從智能電表獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用分析

李郎

摘要：電能質(zhì)量的監(jiān)測與管理體系在智能電網(wǎng)之中屬于一個較為完善并且可以進(jìn)行擴(kuò)充的信息平臺，這一平臺十分標(biāo)準(zhǔn)。本文就是對智能電表獲取電能數(shù)據(jù)的分析以及應(yīng)用進(jìn)行研究，闡述了從智能電表的系統(tǒng)之中對電能信息的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取的一種系統(tǒng)的構(gòu)建方法，通過這一系統(tǒng)的構(gòu)建，就可以對電網(wǎng)之中電能的質(zhì)量實現(xiàn)連續(xù)精準(zhǔn)地監(jiān)測，進(jìn)而有效提升電能數(shù)據(jù)資源利用的效率，對電能的相關(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)進(jìn)一步的完善。這樣才可以有效解決電網(wǎng)之中基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的擴(kuò)展、更新以及轉(zhuǎn)換等的眾多問題，對電網(wǎng)的安全提供強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞：智能電表；電能質(zhì)量你；數(shù)據(jù)；獲取

引言

在當(dāng)今的新時代之中，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步帶動科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這使得我國電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及符合的結(jié)構(gòu)都不斷發(fā)生著顯著的變化，人們越來越需求更加優(yōu)質(zhì)可靠的供電系統(tǒng)。

一、智能電表電能數(shù)據(jù)獲取接口系統(tǒng)構(gòu)建分析

在我國電網(wǎng)一體化的規(guī)劃過程中，企業(yè)及的信息集成平臺在橫向方面屬于貫通的形式，在縱向的方面屬于集成的形式，因此在智能電表電能數(shù)據(jù)獲取的接口系統(tǒng)設(shè)計過程中，也按照這樣的方法進(jìn)行設(shè)計[1]。通過對業(yè)務(wù)特點的全面分析，智能電表的數(shù)據(jù)平臺在信息流量方面和電能質(zhì)量的管理系統(tǒng)這兩者之間有著良好的協(xié)同作用，這樣就實現(xiàn)了整體系統(tǒng)構(gòu)架的有效設(shè)計。

在智能電表電能數(shù)據(jù)獲取接口系統(tǒng)之中，主要有對電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)，智能電表的數(shù)據(jù)平臺就是與這一系統(tǒng)之間相互連接，考慮到安全性，在將這兩個系統(tǒng)進(jìn)行連接的過程中，一定要對防火墻進(jìn)行合理應(yīng)用，同時，不可以將數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器和其他的系統(tǒng)之間直接進(jìn)行連接。

在對電能質(zhì)量進(jìn)行檢測的系統(tǒng)之中，主要有數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器以及接口的服務(wù)器，這兩者之間相互連接，用來實現(xiàn)對PQMS系統(tǒng)之中數(shù)據(jù)的儲存。

在智能電表的數(shù)據(jù)平臺之中，主要有數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器以及應(yīng)用服務(wù)器，這兩者之間也相互連接，用來對智能電表數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存放，應(yīng)用服務(wù)器也可以提供對外數(shù)據(jù)接口，借助這些對外的數(shù)據(jù)接口，可以將數(shù)據(jù)提供給其他的系統(tǒng)[2]。借助于智能電表平臺的應(yīng)用服務(wù)器的接口，接口的服務(wù)器可以有效獲得智能電表的平臺數(shù)據(jù)庫需要的PQMS數(shù)據(jù)，同時在PQMS數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器之中對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存。

二、智能電表獲取電能數(shù)據(jù)的分析方法

（一）趨勢分析

趨勢分析就是通過對最近的兩期或者兩期以上的同一連續(xù)指標(biāo)加以對比分析，對它們增減的變動方向、變動的幅度以及數(shù)額加以明確，進(jìn)而全面明確變化的規(guī)律以及趨勢。在智能電表獲取電能數(shù)據(jù)的分析過程中，趨勢分析屬于一種十分常用的分析方法，在應(yīng)用趨勢分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過程中，最為簡單直接的方法就是借助很多條的趨勢曲線對某一用戶的電量環(huán)比數(shù)據(jù)以及電量同比數(shù)據(jù)加以全面展示。良好的趨勢分析可以在設(shè)備出現(xiàn)故障之前對設(shè)備之中零件損壞的情況以及操作方面的故障進(jìn)行有效辨別。

（二）相關(guān)分析

相關(guān)分析是一種用來統(tǒng)計的分析方法，通過這一分析方法，可以研究各種現(xiàn)象間是不是存在著某種關(guān)聯(lián)性。在相關(guān)分析之中，主要包括偏相關(guān)分析以及線性的相關(guān)分析等，智能電表對電能獲取數(shù)據(jù)的分析通常采用線性的分析方法對兩個變量之間的線性關(guān)系程度進(jìn)行研究，同時用R來表示并描述相關(guān)的系數(shù)。在此過程中，可以采用溫度和負(fù)荷之間的關(guān)系來進(jìn)行相關(guān)分析，與天氣情況之間實現(xiàn)合理結(jié)合，進(jìn)而實現(xiàn)對負(fù)荷峰值的預(yù)測[3]。同時，也可以將兩個智能電表分別連接在同一個配電變壓器的兩側(cè)，根據(jù)電壓的測量值分析某一組智能電表存在的相關(guān)性。

