要：大多数学校教学楼在使用电能过程中会出现电能资源严重浪费现象，需要制定相关系统对其电能节能进行有效的控制。文章通过对教学楼电能节能系统的原理与组成进行讲解，对系统的硬件与软件设计进行分析，并对系统功能进行测试，以便对该系统进行了解，进而推广应用。

关键词：教学楼；电能节能控制系统；推广学校教学楼电能节能控制系统的原理与组成学校教学楼电能节能控制系统主要是由教学楼主控中心单元、电井控制单元、教室节点单元与电能节能控制中心单元等几个方面组成。其中教学楼主控中心单元主要安装在每栋教学楼的配电房中，电井控制单元主要安装在每栋教学楼的配电电井中，教室节点单元主要安装在各个教室的供电入口处或者开关控制处，电能节能控制中心单元主要安装在校园的配电管理中心。在使用手机或PC进行远程操控的时候，需要借助GPRS或WiFi与电能节能控制中心连接与通信，借助通信模式可以与各个单元部分进行通信与连接。该系统的管理人员可以在PC或手机上安装客户端，对其进行输入指令与数据，选择通信方式对其进行控制与管理[1]。电能节能控制系统硬件电路

2.1 教学楼主控制中心单元硬件设计

在该单元的硬件设计中，其主要是用于对教学楼的集中通电与断电，可以借助时钟与通信功能与微控制器连接，从而对教学楼的供电状态进行控制。在进行通信的时候，需要借助有线与无线通信来实现，在无线通信中可以借助网络技术对数据与指令进行传输。在有线通信中主要是借助芯片来完成[2]。

2.2 电井控制单元硬件设计

在电井控制单元中，主要是将主控制中心单元的控制信号转换为实施的装置，以便对教学楼的某个电井提供断电与供电作用。该硬件主要是由微控制器、固态继电器、通信与交流接触器组成。在通信中，需要分为有线与无线两种，其中有限与教学楼主控制中心单元进行通信，无线主要是跟节点单元进行通信[3]。另外，微控制器需要确保内部资源丰富，以便支持2.9～5.5 V的供电，具备较强的抗干扰能力，从而发挥出应有的效果。在固态继电器中，需要确保双向可控制硅的输出，开启零电压，关断零点六，隔离输入与输出回路，并将隔离耐压控制在2 500 V左右。微控制器主要是借助通信功能接入教学楼主控制中心与节点单元的指令，并通过断开控制交流接触器与固态继电器的控制对供电情况进行管理与控制[4]。

2.3 教室节点单元硬件设计

在对该硬件设备进行安装与改造的时候，需要采用单火线供电技术对其设计，其组成部分包括单火线开关电源、接线端、线性稳压、无线通信、微控制器、继电器驱动、多路继电器与检测保护模块等。其电压为220 V，从输入端接入到教师节点端，并分为两组，一组作为取电处理，将其接入到单火线开关电源与线性稳压中，并连接各个电路模块对其通电处理。另外一组需要通过多路继电器对室内用电设备通电处理[5]。在微控制器的选择中需要确保质量过关且价格相对较低的型号，确保其资源丰富，并属于目前流行的微处理器。在继电器中，控制线圈工作电压需要设置为12 V，带负载能力设置为10 A。在开关电源中，需要确保输入电压的范围宽广，确保电路简单，具备较小的空载电流，并且需要选择功耗较低且输出直流电压稳定的型号[6]。在线性稳压中，需要确保具有较高的输入直流电压（最高为40 V），并且可以将其转为低输出直流电压（3.3 V），并且选择的芯片需要具备超低静态电流。在无线通信中，需要具备较好的通信功能，能够快速获取各个传感器节点的数据，以便对其快速处理与控制。在触摸开关?路中需要采用电容式触摸开关，有效地延长使用时间，并降低功耗。在对开关电路进行检测的时候，需要进行人数检测与照度检测，在教室多个位置安装光照度传感器，以便节约电能。照度检测可以对传感器获取的数据进行控制，以便借助无线通信对其光照数据传送到节点单元微控制器中，并根据相关数据对其进行控制。在对教室用电设备进行管理的时候，需要增加人数检测，安装ID识别功能，对教室的人数进行检测，以便在人数离开教室后可以对用电设备进行控制，节约用电[7]。

