基于智能化數據采集系統在電力能耗監測中的應用
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【摘 要】隨著我國科學技術的不斷發展，人們的生活方式得到了明顯的轉變。其中，在電力系統中，智能化數據采集系統獲得了普遍的應用。本文就對智能化數據采集系統在電力系統中的應用進行探討。
【關鍵詞】智能化；數據采集；電力；應用
計算機的廣泛使用對監控系統產生了巨大的影響，它對于監測系統狀態的遠程控制能力較強，可以形成較為簡單明了的圖像。電力監控系統的研究基于計算機強大的數據采集和數據處理能力，可以廣泛使用于各類電力企業，并成為計算機系統的基本功能。隨著工業的發展，電力監控系統以其越來越強的可靠性達到了電力企業發展的需要，未來發展對其提出了更高的要求。
1、智能化數據采集系統
分布式RTU：分布式遠程終端裝置主要包括做遙信裝置的RSI（RelativeStrengthIndex，相對強弱指標）32、做遙測裝置的RCM（RiskControlMatrix，風險控制矩陣）32、做遙控裝置的RCU（RoomControlUnit，客房控制器）16和RPA（RadarPerformanceAnalyzer，雷達性能分析器）。這4個部門分別完成遙信、遙測、遙控、遙脈的功能。
1.1RSI32遙信裝置
主要用于電信智能化局域網采集裝置的RSI32遙信裝置以可以同時采集三十二路無源開關量信號的強大的功能而著稱。為了達到保護各種信號、位置量的目的，這種裝置的工作流程是通過RS-485總線和上級管理系統之間的聯系。其可以實時、動態、全天候的記錄三十二開關量的變化數據和情況。特別值得一提的是，采用關電隔離輸入的RSI32遙信裝置克服了普通裝備一受到外界強電壓輸入即損壞裝置的弱點，從而有效且高質量的保護了內部電路。
1.2RCM32遙測裝置
該裝置主要利用的設備原件是配節互感器和變送器，其主要目的是以采集電流、電壓、溫度、功率等模擬量信號為主用于電器智能化局域網中的采集裝置。該裝置的性能非常強大，其可以同時采集三十二個直流電的信號，然后將其反饋給上位機，之后再由上級管理控制系統進行數據分析。特別需要指出的是，如果采集低壓回路的電流信息則不需要使用配電流變送器。
1.3RCU16遙控裝置
該裝置的主要功能是繼電器輸出，其以實現遠程操作為目的。當管理系統向其發送指令時，其可以直接將信號傳輸給控制裝置，從而實現遠程遙控的目的。以脈沖和自我保持為主的繼電器的輸出方式可以實現自動控制。例如，在脈沖方式下，脈沖信號間歇性的沒個2秒左右就將信號傳達到繼電器，繼電器即可以進行閉合動作。所謂自保持就是繼電器的輸出長期保持一個固定的狀態。RS-485總線也是遙控裝置和上機管理系統的中介，通過該總線，控制管理系統就可以實現對象的遠程控制。
1.4RPA32遙脈裝置
該裝置主要功能是對計算脈沖數，主要是有功或者無功的。該裝置可以將所紀律的數據存入一個特定的設備中，從而可以實現數據的長時間保持。該裝置采用光電隔離輸入，從而也克服了普通裝置受外界高電壓的干擾信號即造成巨大的損壞的缺陷。RS-485總線在分布式RTU中的功能就是將下位機的數據和信號傳輸給上級管理控制系統，從而達到實現各種下位機的功能。在該設備的通信接口處，采用來了抗雷擊性能強的芯片，從而可以有效保護因雷擊造成瞬間極高壓產生的問題，最終實現安全、可靠、有效傳輸數據的目的。
2、電力數據采集系統設計
