电量采集及系统自动化研究

电量采集及系统自动化研究

邓新明

（广东电网有限责任公司清远连州供电局，广东连州  513400）

摘要：随着能源需求的不断增长和电力系统规模的扩大，电力行业面临着更加严峻的挑战，使电量采集及系统自动化的研究应运而生。传统电量采集和数据管理方式已经难以满足日益复杂的电力系统运营需求，系统自动化的引入有望提高电力系统的运行效率和数据管理水平。本文针对电量采集及系统自动化方式展开详细分析，为进一步提高供电质量奠定坚实基础。

关键词：电量；采集；系统；自动化

电量采集系统自动化是指通过先进的技术手段和自动化设备，对电力系统中的电量数据进行高效、实时的采集、处理和管理，实现电力系统的智能化运行和优化，涉及传感器、通信技术、数据处理算法以及自动化控制系统等多个方面的综合应用。通过引入先进的电量采集技术和自动化系统，可以实现对电力系统运行数据的高效采集、处理和分析，为系统运营提供更为准确、实时的数据支持，更好的理解电力系统运行状况，提高对能源使用情况的把握，在面对突发事件和需求变化时，自动化系统可以迅速做出相应调整，减少人为干预的时间和误差，提高系统的稳定性和可靠性，实现各种能源的协同运行和优化配置，促进清洁能源的大规模应用，推动电力系统向可持续、智能的方向发展，为系统优化和节能减排提供决策依据。

一、电量采集方式

（一）手动抄表

手动抄表的过程始于抄表员的现场巡检，是一个直接接触电力用户的环节，抄表员需按照预定的周期，如每月或每季度，前往各个电力用户的用电现场。在现场，抄表员需准确识别电表的类型和编号，确保将数据与用户信息一一对应，抄表员需要通过观察和检查，确认电表的运行状态和读数，对于一些复杂的电表，参考电表上的显示屏或仪表盘来获取读数，记录有关现场的相关信息，如电表周围的环境、电表的安装位置等，确保后续数据的准确性和完整性[1]。在完成现场巡检后，抄表员需要将手工获取的电量数据记录下来，包括将电表读数、用户信息、巡检时间等信息准确无误地记录在数据表格或纸质记录表上，此步骤的准确性对于后续的数据处理和管理至关重要。抄表员还要将这些手工记录的数据进行整理和分类，按照电力公司或管理部门的规定，进行报送，将数据输入电脑系统或制定标准的报表，以便电力公司能够及时获取并进一步处理这些数据，保证数据的完整性、准确性，以及报送的及时性，确保后续的账单计量和系统管理的正常进行[2]。

（二）智能电表

智能电表通过集成多功能智能传感器，实现了对多种电力参数的全面监测，包括电流传感器、电压传感器、功率传感器等，能够实时采集电力系统中各个节点的详细数据，通过高精度的传感器，智能电表能够准确测量电流和电压的波动，实时计算功率、电能等参数。与传统电表相比，智能电表的多功能传感器使其能够提供更为细致和全面的电力数据，为用户和电力公司提供更多的信息用于电力管理和运维决策，智能电表内置先进的远程通信模块，通常采用蜂窝网络、Wi-Fi、NB-IoT等通信技术，实现了电量数据的远程传输，使智能电表与中央系统或云端服务器进行实时通信，将采集到的电量数据远程传输至数据中心，通过远程通信模块，电力公司能够方便地实现对大规模智能电表的集中监控和管理，用户也可以通过手机App等渠道实时获取自己的用电情况[3]。

二、电量采集系统自动化方式

（一）传感器技术

传感器技术在电量采集系统中广泛应用于多参数监测，涵盖电流、电压、功率因数等多个关键电力参数，多参数传感器能够通过非侵入式的方式直接感知电力系统中的电磁场，实时采集电流和电压的波形信息，精确计算功率因数，在不影响电力系统正常运行的前提下，实现对电量数据的高效采集，实时监测电力系统的状态变化，提高数据的时效性和准确性[4]。传感器技术不仅包括对电力参数的监测，还涉及智能传感器的应用，智能传感器能够通过内置的处理单元进行数据的实时处理和分析，将处理后的精简数据传输至中央系统，减少了对大量原始数据的传输和存储需求，减轻数据传输的负担，实现数据的本地处理，降低对网络带宽和中央处理能力的依赖。