2.4 电能节能控制中心单元硬件设计

在该硬件设计中，其主要设计目的是对教学楼的集中通电与断电时间进行控制，主要是借助通信、时钟、GSM等来完成。可以在该硬件设计中，添加日历时钟功能，以便将教学楼通电与断电时间数据存在其中，用户可以根据手机与PC在任意时间对教学楼的用电情况进行控制，设置完成后，电能节能系统控制中心可以单独工作。电能节能控制系统软件

3.1 教学楼主控中心单元软件设计

在该单元软件设计的时候，需要设计显示与键盘驱动程序，并将无线与有线通信程序、时钟驱动程序等考虑在内，以便确保主控中心单元能够正常运行。

3.2 电井控制单元软件设计

在该单元软件设计的时候，需要确保硬件电路保持通电工作状态，以便对教学楼主控中心单元的指令进行实时接收，并需要对指令进行分析，从而对交流接触器进行控制，以便确保是否对该区域进行供电处理[8]。

3.3 教室节点单元软件设计

在该单元的软件设计过程中，主要是采用C语言编写对各个程序模块进行组成，模块包括光照度传感器驱动程序、无线通信程序、检测开关电路组网程序。ID读卡驱动程序、控制继电器程序与触摸开关检测程序等。需要对这些软件进行优化设计，以便确保教室节点单元能够发挥出最大作用。

3.4 电能节能控制中心单元软件设计

在该单元软件设计的时候，需要考虑到时钟驱动程序、US-ART驱动程序、无线通信程序与GSM驱动程序的设计。其可以通过PC与USB进行连接，并且可以借助安装的APP与GSM功能与手机连接，将每个教学楼的各个区域电井断电与通电需求进行合理控制，并通过主控中心单元的控制数据与状态和手机与PC端见连接，从而可以对教学楼的供电状态进行掌握与控制，并可以为学生查询自习室的开放情况提供条件。

电能节能系统功能测试

在学校教学楼电能节能控制系统设计完成之后，需要将其安装在教学楼中。学校管理人员需要对学校的断电与通电安排要求进行分析，以便可以将该系统与手机、PC连接，从而可以借助手机与PC端对教学楼的电能节能控制系统进行有效的管理与控制，合理安排教学楼的断电与通电时间，并对自习室的开放情况进行设置，从而可以将各项参数进行统计，并将其输入系统中，开启系统，对其进行试运行处理。可以借助调光灯对自然光照情况进行模拟，以便确保教室节点单元中的光传感器能够获取光照度，并对照明供电进行测试。其中光照强度在10～200 Lx的时候，允许供电处理，而光照强度在200～500 Lx的时候，则禁止供电。将电能节能控制系统应用在学校教学楼的用电设备中，可以取得较好的节能效果[9]。并且这种节能方法符合国家对新碱、扩建与改建建筑物一般照度标准值的规定。另外，在学校安装该系统中，对其单个控制单元的功耗情况进行测试，其中一个教室节点单元空载功耗为0.8 mA，带负载测试功耗为1.1 mA；而一个电井控制单元的空载测试功耗为7.6 mA，带负载功耗为14.2 mA；一个教学楼主控中心单元的空载功耗为6.3 mA；一个电能节能控制中心单元的空载功耗为9.4 mA。在教学楼安装该系统的时候，需要根据学校的实际情况来安装。例如，安装一个电能节能控制中心单元，5个主控中心单元，而每栋教学楼安装20个节点单元，可以根据上述功耗情况进行计算，在安装该系统之前与安装该系统之后，其每天需要消耗的电能差异较大，可以为学校节省巨大的电能，从而可以降低学校的电费成本，以便实现节能效果，并且可以节省学校的日常开支。结语

通过对学校教学楼用电设备使用的情况进行分析，为了有效节省学校电能，可以在学校教学楼安装电能节能控制系统。在该系统中，通过借助通信技术、单火线技术与川农干起检测技术等，可以实现该系统的远程控制。通过对该系统的原理与组成进行分析，了解其硬件与软件设计原理，并对其功能进行检测与试运行处理，可以了解到该系统通过手机与PC端对学校教学楼的用电设备进行控制与管理，可以取得较好的节能效果。并且该系统安装简便、结构简单且性能较好，符合低碳环保与节能、可持续发展要求，能够为学校节省一部分人力、物理资源，该系统具有较好的市场应用前景。

[参考文献]

