基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能電力計量體系

牛萌

國網(wǎng)河南省電力公司安陽供電公司 河南安陽 455000

為了實現(xiàn)對負(fù)載電壓、電流等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計量，應(yīng)用智能電力計量系統(tǒng)是必然選擇，相比于傳統(tǒng)的電力計量系統(tǒng)來說，應(yīng)用數(shù)字化與信息化技術(shù)的智能電力計量系統(tǒng)有著更高的準(zhǔn)確性與安全性。因此，開發(fā)設(shè)計一種智能電力計量系統(tǒng)極為必要。

1 電力計量技術(shù)的概述研究

1.1 電力計量內(nèi)涵與特征表現(xiàn)

關(guān)于電力計量問題的相關(guān)研究，可以從其內(nèi)涵本質(zhì)與特征表現(xiàn)方面入手。所謂的電力計量主要是指利用相關(guān)裝置記錄用戶所有電量，按照收費具體標(biāo)準(zhǔn)，對用戶所用電量所花的費用進(jìn)行科學(xué)計算。一般計量工作開展過程中，計量人員可以引入電度表等裝置計量用戶實際用電情況。根據(jù)實際應(yīng)用情況來看，電力計量特征表現(xiàn)主要以下述方面為主。一是技術(shù)性特征。電力計量工作開展過程中側(cè)重于強調(diào)量化統(tǒng)計，主要運用量化統(tǒng)計工具實現(xiàn)對電力交易過程的科學(xué)記錄。正式記錄過程中，要求相關(guān)裝置必須滿足自動化與智能化等標(biāo)準(zhǔn)，以確保所計量的數(shù)據(jù)內(nèi)容科學(xué)、合理。二是差異性特征。計量統(tǒng)計過程涉及到的因素內(nèi)容較多，如設(shè)備儀器、計量技術(shù)等因素，在這些因素的聯(lián)合驅(qū)動下，會導(dǎo)致計量工作開展過程存在較大差異性。此外，電力計量工作還具備服務(wù)性特征。

1.2 電力計量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及問題

當(dāng)前電力計量技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在電力計量芯片技術(shù)、微處理器技術(shù)等領(lǐng)域當(dāng)中。以電力計量芯片技術(shù)為例，日常應(yīng)用主要按照通用型計量芯片操作規(guī)律，對有功電能計量工作展開記錄工作。在實際應(yīng)用過程中，主要以技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定等優(yōu)勢為主。但是需要注意的是，實際應(yīng)用過程中需要重點考慮器件限制問題。在微處理器與模擬轉(zhuǎn)換應(yīng)用方面，以多功能電表裝置為主，目的在于確保電力計量信息的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。然而，實際應(yīng)用過程中諧波影響問題明顯，容易給計量過程造成波動影響。

2 智能電力計量系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 硬件設(shè)計

智能電力計量系統(tǒng)的運行過程，加入的設(shè)備包括通信設(shè)施、信息顯示屏、系統(tǒng)運行過程的控制板，三者設(shè)計方案如下：控制板設(shè)計。智能電力計量系統(tǒng)的核心控制板要完成多項任務(wù)，包括通信資源調(diào)整、電力數(shù)據(jù)獲得、電力數(shù)據(jù)分析等，目前開發(fā)的符合多任務(wù)通路的控制板中，考慮到穩(wěn)定度、效率性、環(huán)境抵抗能力等因素，選擇Arduino Mega2560型號，控制板硬件可以直接購買，則主要設(shè)計因素是控制板的供電系統(tǒng)設(shè)計。可以使用三端穩(wěn)壓集成電路穩(wěn)定供電，核心設(shè)施是LM7805，該設(shè)備采用TO-220封裝設(shè)備，其中含有過載保護(hù)電路，為讓其穩(wěn)定輸出1A電流，要在供電核心外設(shè)置散熱片。