（三）異常分析

異常分析就是對一些與一般的規(guī)律偏離的現(xiàn)象或者是異常的事件以及現(xiàn)象的原因加以追溯，這種分析方法對于用電異常的情況以及設(shè)備故障的情況等的有效診斷起到至關(guān)重要的作用。例如：在對變壓器的故障進(jìn)行統(tǒng)計之前，就可以采用異常分析的方法進(jìn)行歷史異常數(shù)據(jù)的抽樣以及建模，進(jìn)而對變壓器將會出現(xiàn)的故障做到有效預(yù)測，實現(xiàn)對變壓器的及時檢修或者更換。

（四）聚類分析

所謂的聚類分析，就是按照一定標(biāo)準(zhǔn)對某一類的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集。比如：對于連接在同一個變壓器上的智能電表來講，它們就可以采用這種分析方法來實現(xiàn)對該變壓器負(fù)荷的有效確定。虛擬的電表屬于人為定義聚類，可以對有著同樣屬性的電表數(shù)據(jù)加以聚類，典型的虛擬電表就是對具有線性關(guān)系的電表區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃以及分析。

三、智能電表獲取電能數(shù)據(jù)的應(yīng)用實例分析

例如：在某一臺區(qū)，有電力用戶智能電表13個，通過這13個智能電表在一周之內(nèi)的小時電壓分布序列的相關(guān)性分析，以樣本數(shù)據(jù)作為參考，對相關(guān)系數(shù)加以計算，下圖為這一臺區(qū)所有的智能電表在一周之內(nèi)每小時電壓的曲線相關(guān)系數(shù)的矩陣圖。

通過上圖可以發(fā)現(xiàn)，除去第11個和第13個電表以外，該變壓器的其他所有智能電表在每小時的電壓相關(guān)系數(shù)全都在0.97以上，有著如此高的相關(guān)性，足以表明所有的電表都是接在同一變壓器上。但是從上圖可以看出，第11個智能電表以及第13個智能電表相關(guān)系數(shù)較低，僅僅在0.67到0.78這個區(qū)域之間，這樣的現(xiàn)象表明，這兩個電表實際上很有可能連接的是其他的變壓器設(shè)備。因此，將第11個電表以及第13個電表與相鄰臺區(qū)之內(nèi)的智能電表量值進(jìn)行比較以及相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析的過程中就可以對其實際接線的位置進(jìn)行確定。

四、接口系統(tǒng)構(gòu)建過程中應(yīng)該注意的事項

（一）對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動更新加以注重

在電能質(zhì)量的系統(tǒng)之中，電站以及線路等的這些基礎(chǔ)信息都是由智能電表的系統(tǒng)所提供，因此這兩者在基礎(chǔ)信息方面應(yīng)該完全相同。智能電表會發(fā)生不定期的變化，所以不可以采用人工的方式對基礎(chǔ)信息進(jìn)行更新，應(yīng)該對自動更新的方式進(jìn)行合理應(yīng)用，在智能電表新增的情況下，系統(tǒng)就可以對新的設(shè)備信息進(jìn)行獲取，進(jìn)而實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的同步。

（二）對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及共享加以注重

不同系統(tǒng)的格式都是應(yīng)用自定義的形式進(jìn)行設(shè)置，如果不同的系統(tǒng)之間，信息不能做到良好的兼容，就很容易出現(xiàn)“信息孤島”。在智能電表之中，雖然提供有對外的數(shù)據(jù)接口，但是這一接口依然應(yīng)用的自定義形式，如果其他的系統(tǒng)想要在智能電表的系統(tǒng)之中實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的獲取，就一定要單獨為此設(shè)計一個與之相匹配的接口軟件。

（三）對系統(tǒng)安全性加以注重

智能電表獲取電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)一定要對電力信息的系統(tǒng)所規(guī)定的安全內(nèi)容加以全面遵守。同時，系統(tǒng)不可以對電能質(zhì)量的檢測系統(tǒng)造成影響，也不能對智能電表的正常運行造成影響。因此，在這一系統(tǒng)之中，應(yīng)該設(shè)有獨立的PQMS數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器，在必要的情況下可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的集群建立，進(jìn)而使其與主數(shù)據(jù)的服務(wù)器分離，僅僅對智能電表的系統(tǒng)實現(xiàn)讀操作，而不實現(xiàn)寫操作。通過這樣的方式，就可以對系統(tǒng)運行的安全與穩(wěn)定起到有效的保障作用。

結(jié)束語：

綜上所述，在當(dāng)今的智能電網(wǎng)之中，對于電能質(zhì)量的監(jiān)測也有著越來越高的要求，監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)也就越來越龐大。所以，電能質(zhì)量的監(jiān)測系統(tǒng)一定要成為一個可以擴(kuò)充的完善信息平臺。智能電表在這一信息平臺之中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息良好的獲取以及分析，進(jìn)而使得電能質(zhì)量的監(jiān)測范圍以及監(jiān)測服務(wù)實現(xiàn)進(jìn)一步的擴(kuò)大，在節(jié)約投資的基礎(chǔ)上實現(xiàn)電網(wǎng)電能質(zhì)量管理效果的顯著提升。

參考文獻(xiàn)

[1]郭慶，郭建炎. 智能電表在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 電工電氣，2017（3）.

[2]張宇帆，艾芊，肖斐，等. 數(shù)據(jù)驅(qū)動電能質(zhì)量分析現(xiàn)狀及其支撐技術(shù)與展望[J]. 電力自動化設(shè)備，2018，38（11）：193-202.

[3]崔立真，史玉良，劉磊，等. 面向智能電網(wǎng)的電力大數(shù)據(jù)存儲與分析應(yīng)用[J]. 大數(shù)據(jù)，2017（06）：44-56.

（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司綿竹市供電分公司）