电能计量标准管理办法 篇6

1总则

本办法规定了供电公司电能计量标准的管理内容及工作要求，适用于市供电有限公司电能计量标准的管理。

3职责与分工

3.1营销部

组织制定公司系统电能计量标准的配置、更新、改造规划和计划；组织建立公司电能计量量值传递体系。

3.2电能计量中心

建立、使用、维护公司电能计量标准；制定并实施本中心电能计量标准、设备的配置、更新、改造计划；开展公司电能计量标准量值传递和量值溯源工作。

3.3计量检定班

组织制定公司电能计量标准建标、复查、更换、封存、撤消及恢复等工作；负责提交电能计量标准申报材料，由省公司营销部电能计量中心统一报送主持计量标准考核部门办理相关手续。

4管理内容及要求

4.1总体要求

4.1.1电能计量中心应按照电能量值传递体系，建立相应的电能计量标准，有效开展电能计量标准量值传递和量值溯源工作。

4.1.2公司电能计量标准量值应溯源至省质量技术监督局。

4.1.3电能计量中心应明确计量标准负责人，负责本中心电能计量标准的建标、复查以及电能计量标准的使用、维护、溯源和相关技术档案的管理工作。

4.1.4电能计量标准应按照《计量标准考核规范》（JJF 1033）要求，经过考核合格并取得《计量标准考核证书》后才能开展检定工作。

4.1.5电能计量中心应按照《计量标准考核规范》和相关计量检定规程和技术规范要求制定计量标准建标、复查计划及计量标准装置、标准器和主要配套设备的周期检定（检测）和期间核查计划，以确保计量标准量值准确可靠。

4.2电能计量标准的建立

4.2.1新建电能计量标准应具备以下条件：

4.2.1.1计量标准器及配套设备应根据计量检定规程和相关技术规范要求合理配置，并经有效溯源取得计量检定或校准证书；电能计量标准应当经过一段时间试运行，并经重复性及稳定性考核合格。

4.2.1.2实验室应根据计量检定规程或技术规范的要求和实际工作需要，配备必要的设施和监控设备，并对温度、湿度等参数进行监测和记录。

4.2.1.3相应的检定项目至少配备两名持《计量检定员证》的检定人员。

4.2.1.4按照《计量标准考核规范》（JJF 1033）要求制定完善的管理制度。

4.2.2新建电能计量标准应按照《计量标准考核规范》（JJF 1033）要求填写《计量标准考核（复查）申请书》和《计量标准技术报告》，上报省公司营销部电能计量中心。

4.2.3电能计量标准建标考核由省公司营销部电能计量中心组织安排，电能计量中心配合主持计量标准考核部门开展建标考核工作。

4.2.4新建电能计量标准经考核合格，并由主持计量标准考核部门发给《计量标准考核证书》后，方可正式投入使用。

4.3电能计量标准的使用

4.3.1使用中的电能计量标准应具有有效期内《计量标准考核证书》。电能计量标准器及主要配套设备均应有连续、有效的检定或校准证书。

4.3.2电能计量标准实验室环境条件应满足相关计量检定规程或技术规范的要求。

4.3.3电能计量标准应配备完整的使用说明书、操作规程及相关作业指导书等，上述技术资料的存放位置应方便操作人员的取阅。

4.3.4电能计量标准发生异常、故障时，应立即停止使用，直至修复并通过检定或校准表明能正常工作后，方可重新使用。电能计量标准异常、故障及维修等情况应有相应的记录。

4.3.5电能计量中心实验室内的电能计量标准不得外借。特殊情况需外借电能计量标准器及配套设备时，需经电能计量中心负责人许可并办理借用手续。标准器及配套设备归还时，应对设备进行全面检查，确定完好后方可接收。