1）物理層。根據采集周期，不同Device都有能力對千余條數據完成緩存。對數據進行更新之前，本系統必須在Device中對不同時段的電力數據進行采集。2）訪問層。和Device彼此的交互。涵蓋兩個不同的部分，連接模塊應當要和Device構建良好的Socket連接；而消息訪問模塊封裝必須要和Device達成某種傳輸協議，從而和Device之間來對數據包進行傳輸或是發送。3）數據采集層。多線程機制，更多地會反映在數據采集層上。①主線程應當對系統予以設置：通過讀取Device相關的配置信息，如ID標示、IP地址以及端口，將其分配至信息列表中；構建監聽或是采集線程；②IP地址資源并不多，Device開啟后每間隔某個時段，IP地址、端口便會馬上地改變。有時，還會有不同的Device節點摻加至數據網絡中。監聽線程，能夠對不同Device上傳輸的網絡地址進行偵聽，確保系統、Device彼此的通信連接；③數據采集線程能夠從不同Device中來對電力數據進行采集、存儲。
3、低壓電力載波集中抄表系統的應用
3.1抄表的應用
引入本系統后，電力抄表人員坐在單位就可以對電能表數據進行讀取，從根本上提升勞動生產率。由于無需現場抄表，工作人員在任何時候都可以選擇替換抄表或是輪換。這就緩解了手工、輪換超表的難度，降低了抄表人員頻繁登桿的高危性。故此，該種方法相對來說比較安全、高效。數據采集的精準性，能夠確保臺區總表、分表（用戶）在抄表時間上的完全同步，處理手工抄表由于天氣條件、用戶數量超出等情況沒有辦法同步抄表等諸多問題，減小臺區線損出現異常的可能性。此外，系統可以對定時數據進行自動采集。不僅滿足了周期抄表的基本需求，減小了抄表因素引起的線損波動，適應了階梯電價自身對定期抄表做出的要求，同時也符合電價變更的行業之選，使電價可以很好地執行。
3.2預付費的應用
選取本系統之后，用戶如果欠費，系統會自動跳閘；如果用戶完成交費，系統又可以自動合閘。也就是說：交完費用后，就可以馬上用電；同時，系統也可以對預付費、營銷收費系統進行交換。不僅處理了從前的催費難題，也滿足了用戶24小時購電的現實需求。另外，自動合閘也可以減少了用戶不懂得操作IC卡的用電難題。
3.3短信提醒、信息發布功能應用
本系統中，手機短信可以將實時的用電信息傳送給用戶的手機上。抄表員無需再深入現場進行發單，并將繳費通知傳輸至客戶手中，減小欠費停電率。除了可有為供電企業降低電量損失外，同時也可以幫助他們減少麻煩。
3.4業務擴充及農村低壓配網應用
一為為規范用電負荷提供有力的支持。通過對本集抄系統內部的三相負荷進行平衡分析，用電人員可以自由地查詢三相負荷各自的分布情況。若計劃對新裝負荷進行拓展，切勿盲目操作、單項過重引起的線路損耗。二是充實了農電配網原有的運行方式。本系統采取的運行方案，能夠轉變農村低壓配網原有的運行管理模式。在轉變線路人員“三勤”維護方式的同時，為完全數字化、精準化的三率管理提供可靠的支撐，對電能資源進行綜合調配，為運行管理提供可靠的條件與保障。
4、數據采集監控系統的工作原理和基礎
電力監控系統的數據采集系統的運作模式主要在每個RTU主站之間進行，幾乎所有的問題都可以找到聯系，僅在RTU主站請求響應，由多個第2線或四線從主站向通信電路輻射，在工作模式下彼此獨立的，可配置為單回路發射機。一般來說更經濟的公共通信線路連接多個分支RTU。這些支撐線的特種電纜可用載波機提高功率，在每個軌道上控制查詢和回應RTU數據。信息傳輸速率在每個通道內可以達到39600位/秒，這種高速通信方式傳輸數據保證了傳輸信息量的連續響應模式，每個RTU只有分支響應時間的影響，但這種通信方式成本偏高。無線電管理模式屬于國家規定超短波數據通信使用的頻段。
5、結束語
分布式RTU采集裝置和PMC916電力測控裝置適用性強、儀表裝置界面直觀、操作方便，現已在很多工程項目中廣泛使用。每個RTU都帶有總線通信接口，具有數據轉發功能，若干個這樣的RTU連成一個電器智能化局域網，能完成更多的配電設備監控工作。PMC916電力監控裝置可以監測單一回路，測量范圍廣，功能完善，可作為一個獨立的監控裝置應用在電力系統中。
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