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摘要:电能量计量系统在国内快速发展.但未形成相关实用化验收标准和实用化效率不高。依据《电能量计量系统设计技术规程》.阐述对地区电能量计量系统的要求和作用及所应达到的基本功能和运行指标.达到地区电能量计量系统实用化的目标。
关键词:电能量:计量系统:实用化
Abstract: electric energy measurement system in domestic rapid development. But not formation related practical acceptance standard and practical efficiency is not high. On the basis of the electrical energy measurement system design technical regulation. This area of electric energy measurement system requirements and function and should achieve the basic function and operation indicators. To electrical energy metering system in practical objectives.
Key words: electric energy: measurement system: practical
中图分类号：R363.1+24文献标识码：A 文章编号：
1概述
随着电力法的颁布实施和电力工业体制改革的深入，电力作为一种商品走向市场已势在必行，为了适应改革的需要，各级电力市场正逐步建立，电网的运营和管理逐步向企业化、市场化发展。二OO三年八月一日国家出台了“电力市场技术支持系统规范”，规范明确了电力市场技术支持系统主要由以下子系统组成：能量管理系统（EMS）、交易管理系统（TMS）、电能量计量系统（TMR）、结算系统（SBS）、合同管理系统（CMS）、报价处理系统（BPS）、市场分析与预测系统（MAF）、交易信息系统（TIS）、报价辅助决策系统（BSS）。
电能量计量系统（TMR）作为电力市场技术支持系统的重要组成部分，是对能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等的电力市场技术支持子系统。电能量计量功能已成为继SCADA、AGC功能之后电网调度自动化的又一个基本功能，并在电能作为商品走向市场的进程中发挥着重要的作用。因此，为了适应电力企业商业化运营的需要，建设一个具有高可靠性、具有强大考核计费功能的电能量计量系统是十分必要的。
2电能量计量系统发展进程
二十世纪电能量计量系统的发展进程经历了两个阶段。第一阶段（二十世纪七、八十年代）：电能量的采集和统计处理仅作为SCADA/RTU中的一项功能。由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、连续性均存在不少问题。因此，只能作为SCADA系统监视电网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的功能和实用化的要求。第二阶段（20世纪90年代至今）国外知名厂商如L&G、ABB、UTS等先后推出独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统。国内也在20世纪90年代后期推出了自行研制的电能量计量系统例如
PBS-2000、DF-6000、IESE200等。其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电能量表，采用了专用通道（专线公用电信网、数据通信网等）、专用的通信规约例如IEC60870-5-102，TCP/IP等来进行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网分开，竞价上网”的商业化运作的需求。独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统，成为了现阶段各供电企业普遍采用的电能量计量系统，该系统的采集精度、数据的可靠性、连续性等问题都得到了较好的解决，它的实用化将使电能量计量系统，成为真正意义上的电力市场技术支持系统。
3电能量计量系统的现状
目前国内的电能量计量系统经过近20年的发展，已进入稳定成长阶段，网省级电网及主要城市的供电网均已配备了独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统，普及率正在逐年提高。以下将从系统的作用、地区电能量计量系统所应达到的基本功能和运行指标方面入手，阐述达到地区电能量计量系统实用化的目标。
3.1地区电能量计量系统的作用