4.3.6现场用电能计量标准器及主要配套设备在领出前和返回后应检查其完好性，在运输过程中应采取防震、防雨、防潮措施。

4.3.7电能计量中心每年应进行一次电能计量标准设备清点工作，并做好相应记录，确保设备台账完整且与实物相符。

4.4电能计量标准的维护

4.4.1电能计量标准应按照《计量标准考核规范》（JJF 1033）

要求建立完整的技术档案，并由专人负责档案的保管及档案信息的实时更新。技术档案应包含以下内容：

4.4.1.1计量标准考核证书

4.4.1.2计量标准考核（复查）申请书

4.4.1.3计量标准技术报告

4.4.1.4计量标准的重复性试验记录

4.4.1.5计量标准的稳定性考核记录

4.4.1.6计量标准履历书

4.4.1.7国家计量检定系统表

4.4.1.8计量检定规程或技术规范

4.4.1.9计量标准操作程序

4.4.1.10计量标准更换、封存或撤销申报表

4.4.1.11计量标准器及主要配套设备使用说明书

4.4.1.12计量标准器及主要配套设备的检定或校准证书

4.4.1.13检定人员的资格证明

4.4.1.14实验室相关管理制度

4.4.1.15检定原始记录及相应检定证书副本

4.4.2电能计量标准器及主要配套设备应按计量检定规程和相关技术规范要求定期送检，送检应由专业人员负责，并做好运输途中的防震、防雨、防潮工作。检定后应按照相关规定粘贴电能计量器具彩色标志。

4.4.3电能计量中心应按照期间核查计划和相关作业指导书要求开展电能计量标准器期间核查工作。

4.4.4每套电能计量标准均应明确专人负责日常保管和维护工作。

4.4.5电能计量标准每年至少开展一次重复性、稳定性考核和测量不确定度验证。当重复性、稳定性考核不合格或测量不确定度验证结果异常时，应立即停止计量标准的使用，直至修复并通过检定或校准表明能正常工作后，方可重新使用。

4.4.6使用中的电能计量标准，应在《计量标准考核证书》有效期届满前 6 个月提出复查申请，上报省公司营销部电能计量中心。

4.4.7电能计量标准复查考核由省公司营销部电能计量中心统一组织安排，电能计量中心配合主持计量标准考核部门开展复查考核工作。

4.4.8电能计量标准经复查考核合格后，方可在主持计量标准考核部门核定的《计量标准考核证书》延长有效期内继续使用。

4.5电能计量标准的更换、封存、撤消和恢复

4.5.1电能计量标准的更换应根据以下三种情况分别办理相关手续：

4.5.1.1更换计量标准器或主要配套设备后，如果计量标准的不确定度或准确度等级或最大允许误差发生了变化，应按新建计量标准向省公司营销部电能计量中心提交建标考核申请材料。

4.5.1.2更换计量标准器或主要配套设备后，如果计量标准的测量范围或开展检定的项目发生变化，应按复查计量标准向省公司营销部电能计量中心提交复查考核申请材料。

4.5.1.3更换计量标准器或主要配套设备后，如果未发生上述两种情况，则只需填写《计量标准更换申报表》并提供相关技术资料，上报省公司营销部电能计量中心。

4.5.2电能计量标准在有效期内，因计量标准器或主要配套设备出现问题，或计量标准需要进行技术改造或其他原因而需要暂时停用或不再使用的，应向省公司营销部电能计量中心提交申请，办理封存或撤销手续。

电能计量检定数据管理系统的应用 篇7

关键词：计量检定,数据管理,应用探究

我国市场经济的不断发展和电力企业改革的不断深入, 人们计量工作的要求越来越高, 它的准确可靠性对电力市场的公平、公正有重要的影响。越来越多的多样化电能表应用到电力系统中, 对日常的检定和考核工作带来更大的挑战。为了完善企业的计量管理工作, 提升服务质量, 加快企业电能计量管理的现代化进程, 探讨企业电能计量检定数据管理系统的建设和开发, 实现电能计量数据管理的一体化。

1 检定数据管理的现状

随着我国电力行业的不断发展和推广, 供电公司的电能表检定工作量不断增加, 检定数据量不断增加。在现在的电力行业, 实时的检定数据基本上分布各自的校验台计算机里面, 这也造成了现在校验数据管理的诸多问题。包括以下三个方面。

1.1 手动输入, 工作量大

对于目前还有很多器具类型没有开发自动检定系统, 还存在很多手工检定的情况。所以这类器具的检定数据基本是靠检定人员手工录入的, 导致了巨大的检定工作量。

1.2 数据分散, 不便统一管理

基于大部分的检定原始数据都分布在不同的校验台计算机里的现状, 造成了数据综合查询处理的诸多不方便, 尤其是以在抽查原始检定数据记录的时候, 分散在不同校验台计算机的数据对于抽查造成了极大的不便。同时导致了数据整合的困难, 因此使得日常的统计工作如制作统计报表、统计合格率以及汇总输出等操作显得十分繁琐, 而且比较容易出现错误。除此之外, 因为一个校表员可能在多个台体上进行校表的工作, 这样也给校表员的工作量统计造成了很大不便。

