用電信息采集系統(tǒng)電能數(shù)據(jù)異常的原因分析及優(yōu)化解決措施

杜海燕

摘 要：在對用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，探討了電能計量異常數(shù)據(jù)的主要形式，并結(jié)合實際情況詳細(xì)地分析了導(dǎo)致用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常的原因。以提高用電信息采集系統(tǒng)運行可靠性與運行質(zhì)量的基礎(chǔ)上，分別從環(huán)境優(yōu)化、數(shù)據(jù)優(yōu)化以及其他技術(shù)管理措施三個方面提出了相應(yīng)的優(yōu)化解決措施，形成了較為完善的用電信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常處理策略體系。

關(guān)鍵詞：用電信息；采集系統(tǒng)；電能數(shù)據(jù)異常

中圖分類號：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0130-02

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提高，能源的高效利用已經(jīng)成為了經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵和核心。在當(dāng)前信息化社會環(huán)境下，充分提取用電信息，獲得其中的異常變化情況，分析導(dǎo)致異常的原因，能夠為快速地篩查用電客戶提供翔實的數(shù)據(jù)支撐。因此，必須做好用電信息采集系統(tǒng)電能數(shù)據(jù)異常的分析及優(yōu)化工作。

1 用電信息采集系統(tǒng)概述

一個完整的用電信息采集系統(tǒng)包括通信信道、主站和采集設(shè)備三個部分，可以實現(xiàn)對用戶數(shù)據(jù)的全覆蓋和完全采集。具體來講，用電信息采集系統(tǒng)不但能夠?qū)τ脩舻挠秒娦袨檫M(jìn)行實時的監(jiān)控、采集與處理，而且還能夠采集用戶在各個不同用電階段的電能消耗值和剩余電能量，以及用電參數(shù)，包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)等指標(biāo)。一般，系統(tǒng)的采集頻率為15分鐘一次，雖然采集頻率不算高，但是大量用戶在一日內(nèi)采集得到的數(shù)據(jù)量依然十分龐大，若完全采用人工篩查或者分析的方法，將會消耗大量的時間，甚至可能出現(xiàn)疏漏的情況。通過應(yīng)用用電信息采集系統(tǒng)，就可以對用戶的電能運行情況進(jìn)行科學(xué)、高效的統(tǒng)計分析，為智能電網(wǎng)的高效運行提供依據(jù)[1]。

2 電能計量異常數(shù)據(jù)的主要形式

電能計量的異常數(shù)據(jù)主要是指其中與眾不同的信息不符，其中的異常數(shù)據(jù)包括畸變數(shù)據(jù)與壞數(shù)據(jù)?；償?shù)據(jù)是因為事件導(dǎo)致的電量波動，其對于智能電網(wǎng)中因為事件導(dǎo)致的電量波動有重要作用；壞數(shù)據(jù)則主要是因為失誤或者故障，使得數(shù)據(jù)超出了合理的范疇，在具體的管理過程中可以通過退補(bǔ)電量的方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另外，隨著系統(tǒng)運行效率的迅速提升，用電信息采集系統(tǒng)在運行過程中可能會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，從而導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)冗余。數(shù)據(jù)冗余會導(dǎo)致信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析及系統(tǒng)控制智能決策的工作量加大。因此，在系統(tǒng)信息采集過程中，要合理的控制采集數(shù)據(jù)的頻率，在保證數(shù)據(jù)分析樣本足夠的基礎(chǔ)上，合理控制樣本數(shù)據(jù)規(guī)模。

3 導(dǎo)致用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常的原因

3.1 電能表存在的異常

電能表是用電信息采集系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，其直接為用戶的用電信息采集、數(shù)據(jù)處理和監(jiān)控工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。通常，電能表對用電信息采集系統(tǒng)產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）電能表自身的質(zhì)量問題。因為市場上電能表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的類型較多，而且電能表的具體質(zhì)量良莠不齊，諸多小廠生產(chǎn)的電能表不能夠達(dá)到現(xiàn)代電網(wǎng)對計量質(zhì)量的要求，使得用電信息采集系統(tǒng)容易出現(xiàn)異常情況。

（2）電網(wǎng)中電能表的具體型號選擇問題。電能表的型號必須根據(jù)電網(wǎng)、變電站的具體情況進(jìn)行具體的選擇，例如使用功能、功率等，電能表的通信規(guī)約、波特率等，部分用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常的一個重要原因就在于電能表的型號和功能沒有正確選擇。

3.2 互感器異常

電子式電流互感器的異常主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）互感器受潮。這主要是因為互感器的工作環(huán)境較為潮濕，工作人員在檢修和維護(hù)過程中對互感器的干燥處理不予重視，導(dǎo)致互感器容易受潮氣侵蝕，一旦受潮，將導(dǎo)致電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸受阻、出現(xiàn)故障，使得用電信息采集系統(tǒng)出現(xiàn)異常。

（2）電流互感器出現(xiàn)二次開路情況。當(dāng)出現(xiàn)二次開路時，會使得電流的傳輸功率受到影響，使得互感器的數(shù)據(jù)采集異常的概率增加[2]。

3.3 系統(tǒng)通訊故障

3.3.1 環(huán)境因素造成的系統(tǒng)通訊故障

在用電信息采集系統(tǒng)安裝的過程中，因為地理位置會對采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響，例如系統(tǒng)集中器的天線處于箱體內(nèi)部，使得其GPRS信號穩(wěn)定性不足，從而導(dǎo)致主站發(fā)送的數(shù)據(jù)不能夠及時的傳遞至集中器。這使得表計在集中器中的注冊行為受到影響，使得其不能夠?qū)ο录壍闹悄茈娔鼙硐逻_(dá)相應(yīng)的指令，導(dǎo)致電能表采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。