按照国家电力监管委员会下发《电力市场技术支持系统功能规范》（试行）的要求，电能量计量系统是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以达到支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等功能。
3.2地区电能量计量系统实用化应达到的基本功能
（1）数据采集功能。（2）数据运算和综合统计功能（3）数据存储功能。（4）数据查询功能（5）数据修改功能（6）报表功能（7）基本维护功能（8）系统数据共享功能（9）系统的安全性要求（10）系统硬件指标要求。
4电能量计量系统实用化探讨
4.1电能量计量系统的作用和要求
按照国家电力监管委员会下发《电力市场技术支持系统功能规范》(试行)的要求电能量计量系统是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以达到支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等功能电能电能量计量系统的实用化需解决好以下问题:减轻运行人员和算费人员抄表劳动强度;节省(节约)抄表算费人工费用和其它相关费用实现对电能计量装置运行工况的在线监测为供电局线损管理提供先進的工具及技术手段:实现对不同站点计量电能表的同时抄表。
4.2电能量计量系统实用化应达到的基本功能
4.2.1数据采集功能
电能量的数据采集需要充分体现电能量数据的可靠性、完整性、一致性、及时性、准确性、同时性、唯一性、安全性和不可修改性。(1)计量点采集的完整性指标。采集数据的完整性是实现电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算等功能和实现供电局管辖电网和变电站的线损、变损、站损、网损计算、统计的基础数据保证。为了保证数据的覆盖率和完整性就需对计量点进行合理的设置计量点的设置应满足《电能量计量系统设计技术规程》的要求并达到以下指标要求二省地关口电量采集完整率应达到100%;地县(市)和发电厂关口电量采集完整率应达到100%调度范围内变电所电量采集完整率应达到95%。系统应具有定时和随机召唤数据功能。(2)计量点采集的精确指标。电能计量装置的配置应满足《电能量计量系统设计技术规程》的要求月度电量与电能表电量偏差应小于0.5%;电能表窗口数据应精确到小数点后2位以主表数据为准，当主表校验或故障.采用备表数据:若(主表数据一备表数据)/主表数据*100%大于电能表精度的2倍应视为超差。
4.2.2数据运算和综合统计功能
所采集计量点数据应具备以下运算功能:脉冲数据或二次电量数据换算成一次电量数据电量数据统计时段应能灵活调整电量数据的峰、平、谷统计;电量数据的日、月、年统计各类电量数据公式运算;旁路代电量计算:根据旁路电量和刀闸开关进行旁路替代自动计算，或根据旁路电量加人工干预进行旁路替代计算旁路替代应具备撤回功能。综合统计功能应满足电量数据平衡运算和统计，统计出各种计算量。
4.2.3数据存储功能
厂站端电量采集终端或电能表应能存放带时标电量数据不少于30天:电量数据存放格式应为后归方式用于结算的原始电量数据应能保存2年备份电量数据应保存7年，并具有查询手段数据库结构应采用主、备电能表机制主、备电能表数据均应保存。
4.2.4数据查询功能
在线查询2年原始电量、应用电量数据、时段电量数据;在线查询2年峰平谷时段电量、各种公式运算电量、旁路替代电量;在线查询2年主、备电能表数据备份数据查询;可通过曲线或其他图表形式查询原始电量、时段电量、各种公式运算电量:经安全和权限认证.有关部门可查询浏览各类电量数据、報表数据并下载设备档案查询;电能表异常等告警信息、旁路代等事件信息的查询。
4.2.5数据修改功能
原始电量数据不得修改;对应用电量数据的修改应建立安全认证机制能对5分钟电量、时段电量、峰平谷电量、公式统计电量等应用电量数据进行修改修改日志应存档2年及以上并可查询。修改日志应包括修改人的用户名、修改的时间、修改的电量名称、修改电量的时段、修改前电量的值及修改后电量的值。
4.2.6报表功能
维护人员可结合任XC巳等通用文档形成定义制作多种类型报表具备调度生产日报.关口电量日、月报表输电线损耗日、月报表，变电站损耗日、月报表等。报表合格率>95%;合格日报表指日报电量数据合格率>95%。
4.2.7基本维护功能
系统应具备以下基本维护功能:厂站工况系统结构图各类告警信息提示旁路信息提示:系统必须建立标准时钟对电能表校时;系统必须建立多套时段能方便地对每个计量点进行时段设置。
4.2.8系统数据共享功能
系统应能与其他系统互联实现电量数据共享;系统应能与上下级电能量采集计量系统互联实现数据共享和交换;
4.2.9系统的安全性要求
电能量系统与其他系统的互联应有可靠的安全隔离措施;系统应有完整的安全认证机制，对数据的修改、查询、数据库访问、生成都应具有权限和安全认证。
4.2.10系统硬件指标要求