1.3 数据管理安全性能较差

储存在校验台计算机里面的原始数据有很大的安全隐患, 会由于程序的更新、计算机的维护, 以及突然断电、程序出错等外界因素造成数据库的损坏和丢失, 这种情况下, 数据很难被恢复, 这也对检定数据管理造成了困扰。

2 电能计量检定数据管理系统的原理

为了解决目前电能计量数据管理存在的问题, 需要建立电能计量检定数据管理系统, 系统需要具备数据集中存储管理、集中查询打印以及各种数据统计和数据分析能力。而且还能保证数据的安全性, 对系统进行密码口令管理进一步确保安全。

2.1 系统原理

系统将把.NET框架作为基础的平台, 采用浏览器/服务器和客户端/服务器结构并存的方式, 在满足不同用户不同地点访问和操作的需求, 保护检定数据平台和管理访问权限的同时。另一方面, 又能确保设备通信、控制和数据采集的实时性和可靠性。系统采用逻辑分层设计模式, 也可以提高系统的安全性。简单来说, 可以为计量检定数据中心配备一台性能良好的电脑, 并对网线进行修改, 保证服务器可以实现联网。此外, 还可以配备稳定的操作系统和杀毒软件等配套软件。

2.2 系统功能介绍

电能计量检定数据管理系统是在规范管理电能计量环境下产生的数据管理系统, 其有明显的网路技术和计算机技术气息, 其主要包含数据传输、数据整理、数据管理等三个功能模块, 能够涵盖了电能计量检定数据管理所有的工作内容。

2.2.1 数据传输方便。

系统采用“数据集中存放和数据多级管理”的模式, 运行简便灵活, 结构清晰易懂, 共享性能优良、界面互动性良好, 操作便捷性优良。

2.2.2 数据整理方便。

系统的计算机管理包括计量中心的电能计量检定数据, 所以可以实现数据集中存储、查询、打印, 可以提供日常工作中的各种统计和分析, 也解决了数据存储在校验台计算机的不安全问题。

2.2.3 计量中心数据一体化。

系统的数据管理拓展到了计量中心的各个分部, 可以完成分部电能计量检定工作与本部同步管理。能够加强对电能检定数据的监控能力, 实现计量中心电能计量检定数据的一体化管理。

3 电能计量检定数据管理系统的优势

3.1 校验数据汇总存储容量巨大

系统的客户端采用的是EMCS校表程序, 校表结束之后不需要经过任何处理, 直接完成数据到电能计量检定数据管理系统的传输, 操作方便、快捷。首先, 可以实现将原始数据实时的存储到原始数据服务器上, 校验数据上传到电力系统后, 与此同时, 原始数据也将上传到原始数据服务器中。其次, 上传数据的多少完全由服务器硬盘的容量决定, 所以服务器可以储存年数较久远的校验数据, 还可以将以前的数据拷贝到其他的电脑上, 为服务器提供更多的储存空间。此外, 对于日常工作中的抽样调查, 电能计量检定数据管理系统可以提供专门的抽样数据库, 只要在抽样的范围, 系统内的程序会自动将数据传入到抽样数据库, 为校验数据带来了极大的方便。

3.2 校验数据查询、统计快捷, 便于汇总处理

在电能计量检定数据管理系统中支持多种条件的校验数据查询, 可以按照日期、编号、校表员、结论进行查询操作;同时还可以完成日常的统计工作, 如校表工作量、被检表合格率、统计合格率、统计校验误差情况、半年首检情况等;此外还可以对条件查询结果进行进一步的处理, 如按照特定格式导出数据库, 根据指定要求进行数据的定期备份、恢复以及对汇总数据进行增添、删除等操作。

3.3 汇总数据可以直接导入电力系统

汇总数据可以按特定的条件进行查询, 同时将查询结果传到电力系统网络中, 其数据和直接从校表台上传的数据一样, 这将在电力系统发生故障时, 发挥重大的作用。

3.4 密码权限管理安全可靠

考虑到系统功能的要求和实际需求, 程序可以为不同的权限提供不同的功能, 拥有一般权限的用户, 只能查看数据, 不能对数据进行任何其他的操作;管理员权限则可以用更丰富的功能, 如数据的修改、删除等;而对于没有任何权限的人将不能登录电能计量检定数据管理系统。

