淺析用電信息采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)

林海威

摘 要：隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)范圍擴(kuò)大，用電信息采集系統(tǒng)也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，由單一的數(shù)據(jù)采集和單向的傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔㈦p向交互的方式，實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的智能化。本文對(duì)用電信息采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致的分析，并簡(jiǎn)要的介紹了兩種技術(shù)相關(guān)的理論概念。

關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集技術(shù)

1 前言

智能電表的全面應(yīng)用，使得電力企業(yè)對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的要求更高，數(shù)據(jù)采集是用電信息系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的影響很大。因此，用電信息采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)需要不斷的完善以適應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展，滿足國(guó)際化和新時(shí)期的要求。

2 用電信息采集系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成和應(yīng)用現(xiàn)狀

這一系統(tǒng)主要由主站、通信通道和采集設(shè)備三個(gè)部分組成，主站系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)應(yīng)用、任務(wù)調(diào)度和數(shù)據(jù)庫(kù)管理等，通信通道則負(fù)責(zé)連接主站和終端，將信息進(jìn)行傳輸，而采集設(shè)備則是安裝在最末端負(fù)責(zé)為整個(gè)系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)信息。

隨著電力企業(yè)的改革，傳統(tǒng)的人工抄表收費(fèi)方式已經(jīng)無(wú)法滿足發(fā)展要求，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)也開始使用。近些年，我國(guó)的用電信息采集系統(tǒng)也根據(jù)不同的用電類型進(jìn)行了改革。首先，電力企業(yè)對(duì)用電信息采集系統(tǒng)以及智能電表的技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)相關(guān)的構(gòu)成部分也制定了具體的要求，如用電信息采集系統(tǒng)主站、檢驗(yàn)驗(yàn)收。其次，面向全國(guó)推進(jìn)用電信息采集系統(tǒng)、信息采集終端和智能電表的建設(shè)，目前已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了智能電表的覆蓋[1]。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)。分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就是利用多線程和集群技術(shù)，通過數(shù)據(jù)計(jì)算處理自服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)多任務(wù)處理，進(jìn)行這一數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)的過程為有業(yè)務(wù)工作站的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任務(wù)計(jì)算調(diào)度，然后進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)為主的計(jì)算調(diào)度。計(jì)算任務(wù)調(diào)度根據(jù)啟動(dòng)設(shè)備的先后順序確定主機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。主機(jī)在工作的過程中會(huì)依據(jù)計(jì)算設(shè)計(jì)形成數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)并向其他業(yè)務(wù)站進(jìn)行傳輸。調(diào)度中心則是根據(jù)任務(wù)的時(shí)間進(jìn)行檢查，判斷子計(jì)算處理的數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)量，合理的分配計(jì)算任務(wù)保證每個(gè)子服務(wù)系統(tǒng)的任務(wù)量相當(dāng)。如果在運(yùn)行中調(diào)度中心出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)子服務(wù)則要根據(jù)處理效率和任務(wù)量重新的選擇調(diào)度中心，這種技術(shù)形式可以減少計(jì)算任務(wù)的丟失。

例如，某地區(qū)的電力企業(yè)采用分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)來(lái)完成Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)用電信息采集系統(tǒng)的工作優(yōu)化。首先，對(duì)該企業(yè)的用電信息，采集三個(gè)月內(nèi)的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，包括20張業(yè)務(wù)表和共計(jì)達(dá)到7億的數(shù)據(jù)。然后，對(duì)低壓數(shù)據(jù)完整率以及終端通信流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其次，開啟軟件接收日常電量數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)，主機(jī)將這些任務(wù)下分到其他的業(yè)務(wù)站，調(diào)度中心系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的完成時(shí)間進(jìn)行監(jiān)督記錄，如果某個(gè)業(yè)務(wù)站接受的任務(wù)過多也會(huì)將部分任務(wù)再次分配給更下一級(jí)的處理站。當(dāng)該地出現(xiàn)人工追補(bǔ)電量和置換表計(jì)時(shí)，業(yè)務(wù)工作站會(huì)啟動(dòng)計(jì)算任務(wù)重新統(tǒng)計(jì)，將變更后的任務(wù)下分給計(jì)算裝置，重新錄入和分類電表的電量數(shù)據(jù)，確保電量計(jì)算的準(zhǔn)確。最后，通過結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)分布式多任務(wù)數(shù)據(jù)計(jì)算平臺(tái)1/8的硬件投入就提高了7倍的數(shù)據(jù)處理性能。

