关口电能表通信配置检测与管理系统的设计

1 　引言

随着社会主义市场经济体制在我国的确立和电力工业的发展,电力作为一种商品走向市场已是大势所趋,电网的商业化运营和管理已逐步展开。特别是最近几年,电厂的建设和投资模式的多样化,使大多数的新、扩建电厂的产权已不再是国家独有，“厂网分开、竞价上网”是今后发展的趋势,为了对上网电量进行精确计算,必须有一套计量精确、运行可靠的计量系统[1]。传统的电能计量装置存在着精度低,自动化程度低等缺陷,无法适应新的形势要求,因此建立以电能计量为基础的电能计费系统,提高电能量远程采集、传递、处理的精确性、唯一性、可靠性和及时性是实现电网商业化运营的迫切要求。

目前，变电站和发电厂的关口电能表都是全电子式多功能电度表，关口电能计量计费系统直接与关口电能表通信，或者通过电能量远方终端与关口电能表通信读取其采集和生成的计量计费数据。从系统以往运行的经验来看，由于关口电能表的通信配置参数不匹配导致系统与关口电能表通信中断，新装的电能表迟迟接入不到系统，丢失计量计费数据的情况屡屡发生，严重影响了关口电能量计量计费系统的正常运行。

2 　系统的设计原则

(1) 可靠和实用。应能完全满足电网内部线损在线监测和模拟市场的要求。

(2) 先进性。选择当前最先进的硬件平台和主流产品,确保系统的先进性和可扩充性,以保证以后的升级和备件的要求。关口电表应选用智能的多功能电能表,并具有串行通信口,能通过标准的规约与电能表进行通信，来检测电表的各参数的配置。

(3) 唯一性与一致性。数据库信息与检测中心计算机上的数据库信息保持一致,应保证各关口表计的任何规定时间段内电量数据不丢失,并实现通信的正常化。

(4) 开放性。该系统必须为开放式结构,选用的操作系统、数据库系统、通信协议、接口等必须符合开放系统标准。

(5) 系统应有优越的性能/价格比。

3系统设计的目的

对接入系统的关口电能表的通信配置信息进行有效管理;在电能表到现场安装之前，对电能表的通信功能进行有效检测，确保现场运行的电能表的通信配置与通信功能符合关口电能量计量计费系统的要求。

根据关口电能表的通信配置检测与管理系统实际使用的情况，系统设计两种使用方式：如(图1)在计量中心机房建立关口电能表的通信配置检测和管理系统，对全局(公司)的电能表的通信配置信息进行统一管理，对将要安装到现场的电能表的通信配置和通信功能进行批量检测。如(图2)系统安装到笔记本电脑中，运行管理人员在运行现场对电能表的通信配置和通信功能进行检测。为了确保上述两种使用方式的配置信息的一致性，两套系统可以通过网络自动进行数据库同步更新，避免配置信息不一致造成的管理混乱。

通过本系统的建立与使用，摸索一套在线进行关口电能表的通信配置信息的方案。

4 系统功能及技术条件

4.1 　系统功能

建立专门的数据库系统，对接入关口电能量计量计费系统的关口电能表的通信配置信息进行管理，使用该系统，运行管理人员可以快速检索到关口电能表的通信配置信息;针对接入系统的关口电能表，设计与关口电能表通信的通信协议软件，对配置好的电能表，指定安装位置，系统自动按照数据库中的通信配置信息与电能表通信，检测电能表的通信配置是否正确和电能表的通信功能是否正常。通过该系统，运行管理人员可以对接入系统的关口电能表的通信配置信息进行有效管理，对将要接入系统的电能表的通信配置与通信功能进行有效检测，确保现场运行的电能表的通信配置与通信功能符合关口电能量计量计费系统的要求。

4.2 技术条件

a系统采用Microsoft SQL Server 2000作为数据库管理平台，进行数据记录的保存与管理，以Microsoft VC++ 6.0作为软件开发平台。

b设计专门的SQL Server脚本自动生成应用软件所需的数据表和访问过程等。

c通过ODBC接口对SQL Server数据库进行连接访问。

d设计专门的人机交互界面进行数据库信息的登录、检索。

5 数据库的设计

5.1 数据库系统中各实体之间的关系

对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。 本论文是采用ERWin4.1软件建立数据库的概念、逻辑、物理模型。为了防止出现数据模型中的实体、属性等命名混乱，给项目的设计、测试、维护等带来不便，特别制定了GMMS数据模型规范，其中各实体之间的关系如右图3所示：

5.2 关口表实体属性说明

数据库逻辑设计的任务是把数据库概念设计阶段产生的数据库概念模式变换为数据库逻辑模式。而本论文的数据库各实体关系属性是根据数据库实体模型和数据库管理系统设计的。下面是关口表的基本属性设计，严格按照GMMS数据模型规范制定。右图为关口表基本信息表 (T_GateMeterBase)

6 电能表通信协议库

针对各供电局现场运行的各种不同类型的关口表，设

计专门的电表通信软件，用于模拟主站或电能量远方终端与关口表通信。每种电能表规约设计一套通信软件包，以DLL形式管理运行，方便今后的扩展与维护管理。

目前市场上提供类似产品的厂家很多, 这给用户带来更多选择性的同时,也带来了不同厂家产品之间的“互操作性”问题。所谓“互操作性”, 它包括两方面的含义。一是设备的可互换性, 即来自不同厂商的设备在功能上可以用同一功能的同类设备互换。另一是设备的可互操作性, 即来自不同厂商的设备可以相互通信, 能正确理解所交换数据的含义, 并能在不同厂家的环境中实现其功能。

一个开放的系统应能满足互操作性的要求。通信接口设计应遵循国际标准[2]的、开放的协议。因此通信系统的设计参照了ISO/OSI参考模型,以ISO 7层参考模型的低3 层为基础, 采用局域网络参考模型LAN-RM[3]所定义的物理层、介质访问控制子层和逻辑链路控制子层及用户层的基本规范,力求做到满足开放系统设备和软件的互操作性要求。

7 系统维护设计

系统设计有专门的人机交互界面，运行管理人员可以方便指定检测通道以及连接在指定通道上的电能表。软件自动从通信配置数据库中读取电表的通信参数，从规约库中装载通信协议包，自动与电表通信读取电表采集和生成的数据信息，包括：电能量表盘值、瞬时量、需量、电表工作状态和负荷曲线信息等，并采用直观的图形界面集成显示相关数据信息，判断电表的通信功能是否正常，生成电表的通信配置与通信功能检测结果报告。

8　结束语

本文所述的关口电能表的通信配置检测与管理系统即将用于陕西省供电局电能量计量计费系统。该软件可大大提高系统的可靠性和通信效率, 具有较高的实用价值和推广应用前景。在这里我忠心的感谢各位老师的辛勤指导和同学的热情帮助，谢谢大家。

参考文献

[1] 王思彤,王长瑞.大区电网电力市场的网关及其电能计量系.统电网技术，1999,23(6):62-65.

[2] 国家标准GB8567-88《计算机软件产品开发文件编制指南》

[3] 邱公伟,赵祥元,巫淑萍(Qiu Gongwei,Zhao Xiangyuan,Wu Shuping).实时控制与智能仪表多微机系统的通信技术(Communication technology in realtime control and intelligent instrument mutimicrocomputer system)[M].北京:清华大学出版社(Beijing:Press of Tsinghua University),1996.