（二）自动化控制系统

自动化控制系统通过引入可编程逻辑控制器（PLC），实现了对电力系统的智能化监控和控制，PLC是一种专门用于工业控制的计算设备，其内置的可编程逻辑和多种输入输出接口，能够根据预定的逻辑和条件，实时对电力系统进行监测和控制。在电量采集系统中，PLC可以接收来自传感器的电量数据，通过预设的逻辑判断实现对电力系统状态的实时监测，基于监测结果，进行自动调节和控制，如调整电流、电压，或者切断不合规的用电设备[5]。自动化控制系统在电量采集系统中还引入了远程遥控系统，运维人员可以在远程地点对电力系统进行实时控制，通过网络通信技术，将中央控制台与电力系统连接起来，使运维人员可以通过远程终端实时监控电力系统的运行状态，并进行远程操作，提高了电力系统的可维护性和远程管理的便捷性，如运维人员可以通过远程遥控系统对电力系统中的开关、继电器等设备进行操作，实现对系统的实时调节和控制。

（三）大数据与人工智能

电量采集系统通过大数据分析技术，能够处理海量的电力数据，从中挖掘出有价值的信息，涉及数据的采集和存储，通过各类传感器和自动化系统收集的大量电量数据被存储在分布式数据库中，采用大数据分析工具和算法，实时对这些数据进行深入分析，发现潜在的规律和趋势，对历史用电数据的挖掘，预测未来的用电负荷，优化电力分配方案，提高整个电力系统的效率。大数据分析还能识别电力系统中的异常情况，如设备故障或非法用电，实现对电力系统的智能监控和预警[6]。电量采集系统利用人工智能技术，构建智能决策系统，通过机器学习算法对电力系统进行建模和训练，根据电量数据的实时变化和系统运行状态，自动调整电力分配策略和设备运行参数，如通过监测大量用电设备的工作状态和用电习惯，人工智能系统能够为每个用户生成个性化的用电建议，优化用电行为，实现节能减排，自动进行故障诊断和排除，减少了对人工干预的依赖，不断学习和适应电力系统的变化，提高决策的准确性和智能化程度。

结束语：

电量采集及系统自动化的研究是当前电力行业迫切需要解决的问题，能够提升电力系统的效率、稳定性、可持续性，通过深入研究电量采集技术和自动化系统的应用，可以更好地适应电力系统的发展需求，为构建智能、高效、清洁的电力体系做出贡献。未来，电量采集及系统自动化的研究应更加深入的结合人工智能、大数据等前沿技术，实现对电力系统更加全面、深入的监测和管理，随着能源互联网的不断推进，与智能电网、可再生能源等领域相互融合，形成更为复杂、智能化的电力体系，为能源可持续发展提供坚实支持。

参考文献：

[1]李俊臣,颉子光,雷鸣.电能量计量管理系统缺失电量计算方法研究[J].电测与仪表,2023,60(1):180-186.

[2]何鹏.电力系统及其自动化在电网调度中的运用分析[J].通讯世界,2023,30(3):85-87.

[3]张信新.电力系统自动化中智能技术应用的探究[J].通信电源技术,2023,40(17):62-64.

[4]赵林,高帅,张烁,等.变电站关口电能表远程校验系统的设计与实现[J].自动化仪表,2021,42(11):94-98.

[5]袁春旺.基于PLC的电力设备自动化控制系统设计[J].自动化应用,2021(12):113-116.

[6]段维纲.电能计量自动化系统在反窃电工作中的应用研究[J].今日自动化,2021(9):84-85.