3.3.2 人為因素造成的系統(tǒng)通訊故障

由于傳統(tǒng)的機(jī)械式電能表的靈敏度較低，所以有些電力用戶在傳統(tǒng)的機(jī)械表使用過程中形成了不良的習(xí)慣，而在智能電能表使用過程中依然采用這種使用習(xí)慣，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。例如，現(xiàn)在的智能電能表是基于1.0級的電能表進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)的，其靈敏度迅速提高，精度也明顯上升，通常還增加了通訊線，使得部分電力用戶認(rèn)為這會導(dǎo)致電量多計，而人為的將其拆掉，使得數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)異常。

同時，還會出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集錯誤。在開展用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的初期，設(shè)計的數(shù)據(jù)采集工資表較為簡單，沒有完全考慮現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)采集量和采集情況，使得獲得用戶數(shù)據(jù)不夠規(guī)范，甚至出現(xiàn)錯誤，影響了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性[3]。

4 用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常優(yōu)化解決措施

4.1 優(yōu)化使用環(huán)境，減少異常數(shù)據(jù)

因為用電信息采集系統(tǒng)的終端信號強(qiáng)弱受到區(qū)域信號強(qiáng)度以及地理位置的影響較大，所以可以適當(dāng)采用高增益天線，使得系統(tǒng)的接受能力和抗干擾能力更強(qiáng)，這可以有效的增加信號數(shù)量，或者還可以在該系統(tǒng)中設(shè)置多個諧波阻斷器，在整體上創(chuàng)造一個良好的運行環(huán)境，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

因為用電信息采集系統(tǒng)具有綜合性的特點，涉及的相關(guān)設(shè)備較多，而且這些設(shè)備還必須處于穩(wěn)定的運行過程中，在系統(tǒng)維護(hù)過程中必須及時清理可能出現(xiàn)的線路老化情況，減少不穩(wěn)定因素。在整理過程中，還應(yīng)該對既有的接線情況進(jìn)行合理的規(guī)劃。若屬于操作缺陷，則可以提高載波通信線路強(qiáng)度。另外，還可以對載波功率發(fā)射方式進(jìn)行調(diào)整，使得載波表在臨界點可以正常工作。為了減少功率，可以在電力用戶集中且數(shù)量較少的區(qū)域，采取設(shè)置微功率無線通訊的方式，確保系統(tǒng)采集的安全性。

4.2 統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化數(shù)據(jù)

在優(yōu)化過程中不但要對計量設(shè)備的內(nèi)部及具體的環(huán)境使用因素進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，而且要檢查系統(tǒng)的完整性與穩(wěn)定性，這就必須做好系統(tǒng)的統(tǒng)籌及管理工作。在系統(tǒng)投入到具體的使用前，必須對其中可能覆蓋范圍的所有電力用戶進(jìn)行實地調(diào)查，同時掌握用戶的集中用電時間段與用電高峰值，對調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行深入分析。例如，可以采用大數(shù)據(jù)分析方式，挖掘獲得數(shù)據(jù)中的相關(guān)關(guān)系，獲得用電信息的發(fā)展趨勢與規(guī)律，從而為用電管理的統(tǒng)籌規(guī)劃、提高用電信息采集的成功率提供可靠參考。

4.3 用電信息采集系統(tǒng)電能數(shù)據(jù)異常處理的其他措施

在日常的巡查工作中，首先要做好電能表質(zhì)量檢查以及工作狀態(tài)控制工作，并根據(jù)線路功率以及實際電能供應(yīng)形勢選擇合適的電能表型號，保證電能表計量結(jié)果的準(zhǔn)確性；同時，還應(yīng)該做好用電信息采集系統(tǒng)紅互感設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作，例如，加強(qiáng)對互感器的干燥處理、保護(hù)，提高電流與電壓互感設(shè)備的功能質(zhì)量，保證用電系統(tǒng)信息采集的穩(wěn)定性和可靠性；要對接線盒的安裝進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，從而減輕接線盒在系統(tǒng)運行過程中負(fù)載，避免系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)故障情況；要根據(jù)線路及系統(tǒng)的實際情況，制定一個合理、完善的數(shù)據(jù)監(jiān)管與檢修計劃，提高用電信息采集系統(tǒng)工作過程中的數(shù)據(jù)傳輸速率，實現(xiàn)信號的快速傳遞，便于系統(tǒng)運行效率的提高；最后，要重點加強(qiáng)對用電信息采集系統(tǒng)在采集終端的數(shù)據(jù)監(jiān)控與測量控制工作，使得系統(tǒng)的供應(yīng)電源、通訊系統(tǒng)終端中的相關(guān)參數(shù)設(shè)置滿足其實際使用性能，從而有效的減少信息系統(tǒng)采集獲得異常數(shù)據(jù)的概率，提高信息系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)

[1]何行，何歡，謝瑋，等.用電信息采集系統(tǒng)電能計量數(shù)據(jù)異常原因及改進(jìn)[J].數(shù)字通信世界，2017，（4）.

[2]朱新民，王雨娥.談用電信息采集系統(tǒng)中異常數(shù)據(jù)的分析及判斷[J].電力訊息，2016，（1）.

[3]張勇勤，丁春香.用電信息采集系統(tǒng)電能計量數(shù)據(jù)異常原因分析[J].電子制作，2015，（2）.endprint