电能计量装置的配置应满足《电能量计量系统设计技术规程》的要求电能量远方终端平均无故障工作时间{M下BF)不应低于5760卜采集应不小于80个电能量数据点。主站端计算机主站端计算机系统主要技术指标:(1)系统年可用率)99.99%;(2)平均无故障时间:MTBF32000Oh;(3)系统运行寿命>10年(4)画面响应时间<25(5)时钟同步保持时钟误差镇0.5秒/天;(6)数据刷新周期可设置;(7)CPU平均负荷率<30%，网络负荷率<25%。电能量系统主站系统月平均运行率>99.9%;电能量系统月平均运行率>95%。
5电能量计量系统实用化建设特点
电能量计量系统由主站系统、远程电能表采集器、全电子式多功能电能表组成。具有如下特点：（1）实用性。符合相应计量标准和技术规范，结合本地实际，满足电能量计量的精度，适合市场化电力运营的需要，功能强大、稳定可靠。并具有良好的人机界面，使用、维护方便。（2）公平性。符合公平、公正、公开的原则，买卖双方数据透明，保证电力公司和用户间的公平交易。（3）可信性。确保电能数据的合法性、唯一性、可靠性、安全性和不可修改性，准确、准时地提供电能数据，为购销双方提供可信的电能量计量计费依据。（4）开放性。系统采用开放的体系结构，能兼容各种电能表、通信方式和通信协议，可扩展性好，便于扩充、升级和维护，从而有效地保护电力公司的投资。（5）先进性。电能量计量自动化涉及电力、计算机、通信、数据库等多个领域的技术，本着实用化的原则充分发挥各自的先进技术，实现整体性能的最佳化。依靠技术进步提高系统性能，降低产品和运营成本。（6）提供准确、准时、可靠的电能量数据，提供强大的电费结算功能。（7）进行负荷预测、监测和考核。（8）管理线损、电量平衡、最大需量。（9）双环网络结构采用内、外双环网结构，将数据和通信中心与其它部分从网络层上分开，确保数据的安全可靠。（10）双网与双通信前置机,确保系统的可靠性。（11）系统自监控系统具有强大的自监控能力，可以实现表计、装置和各计算机异常，通信状态，网络状态等的监测，并能通过声音、屏幕提示和传呼、电话和电子邮件等方式自动报警，从而可实现主站的无人值守；同时，还提供主站和采集系统的远程维护功能。（12）智能通信通信中心能够根据数据量的大小、通信线路的质量与速率等在备选方案中自动选择通信方式和通信协议，无需用户干涉。（13）智能采集器除常规采集器外，该系统还提供了嵌入式的智能采集器，该装置采用了先进的实时操作系统，功能强大，可方便地利用软件实现多种功能，提高系统性能。
6 结语
电能量计量系统是近年来随着中国电力市场的发展而兴起的目前各种设备、系统结构、系统功能组成、实用化指标等都在发展、完善、建立。电能量计量系统是一个综合项目，要实现系统的实用化，首先系统必须有定位准确的规划和功能实用的设计，在系统搭建起来之后.各项功能应能达到相应指标，从而保证系统功能满足用户的实际需求才能实现系统实用化目标。.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:电能量:计量系统:实用化
Abstract: electric energy measurement system in domestic rapid development. But not formation related practical acceptance standard and practical efficiency is not high. On the basis of the electrical energy measurement system design technical regulation. This area of electric energy measurement system requirements and function and should achieve the basic function and operation indicators. To electrical energy metering system in practical objectives.
Key words: electric energy: measurement system: practical
中图分类号：R363.1+24文献标识码：A 文章编号：
1概述
随着电力法的颁布实施和电力工业体制改革的深入，电力作为一种商品走向市场已势在必行，为了适应改革的需要，各级电力市场正逐步建立，电网的运营和管理逐步向企业化、市场化发展。二OO三年八月一日国家出台了“电力市场技术支持系统规范”，规范明确了电力市场技术支持系统主要由以下子系统组成：能量管理系统（EMS）、交易管理系统（TMS）、电能量计量系统（TMR）、结算系统（SBS）、合同管理系统（CMS）、报价处理系统（BPS）、市场分析与预测系统（MAF）、交易信息系统（TIS）、报价辅助决策系统（BSS）。
电能量计量系统（TMR）作为电力市场技术支持系统的重要组成部分，是对能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等的电力市场技术支持子系统。电能量计量功能已成为继SCADA、AGC功能之后电网调度自动化的又一个基本功能，并在电能作为商品走向市场的进程中发挥着重要的作用。因此，为了适应电力企业商业化运营的需要，建设一个具有高可靠性、具有强大考核计费功能的电能量计量系统是十分必要的。
