0　引言

　　电子式电能表除本身的电能计量功能外，还具有数据通信和网络管理能力。与传统光电脉冲计数的电能量采集方式相比，具有计量精度高，计数一致性好，抗干扰能力强，物理结构简单，RTU(上位机)管理灵活，电源可靠性要求低等优点。此外，还具备测量电流、电压、有功功率、无功功率等瞬时量，并以数据通信方式提供给上位机的功能。因此，充分发挥电子式电能表的这一特点，将所测得的瞬时量提取并分离出来，作为远动系统的遥测值，是一种有意义的尝试。

1　方案可行性

　　a.电子式电能表作为电能计量器具已经国家计量管理部门正式确认。宁夏石嘴山供电局于1997年将其作为变电站远动系统中的电能信息采集单元，嵌入SCADA系统中统一管理。近2年的运行实践表明，变电站电能表的当地指示值(当前码)与调度端接收到的电能量码值完全一致，说明这一方法是完全可行的。
　　b.电子式电能表中的瞬时量作为远动遥测值时，技术上主要面临2个问题：一是瞬时量的精度和稳定性；二是能否满足SCADA系统对遥测值的实时性要求。从电子电能表制造厂家提供的技术指标来看，解决上述问题的技术基础是存在的。我们采用北京南瑞系统控制公司生产的SM2000型RTU和湖南威胜集团生产的DSSD—331型电子电能表，对这一方法进行了成功的尝试。

2　网络结构及其特点

　　变电站的远动遥测量与电能量共同取自电子电能表。电子电能表的网络结构如图1所示。

图1　电子电能表的网络结构
Fig.1　Network structure of electronic energy meter

　　a.电能表通过各自的RS—485接口组成局域网络，由RTU上位机管理该网络。
　　b.电能表采用数据通信方式与上位机交换信息，其中电能量发送的是电能表的当前码，瞬时量则可根据上位机要求发送选定信息。
　　c. RTU的主机为MIC2000型工控机。该机型为模块化结构，各种功能模块丰富，软、硬件平台标准，系统的可开发性和可扩充性好。

3　几个关键问题

3.1　电能表瞬时值的测量精度

　　根据电子电能表生产厂家承诺的指标，电能表在测量电流、电压、有功功率时的精度可以达到与电能量计量相同的精度。即若电能表的电能计量精度为0.5级，则上述瞬时值的测量精度也可达到0.5级。实际测试也表明，除个别电能表的电压值略有超标外，其他均能达到精度指标的要求。从远动系统对遥测值的综合误差应保证在1.5%的要求来看，0.5级的表计误差完全能够满足这一要求。电能表测量无功功率的精度为2.0级，从实用的角度已可满足，同时厂家也承诺可在少许增加费用的情况下使之达到1.0级。

3.2　瞬时量的实时性

　　DSSD型电能表的网络结构为总线型，主从应答方式，通信速率从300 bit/s～4800 bit/s可调。实验表明，在1200 bit/s下，当每块电能表取8个瞬时量(有功功率、无功功率、三相电压、三相电流)共18个字节时，平均响应时间为0.7 s～0.8 s。为保证整个变电站的全部遥测量(按30个电气单元考虑)的数据更新时间达到3 s～5 s的要求，我们在MIC2000上配置了2块PCL—746+组件模块，每个模块带有4个RS—485接口。由于该模块的每个RS—485接口本身都配置了16个字节的FIFO数据缓冲区，因此尽管数据的处理是串行方式，但对外表现为并行的效果，这样极大地提高了RTU的数据通信处理能力。在实际中使用了5个RS—485接口，每个接口管理5块电能表，整个RTU共管理25块电能表。测试结果表明，在通信速率为1200 bit/s的情况下，RTU对25块电能表中的200个遥测量的一次读取周期为4 s左右，完全可以满足规程对遥测量数据更新周期的要求。需要指出的是，上述测试是在未取消RTU原有的管理专用遥测变送器(共96个量)功能的条件下进行的，若将此时间开销除去，缩短数据更新时间还有潜力。

3.3　RTU对电能表的管理

　　RTU对电能表中的电能量和瞬时量采用不同的管理方式。瞬时量即时召唤，中断响应方式，读取的瞬时值存入RTU的遥测数据存储区；电能量按整定的时间(例如15 min)插入召唤，读取的电能量(当前码)存入RTU的电能量数据存储区。由于电能量的召唤周期远大于瞬时量的召唤周期，因此对瞬时量实时性的影响可以忽略。实测结果也证明了这一点。

3.4　瞬时量的分离与重组

　　DSSD型电能表的通信规约仅支持一次顺序数据读取方式，即若一块表中两个数据存储地址(由电能表本身给定)不连续时，则需对该表进行2次读取操作。例如电能表中有功功率值的地址为10B1，A相电流值的地址为10B6，要获取这2个值，需对电能表读取2次。为缩短系统全部瞬时量的数据刷新周期，我们采取一次读取一块表中顺序排列的全部瞬时量，而由RTU按所需要的各种瞬时量进行分离和重组后发至调度端。这样既保证了遥测数据的完整性，又将RTU与每块表的通信时间缩至最少，同时也避免了厂站端与调度端之间无用数据的传输。

4　效果分析

　　a.采用电子电能表中的瞬时量作为远动遥测量可以使变电站自动化系统结构大为简化。在此情况下系统仅由3种专业网络组成，即保护网络、测量(电能量和瞬时量)网络、遥信及遥控网络。
　　b.采用电子电能表中瞬时量作为远动遥测量可带来直接的经济效益。以常规专用的电量变送器作为比较，按每个电气元件有功、无功、电流3种遥测量配置，0.5级的共需4500元，加上电能量总计每个元件8500元。而0.5级的DSSD—331型电子电能表每只仅需000元，故每个电气元件可节约4500元，按常规110 kV变电站30个电气元件计(10 kV等级常规不考虑有功、无功遥测量)，可节约10万元左右。同时由于取消了专用遥测屏及相应的二次电缆和安装工程量，这部分又可节约3万元左右。这样一个110 kV等级的变电站总计可节约12万元～13万元，经济效益十分明显。
　　c.由于测量信息源只用一个电流互感器二次测量回路，消除了由信息源不一致引起的误差，同时也降低了电流互感器的二次负载，有利于进一步降低计量误差。并且电能计量与远动遥测同属电测专业，且电能计量的法定等级较遥测高，对于保证计量精度更为有利