2.2 顯示器設(shè)計

顯示器要可以直接顯示數(shù)據(jù)，為節(jié)約成本，可選用LCD液晶顯示器，該硬件的主要設(shè)計項目是顯示器和其他設(shè)備的連接方法，由于顯示器上展現(xiàn)的數(shù)據(jù)是控制板的輸出數(shù)據(jù)，同時顯示器上存在多個數(shù)據(jù)接口，要能夠正確連接，由于控制板通過輸出電流的方法輸出信息，可以滿足對LCD顯示器的供電要求，可采用控制板和液晶顯示直連方法，讓顯示器可以直接展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息，其中控制板的數(shù)據(jù)輸出出口要和液晶顯示器的D0端口連接，以顯示智能電力計量系統(tǒng)獲得的各類測量結(jié)果。

2.3 通信系統(tǒng)設(shè)計

智能電力計量系統(tǒng)的設(shè)計目的是，把測量參數(shù)回傳給數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通信系統(tǒng)采用GSN無線通信技術(shù)，直接傳遞給電力參數(shù)控制站點。設(shè)備加入中，配置設(shè)備包括信號的發(fā)射裝置、中繼放大裝置、信息的接收裝置三項，其中信息的接收裝置也要直接使用通信線纜和數(shù)據(jù)處理中樞連接，理論上該系統(tǒng)每5s更新一次信息，則要求硬件設(shè)備可以滿足信息的高頻發(fā)送、接收和錄入要求。

3 智能電表的實踐應(yīng)用

關(guān)于智能電表的應(yīng)用問題，可以按照電網(wǎng)智能終端的特性進(jìn)行研究與分析。智能電表在融入傳統(tǒng)電能表與電量計量功能的前提下，初步可以滿足智能電網(wǎng)建設(shè)需求以及新能源使用需求。例如雙向數(shù)據(jù)通信、用戶端控制等都是視為智能電表的應(yīng)用體現(xiàn)。在電力計量工作中，智能電網(wǎng)的實踐應(yīng)用主要集中體現(xiàn)于下述幾個方面：①在時間段、費率等方面顯現(xiàn)的靈活性較強。智能電表應(yīng)用過程需要根據(jù)操作人員實際需求，設(shè)定不同時間段或者費率問題，且具備自動更換特點，為計量與計費過程提供精準(zhǔn)性保障。②計量功能多樣性特點明顯。較之傳統(tǒng)電能表相比，智能電表除了可以滿足電力計量準(zhǔn)確性特點之外，還可以按照可定義組合方式實現(xiàn)有功組合電量過程，利于計量人員整合數(shù)據(jù)資源。③及時掌握與分析電力參數(shù)問題，滿足測量過程的高精度要求。一旦出現(xiàn)異常情況，電能表可以不受異常情況的影響，保持正常運作狀態(tài)，并完成自動化記錄工作，為故障檢測工作提供決策數(shù)據(jù)。如此一來，基本上可以為電力計量工作提供良好保障。

4 結(jié)語

總而言之，電力計量技術(shù)作為供電企業(yè)管理體系的重要部分，理應(yīng)得到全體工作人員的重視。盡量從多個方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與科學(xué)部署，確保節(jié)能降耗目標(biāo)得以實現(xiàn)。正式應(yīng)用過程中，要求技術(shù)人員應(yīng)該正確認(rèn)知電力計量技術(shù)的本質(zhì)特征與內(nèi)涵表現(xiàn)。必要時，可以結(jié)合智能電表裝置，目的在于充分發(fā)揮電能計量的優(yōu)勢與作用，為供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供保障。除此之外，為進(jìn)一步促進(jìn)電力計量技術(shù)的深化發(fā)展，建議管理人員可以在計量技術(shù)設(shè)備以及技術(shù)系統(tǒng)等方面進(jìn)行優(yōu)化處理，為節(jié)能降耗目標(biāo)內(nèi)容的順利實現(xiàn)提供內(nèi)在驅(qū)動力。