2电能量计量系统发展进程
二十世纪电能量计量系统的发展进程经历了两个阶段。第一阶段（二十世纪七、八十年代）：电能量的采集和统计处理仅作为SCADA/RTU中的一项功能。由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、连续性均存在不少问题。因此，只能作为SCADA系统监视电网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的功能和实用化的要求。第二阶段（20世纪90年代至今）国外知名厂商如L&G、ABB、UTS等先后推出独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统。国内也在20世纪90年代后期推出了自行研制的电能量计量系统例如
PBS-2000、DF-6000、IESE200等。其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电能量表，采用了专用通道（专线公用电信网、数据通信网等）、专用的通信规约例如IEC60870-5-102，TCP/IP等来进行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网分开，竞价上网”的商业化运作的需求。独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统，成为了现阶段各供电企业普遍采用的电能量计量系统，该系统的采集精度、数据的可靠性、连续性等问题都得到了较好的解决，它的实用化将使电能量计量系统，成为真正意义上的电力市场技术支持系统。
3电能量计量系统的现状
目前国内的电能量计量系统经过近20年的发展，已进入稳定成长阶段，网省级电网及主要城市的供电网均已配备了独立于原SCADA/RTU系统的电能量计量专用系统，普及率正在逐年提高。以下将从系统的作用、地区电能量计量系统所应达到的基本功能和运行指标方面入手，阐述达到地区电能量计量系统实用化的目标。
3.1地区电能量计量系统的作用
按照国家电力监管委员会下发《电力市场技术支持系统功能规范》（试行）的要求，电能量计量系统是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以达到支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等功能。
3.2地区电能量计量系统实用化应达到的基本功能
（1）数据采集功能。（2）数据运算和综合统计功能（3）数据存储功能。（4）数据查询功能（5）数据修改功能（6）报表功能（7）基本维护功能（8）系统数据共享功能（9）系统的安全性要求（10）系统硬件指标要求。
4电能量计量系统实用化探讨
4.1电能量计量系统的作用和要求
按照国家电力监管委员会下发《电力市场技术支持系统功能规范》(试行)的要求电能量计量系统是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以达到支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等功能电能电能量计量系统的实用化需解决好以下问题:减轻运行人员和算费人员抄表劳动强度;节省(节约)抄表算费人工费用和其它相关费用实现对电能计量装置运行工况的在线监测为供电局线损管理提供先進的工具及技术手段:实现对不同站点计量电能表的同时抄表。
4.2电能量计量系统实用化应达到的基本功能
4.2.1数据采集功能
电能量的数据采集需要充分体现电能量数据的可靠性、完整性、一致性、及时性、准确性、同时性、唯一性、安全性和不可修改性。(1)计量点采集的完整性指标。采集数据的完整性是实现电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算等功能和实现供电局管辖电网和变电站的线损、变损、站损、网损计算、统计的基础数据保证。为了保证数据的覆盖率和完整性就需对计量点进行合理的设置计量点的设置应满足《电能量计量系统设计技术规程》的要求并达到以下指标要求二省地关口电量采集完整率应达到100%;地县(市)和发电厂关口电量采集完整率应达到100%调度范围内变电所电量采集完整率应达到95%。系统应具有定时和随机召唤数据功能。(2)计量点采集的精确指标。电能计量装置的配置应满足《电能量计量系统设计技术规程》的要求月度电量与电能表电量偏差应小于0.5%;电能表窗口数据应精确到小数点后2位以主表数据为准，当主表校验或故障.采用备表数据:若(主表数据一备表数据)/主表数据*100%大于电能表精度的2倍应视为超差。
4.2.2数据运算和综合统计功能
所采集计量点数据应具备以下运算功能:脉冲数据或二次电量数据换算成一次电量数据电量数据统计时段应能灵活调整电量数据的峰、平、谷统计;电量数据的日、月、年统计各类电量数据公式运算;旁路代电量计算:根据旁路电量和刀闸开关进行旁路替代自动计算，或根据旁路电量加人工干预进行旁路替代计算旁路替代应具备撤回功能。综合统计功能应满足电量数据平衡运算和统计，统计出各种计算量。
