Abstract: Based on the original wireless remote intelligent automatic meterreading system lacks background function of real-time monitoring, power line loss analysis, statistics, curve query and network release, unable to timely and accurate understanding of real-time parameters of electricity lines, to users of electricity consumption and loss of accurate analysis, put forward the "electric analysis of application of" system in the field of this solution real-time intelligent monitoring and measurement, introduces the system composition, working principle, system software, function characteristics, and the field application.

Key words: Intelligent oil field   Eectric energy measurement  Itelligent monitoring   Aalysis system    Aplication

【中图分类号】TV547+.5 【文献标识码】B  文章编号1606-5123（2017）11-0000-00

1 引言

    目前电能消耗仍占国内各油田生产可控成本的50%以上，降低电能消耗已成为油田降本增效的关键措施之一，进一步强化油田电能计量管理工作就显得尤为重要^[1]。 随着智能化油田建设步伐的加快，智能化电网成为油田配电系统的发展趋势^[2]。为了解决油田传统电能计量管理中存在的计量误差大、抄表工作量大、计量点多面广、计量点环境条件恶劣、偷窃电及电力线路与设备被盗现象严重等诸多问题，油田各开发企业纷纷推广应用无线远程智能自动抄表系统，这在一定程度上解决了边远地区抄收电量难的问题，提升了电量计量的准确度和电量计量的自动化程度，降低了员工的劳动强度，但从该系统应用情况来看，仍然存在一些功能上的缺失，主要表现在后台系统缺少对电能参数的实时监测、线损分析、报表统计、曲线查询和网络发布等功能，无法及时准确地了解线路的实时用电参数，无法对用户用电量及线损等进行准确分析，为此，我们在调查研究的基础上，提出了《电能计量实时智能监测分析系统在油田的应用》这一研究应用课题，并取得了良好的应用效果。

2 原理设计

2.1 电能计量实时智能监测

    电能计量实时智能监测等分析系统主要由自动拨号子系统、自动抄表计量子系统、服务器操作子系统和网络发布系统等四部分组成。

    (1)自动拨号子系统。该系统主要功能是实现GPRS猫拨号，拨号网络使用移动专用APN“DYSHL.SD”，该子系统还具有软件看门狗功能，能够根据客户需求来对网络进行复位制作，彻底消除了GPRS网络“掉线”及“假死”的掉线故障。该子系统还能够根据客户需要，解决服务器双网络在线的网络发布问题。

    (2)自动抄表计量子系统。该系统运行后可以根据用户设定相关参数及自动抄收间隔，系统会定时对各电能计量点的数据进行抄收，自动抄收的数据的初始值为整点数据。

(3)服务器操作子系统。该系统实现电参数实时监测及报表的统计分析，实现电压、电流、功率、功率因数等电参数进行实时监测，并对电量等数据以月报表、日报表等形式进行自动统计分析，方便运行人员进行监测管理。

    同时，该子系统还具有电量负荷曲线分析功能。负荷曲线分析功能可以帮助运行人员更好地了解各个电能计量点的负荷分布情况，调度人员可以根据用户用电情况及时调整用电负荷。

(4)网络发布系统。该系统由网络发布服务器和客户端组成。网络发布服务器为专业数据服务器，可有效保证电量数据安全，配套网页发布软件可实现多个客户端的访问。油田局域网内用游览器输入服务器发布网络IP地址便可以访问各电能计量点用电网络发布系统。为了保证安全，访问该网站需要用户名和密码。

2.2 原理设计

    GPRS的分组交换技术具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、自如切换等优点。本系统使用的是UDP方式进行数据通讯，UDP为用户数据包协议，它和TCP一样位于协议层，和IP协议配合使用，在传输数据时省去包头，但它不能提供数据包的重传，所以适合传输较短的文件。UDP协议与TCP协议一样，UDP协议直接位于IP协议的顶层，根据OSI(开放系统互连)参考模型，UDP协议与TCP协议都以以属于传输层协议。

    本系统后台数据库使用了SQL Server 2000来实现，SQL Server 2000能够存储较大数据量，速度较快，能够非常方便地实现扩展。该版本继承了SQL Server 7.0版本的优点，同时又比它增加了许多更先进的功能，具有使用方便，可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点，可跨越从运行Microsoft Windows 98的膝上型电脑到运行Microsoft Windows7的大型多处理器的服务器等多种平台使用。