3.5 程序具有较强的复制性

在任何一个装有EMCS校表程序的电脑里都可以使用电能计量检定数据管理系统程序, 如果没有程序, 经过安装也可以立即使用。如果绑定服务器, 那么电能计量检定数据管理系统不需要任何额外配置就可以访问系统的后台数据, EMCS系统也不需要其他配置就可以实现数据转移到后台数据库的操作。

3.6 数据保存安全性能好

电能计量检定数据管理系统后天采用的是大型关系型数据库, 能够确保数据操作的高效性。加之前台程序有密码口令和操作人员的实时管理, 能够很好地避免连用权限导致数据丢失损坏的现象。而且本系统具有数据自动备份功能以及数据导出功能, 这也进一步提高了数据安全性能。

3.7 抽样数据的集中查询和处理

系统可以完成独立地对抽样库的查询, 此外, 还可以实现首检数据和抽样数据的互换操作, 简单来说, 就是同一批表的首检数据可以作为抽样数据进行统计, 操作十分方便快捷。

4 结束语

电能计量检定数据管理系统不仅方便了校表数据管理工作, 还能够对错误数据进行及时的修改, 很大程度上提高了工作效率。文章从目前数据管理的现状情况出发, 为解决现状问题, 阐述了电能计量检定数据管理系统的工作原理和功能介绍, 并且研究了电能计量检定数据管理系统的优势特点, 系统储存空间巨大、安全性能优良、数据查询处理方便快捷等优点为电能计量检定数据管理系统的应用提供了可能。虽然在实际的应用过程中会有不足的地方, 所以还需要不断的挖掘、完善系统的功能, 提高系统的实用性。希望文章可以为广大相关工作者提供一定的参考。

参考文献

电能计量管理系统 篇8

关键词：无线通信；电能量计量；智能电网

就目前而言，智能电网将会是未来电网发展的一个趋势，因为智能电网把提高电力服务的运行效率作为重要发展目标，实际发展中智能电网能够促进社会经济发展。此外，电能量的计量系统性能在智能电网建设上有重要意义，科学合理的设计出关于电能量的计量体系，才可以保障智能电网正常运行。由于电能量的计量系统中使用无线的通信技术是未来发展的必然趋势，这就需要相关研究人员加强研究。

1.电力的通信现状

目前电力通信系统中光纤通信占据主导地位，其中数据网络、远程控制、异地视频、智能手机、平板电脑、掌上电脑、电势能与高清视频等都是在光纤通信的基础上发展起来的，且是由小颗粒发展到大数据、单一化发展到复杂化，渐渐演变成多种信息的通信服务。同时，光纤通信能够在110kV骨干的通信网络中运行，但是在环境复杂与点多面广的35kV中低的压配售电过程，通信网络的使用就容易受到影响。应急抢修的管理、配网的自动化与采集智能的电能量将会是电网发展必然走向。新时期无线网的逐渐普及，改善了原先通信中的一些问题。并且原先通信固有的宽带流量限制、安全性与可靠性，在无线通信的设计上，已经无法满足人们的需求。这就需要研究新型的，以及维护性、可靠性与适应性都较高的通信方式，只有这样才能满足新时代人们对通信的要求。

2.总体框架的设计与需求分析

2.1系统的总体设计

就总体系统的设计来看，整个设计的过程，电能量的计量系统自身分为电能量的采集层、管理层以及网关层三个不同层次。一般为了进行科学合理的分析，都是重点对管理层之下远程电能的计量部分进行研究，也就是主要分析研究网关层与电能量的采集层。

单从硬件的角度看来，电能量的采集层通常是包含信息的采集模块与传送模块两个部分。其中采集模块主要的功能是把电能量统一，并转交给相关信息传送的模块。而信息传送的模块则是选择ZigBee的系统芯片实施信息的传递。系统网关层是通过信息的转换实现传递，自身不能直接进行信息传递。

2.2需求的分析

需求的分析是实施电能量计量系统设计的一个前提，为实现科学合理的设计，首先就要全面认识相关需求，只有了解最真实的需要，才可以有针对性的进行设计。从以往的实际情况看来，原先的有线通信无法适应新形势下电能量计量系统的发展，原先的有线通信必须要通信铺设信号的载体，以及检修传输工程受到破坏的线路，这对于社会发展来说十分不利。因此，在以后工作中必须不断强化无线通信的技术研究，因为无线通信的技术不需要铺设信号载体，进行实际传输时，不容易受到影响。