4.2.3数据存储功能
厂站端电量采集终端或电能表应能存放带时标电量数据不少于30天:电量数据存放格式应为后归方式用于结算的原始电量数据应能保存2年备份电量数据应保存7年，并具有查询手段数据库结构应采用主、备电能表机制主、备电能表数据均应保存。
4.2.4数据查询功能
在线查询2年原始电量、应用电量数据、时段电量数据;在线查询2年峰平谷时段电量、各种公式运算电量、旁路替代电量;在线查询2年主、备电能表数据备份数据查询;可通过曲线或其他图表形式查询原始电量、时段电量、各种公式运算电量:经安全和权限认证.有关部门可查询浏览各类电量数据、報表数据并下载设备档案查询;电能表异常等告警信息、旁路代等事件信息的查询。
4.2.5数据修改功能
原始电量数据不得修改;对应用电量数据的修改应建立安全认证机制能对5分钟电量、时段电量、峰平谷电量、公式统计电量等应用电量数据进行修改修改日志应存档2年及以上并可查询。修改日志应包括修改人的用户名、修改的时间、修改的电量名称、修改电量的时段、修改前电量的值及修改后电量的值。
4.2.6报表功能
维护人员可结合任XC巳等通用文档形成定义制作多种类型报表具备调度生产日报.关口电量日、月报表输电线损耗日、月报表，变电站损耗日、月报表等。报表合格率>95%;合格日报表指日报电量数据合格率>95%。
4.2.7基本维护功能
系统应具备以下基本维护功能:厂站工况系统结构图各类告警信息提示旁路信息提示:系统必须建立标准时钟对电能表校时;系统必须建立多套时段能方便地对每个计量点进行时段设置。
4.2.8系统数据共享功能
系统应能与其他系统互联实现电量数据共享;系统应能与上下级电能量采集计量系统互联实现数据共享和交换;
4.2.9系统的安全性要求
电能量系统与其他系统的互联应有可靠的安全隔离措施;系统应有完整的安全认证机制，对数据的修改、查询、数据库访问、生成都应具有权限和安全认证。
4.2.10系统硬件指标要求
电能计量装置的配置应满足《电能量计量系统设计技术规程》的要求电能量远方终端平均无故障工作时间{M下BF)不应低于5760卜采集应不小于80个电能量数据点。主站端计算机主站端计算机系统主要技术指标:(1)系统年可用率)99.99%;(2)平均无故障时间:MTBF32000Oh;(3)系统运行寿命>10年(4)画面响应时间<25(5)时钟同步保持时钟误差镇0.5秒/天;(6)数据刷新周期可设置;(7)CPU平均负荷率<30%，网络负荷率<25%。电能量系统主站系统月平均运行率>99.9%;电能量系统月平均运行率>95%。
5电能量计量系统实用化建设特点
电能量计量系统由主站系统、远程电能表采集器、全电子式多功能电能表组成。具有如下特点：（1）实用性。符合相应计量标准和技术规范，结合本地实际，满足电能量计量的精度，适合市场化电力运营的需要，功能强大、稳定可靠。并具有良好的人机界面，使用、维护方便。（2）公平性。符合公平、公正、公开的原则，买卖双方数据透明，保证电力公司和用户间的公平交易。（3）可信性。确保电能数据的合法性、唯一性、可靠性、安全性和不可修改性，准确、准时地提供电能数据，为购销双方提供可信的电能量计量计费依据。（4）开放性。系统采用开放的体系结构，能兼容各种电能表、通信方式和通信协议，可扩展性好，便于扩充、升级和维护，从而有效地保护电力公司的投资。（5）先进性。电能量计量自动化涉及电力、计算机、通信、数据库等多个领域的技术，本着实用化的原则充分发挥各自的先进技术，实现整体性能的最佳化。依靠技术进步提高系统性能，降低产品和运营成本。（6）提供准确、准时、可靠的电能量数据，提供强大的电费结算功能。（7）进行负荷预测、监测和考核。（8）管理线损、电量平衡、最大需量。（9）双环网络结构采用内、外双环网结构，将数据和通信中心与其它部分从网络层上分开，确保数据的安全可靠。（10）双网与双通信前置机,确保系统的可靠性。（11）系统自监控系统具有强大的自监控能力，可以实现表计、装置和各计算机异常，通信状态，网络状态等的监测，并能通过声音、屏幕提示和传呼、电话和电子邮件等方式自动报警，从而可实现主站的无人值守；同时，还提供主站和采集系统的远程维护功能。（12）智能通信通信中心能够根据数据量的大小、通信线路的质量与速率等在备选方案中自动选择通信方式和通信协议，无需用户干涉。（13）智能采集器除常规采集器外，该系统还提供了嵌入式的智能采集器，该装置采用了先进的实时操作系统，功能强大，可方便地利用软件实现多种功能，提高系统性能。
6 结语
电能量计量系统是近年来随着中国电力市场的发展而兴起的目前各种设备、系统结构、系统功能组成、实用化指标等都在发展、完善、建立。电能量计量系统是一个综合项目，要实现系统的实用化，首先系统必须有定位准确的规划和功能实用的设计，在系统搭建起来之后.各项功能应能达到相应指标，从而保证系统功能满足用户的实际需求才能实现系统实用化目标。.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。