    本系统采用UDP方式实现服务器和各计量装置之间的数据通讯，所以实现数据通讯的关键是C#编程实现。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式，一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据报的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。

    在C#中MS为我们提供了System.Net .Sockets 命名空间，里面包含了Socket类，程序可以通过Socket来发送和接收网络上的数据。可以理解成是一个API，有了它就不用直接去操作网卡了，而是通过这个接口，可以直接实现网络通讯。

2.3 软件开发

本系统所开发的软件系统都是基于C#语言开发。C#语言是微软公司发布的一种面向对象的、运行于NET Framework之上的高级程序设计语言，并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相。C#语言看起来与Java有着惊人的相似，它包括了诸如单一继承、接口、与Java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程，但是C#语言与Java有着明显的不同，它借鉴了Delphi的一个特点，与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司NET windows网络框架的主角。

2.4 项目评估

    (1)智能化程度高。开发的智能抄表计量子系统，实现了电能计量数据的自动抄收，减轻了工人工作量，保证了数据的可靠性和实时性。可对线路的电流、电压、功率因数进行取样分析，及时了解线路的负荷情况，及时调整电网的运行参数。

    (2)安全可靠性好。该系统采用工业级GPRS终端，保证了网络运行的可靠性，并开发了专门的拨号软件，软件看门狗保证了网络实时在线数据的安全可靠性。采集数据通讯快速、可靠并且准确。

    (3)具有远程控制的电能计量功能。该系统具有远程送电断功能，并具有预付费功能，电量不足时自动断电。

    (4)电能计量数据的共享功能。该系统网络发布系统实现了电量数据的共享，可以远程查看用电信息。

    (5)电能数据的曲线查询功能。该系统服务器操作子系统具有电量负荷曲线分析功能。负荷曲线分析功能可以帮助运行人员更好地了解各个电能计量点的负荷分布情况，调度人员可以根据用户用电情况及时调整用电负荷。

    (6)具有能耗分析诊断功能。该系统对电量等数据以月报表、日报表等形式进行自动统计分析，对线路损耗情况进行统计分析，并提出合理的优化改进建议措施。

    (7)具有报警功能。该系统能够及时发现电网中用户信息的异常变化及帮助用户分析原因，减少或避免电量损失，当有发生偷电情况时会自动报警，有效降低电量损失。

    (8)系统操作维护简单方便。利用微机软件对用户电能的用电信息、工作状态以及线路和运行设备进行自动化综合管理。自动远传抄表方式提供极强智能化的数据完整性监测，做到真正无人值守，系统操作维护简单方便。

3 现场工程

本系统于2015年2 月在孤东油田电网管理系统中投入运行，经过二年多时间的现场运行，实践证明该系统性能优越，可靠性好。它既提高了油田用电管理的现代化管理水平，减少了供电系统的故障率，有效实现用电设备的合理配置，减轻了职工的劳动强度；同时又堵死了偷电、窃电现象，给用电管理、监督检查、线路损耗分析带来了方便，提升了油田电网的智能化运行管理水平。自该系统在投运以来，已累计避免电量流失达120万千瓦时，有效避免了配电线路及变压器被盗现象的发生，具有显著的经济效益和社会效益。

4 结束语

    实践证明，应用电能计量实时智能监测分析系统，能实现电能参数的实时监测、线损分析、报表自动生成统计、曲线查询、网络发布用电网异常状态报警等功能，可以及时准确地了解线路的实时用电参数，对用户用电量及线损等进行准确分析，较好地满足对用电负荷实时监测管理的需求。它的应用对提升油田电网智能化管理，提升油田电网自动化程度，减少了供电系统的故障，减轻了职工的劳动强度，减少电网损耗，以及加快智能化油田建设起到良好的促进作用。

参考文献

[1]朱益飞.提高油田电网质量的探讨[J].电能质量,2011,1(10):117~120；

[2]刘舞龙.电动机抗“电压暂降”技术在石化企业中的应用[J].电工电气,2011，21(12):48-49。

作者简介

朱益飞 （1967-） 男 工学学士 高级工程师 研究方向：油田技术质量监督工程