其中以太网的技术应用是社会未来发展的一个必然，全部的居民数据都要引入以太网内，以太网技术引用对于居民缴纳电费较为方便，可以随时随地缴费，也使得工作人员自身工作的效率得到提高。且阶梯电价的计价方式是未来发展中的一个重要方式，阶梯电价的计价方式能让人们自觉的节电，进而促进资源的可持续发展。

3.软件的设计

电能量计量的系统设计包含硬件设计也包含软件设计，其中软件设计是整个系统设计中的一个重要部分，主要是设计电能采集层的软件，详细说来就是指CC2530芯片采集层的程序设计。实际工作的过程中通常都是使用事件的轮循机制实施设计，每个层面进入初始状态以后，系统会自动进入低功耗的模式，这个时候只要发生事件，系统会自动的被唤醒，如果同时发生多个事件，系统会根据事件优先级判断每一个事件，并一个一个的实行处理，采用以上的这种软件在降低能耗方面有着重要意义。

4.硬件的设计

电能量计量系统硬件的设计是对系统网关层的硬件实施设计，以及采集层中传送电路与测量电路，为了更好地进行电能量计量，必须高度重视这三个部分。

4.1网关层的硬件设计

对于网关层的硬件设计而言，其设计过程必须做好以太网中LM3S9B96芯片应用电路设计，LM3S9B96芯片是通过以太网接到控制器与物理接口的收发器，然后两者进行整合而成。在整个设计过程芯片可以完成PHY与MAC有效的匹配，这种匹配方式，可以简化设计，进而使设计成本得以降低。通常在实际工作过程中，为保证芯片能够正常运行，必须通过网络的变压器将PHY与网卡接口互相连接。为保障信号的耦合，还要将芯片与外界进行隔离，进而更好的保护芯片不受外界干扰。

4.2采集层中测量电路的设计

采集层中测量电路的设计要以AD71056的芯片作为设计的对象，实际工作过程CF脚要和单片机的引脚进行连接，计量的过程是使用单片机的中断功能實施脉冲计算，进而更好的进行电能计算工作。此外，实际工作过程中芯片CF的引脚必须在光耦隔离的电路中进行连接，因为光耦隔离的电路本身另一端就要连接单片机输入的引脚，整个电能量计量系统中，光耦隔离可以更好地对电路干扰实行隔离。

4.3传送电路的设计

信息的传送电路设计对于电能量计量系统至关重要，是一个不可或缺的环节，实际工作过程中，必须高度重视信息传递的电路设计，坚决不能忽视任何一个部分。在整个设计过程需要不断加强CC2530的芯片研究，因为电路传送的主要部分是CC2530芯片。电路传送的设计过程VDD1的芯片电源需要并联接到去耦的电容上，其中100nF电容陶瓷主要的作用是将高频干扰进行有效滤除。由于芯片使用的单极子属于不平衡的天线，通常为了满足实际的需要，还要在设计过程增设简单的转化电路，主要是在平衡与不平衡之间进行转换。

设计外围电路对于电路传送来说，是整个设计过程中不容忽视的重要环节，在实际工作过程中设计的外围电路，必须要使芯片的正常运行得到保障，与此同时还要使数据显示的工作能够有效的完成。这就需要设计出CC2530的电路来实现数据显示，具体说来就是选择LCD1602的液晶显示来完成数据显示，这样就可以将数据直观有效的反映出来。

总而言之，在电能量的计量系统设计中，无线通信的技术有重要作用，只有将无线通信技术充分运用在电能量的计量系统中，才可以有效的提升电能计量的效率，这也是今后研究的一个主要方向。因为在经济与科技水平高速发展的时代，人们对电能计量的要求也不断提高，所以必须不断加强无线通信技术在电能量计量系统中的运用，才能够满足实际发展要求。

参考文献：

[1]陈德祥.电能量远程计量系统及其综合应用环境[J].广东科技，2014，34（18）：72-73.

[2]张怿宁，李晋伟，何珏.超高压电能量计量主站系统建设方案的设计研究[J].电测与仪表，2015，23（03）：31-35.