（2）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)包括兩個(gè)方面，一是通過對(duì)用戶的用電量曲線圖、線損和電壓、電流等因素對(duì)是否出現(xiàn)竊電現(xiàn)象進(jìn)行分析，如出現(xiàn)電量數(shù)據(jù)不平衡，針對(duì)這種情況要及時(shí)地通過電話和短信的方式通知相關(guān)的人員進(jìn)行處理。二是對(duì)多主體、線損和電量主題進(jìn)行分析。多主體分析主要采用橫向?qū)Ρ群拓Q向形式分析等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集生成表格和曲線圖，而線損分析是對(duì)線路的損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)通過同比和環(huán)比分析來(lái)整體分析，電量主題分析通過對(duì)供電、發(fā)電和用電等數(shù)據(jù)根據(jù)不同的時(shí)間、層次等用曲線和圖形來(lái)顯示。

比如，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在防止竊電漏電上的應(yīng)用。首先，對(duì)各個(gè)采集終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，制作用電電量曲線圖。正常的用電電量圖的特征通常都是維持在一個(gè)范圍內(nèi)上下波動(dòng)，曲線的上下浮動(dòng)不大，如某一用戶的正常用電在12月維持在6000～7000之間，電量移動(dòng)差最大為2，間隔出現(xiàn)上升和下降的趨勢(shì)，大部分為0，幾乎不變這就是正常的數(shù)據(jù)。而如果出現(xiàn)竊電漏電的現(xiàn)象曲線的范圍則會(huì)表現(xiàn)為用電量的大幅度下降，如從用電2000度直接降低到接近0并保持不變。然后，工作人員在發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象后就必須通知負(fù)責(zé)的維護(hù)人員對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行檢查和告知?；蛘咭部梢岳眠@種方法建立竊電漏電評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，通過樣本數(shù)據(jù)抽取對(duì)電量負(fù)荷、線損指標(biāo)進(jìn)行了解分析。

3 用電信息采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

3.1 用電數(shù)據(jù)采集技術(shù)的功能和特點(diǎn)

用電數(shù)據(jù)采集技術(shù)的主要由服務(wù)器群、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備組成，采用這種技術(shù)可以最大程度的方便信息采集表系統(tǒng)的擴(kuò)展和縮減，以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)不同用戶的需求，將系統(tǒng)的性能發(fā)揮到最佳的效果?；谶@種功能，數(shù)據(jù)采集技術(shù)的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

一是具有開放性。數(shù)據(jù)采集技術(shù)的開放性，可以按照電力系統(tǒng)關(guān)口表和大用戶分別管理，將采集到的電量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)，并通過與采集數(shù)據(jù)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、計(jì)算、處理，并提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。二是具有方便性，能夠支持用戶的服務(wù)器，對(duì)用戶分階段和級(jí)別對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行收集，并且能夠方便查詢、處理、分析和結(jié)算[2]。

3.2 數(shù)據(jù)采集技術(shù)裝置

數(shù)據(jù)采集的采集子系統(tǒng)有網(wǎng)橋系統(tǒng)和前置機(jī)子系統(tǒng)構(gòu)成，前置機(jī)子系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)定時(shí)任務(wù)的生成和采集以及人工測(cè)試產(chǎn)生的臨時(shí)任務(wù)進(jìn)行處理，處理流程則是軟件接受網(wǎng)絡(luò)命令，形成處理任務(wù)，然后相關(guān)的系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)，任務(wù)服務(wù)器會(huì)將成功的任務(wù)刪除，錯(cuò)誤則放入后續(xù)處理列表。而網(wǎng)橋系統(tǒng)則是通過交換數(shù)據(jù)形成任務(wù)輸出，然后子系統(tǒng)將定時(shí)采集數(shù)據(jù)自動(dòng)輸入臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。按照以往的數(shù)據(jù)采集模式，通常是一個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)采集終端，采集任務(wù)也是單一的，而采用數(shù)據(jù)采集技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理，對(duì)多終端進(jìn)行并行數(shù)據(jù)采集，并且實(shí)現(xiàn)了前置機(jī)械的負(fù)載平衡，對(duì)智能電表、水表和氣表的信息進(jìn)行采集和處理，為信息采集提供了先進(jìn)的支持平臺(tái)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，用電信息采集系統(tǒng)已經(jīng)成為建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電力企業(yè)管理模式的改進(jìn)對(duì)該系統(tǒng)提出了更高的要求。而數(shù)據(jù)采集技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)、多終端的處理，解決了信息采集兼容的問題。所以，要充分分析用電信心采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，推動(dòng)智能化電網(wǎng)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周文婷，王濤，袁鳴峰.基于北斗短報(bào)文通信的用電信息采集系統(tǒng)的研制[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2017（12）：1～6.

[2] 何海濤.電力線中壓載波通信技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2017（11）：16～18.