供電企業(yè)用電信息采集管理現(xiàn)狀與優(yōu)化策略

■ 國網(wǎng)冀北電力有限公司廊坊供電公司 李清然

隨著電能在終端能源消費結(jié)構(gòu)中的占比不斷增加[1]，智能電網(wǎng)成為世界各國的廣泛共識。為實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流高度一體融合，必須將通信網(wǎng)與電力網(wǎng)集成，確保電力與信息的雙向流動、信息實時交換[2-4]，用電信息采集系統(tǒng)順勢而生。實時、準(zhǔn)確、完整地采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)價值，對于提升電網(wǎng)發(fā)展和運營水平，提升電網(wǎng)公司服務(wù)社會、服務(wù)用戶的水平，具有重要意義[5-7]。目前關(guān)于用電信息采集系統(tǒng)的研究多集中于通信協(xié)議[8-10]、報文處理[11-13]等細(xì)節(jié)技術(shù)層面，關(guān)于當(dāng)前國網(wǎng)公司在運采集系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀分析研究相對缺乏，因此本文從實際工作出發(fā)，詳細(xì)介紹了用電信息采集系統(tǒng)基本建設(shè)架構(gòu)、數(shù)據(jù)采集管理和故障運維現(xiàn)狀，重點分析了當(dāng)前存在的問題，針對性地提出優(yōu)化解決方案。

用電信息采集系統(tǒng)基本架構(gòu)

作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，用電信息采集系統(tǒng)是由主站、通信信道、采集設(shè)備三部分組成。通信信道包括遠(yuǎn)程通信信道和本地通信信道。遠(yuǎn)程通信信道一般采用230 MHz無線專網(wǎng)、光纖專網(wǎng)、無線公網(wǎng)等，本地通信信道通常采用RS485、電力線載波、微功率無線等[14-15]。采集設(shè)備由智能電能表和采集終端組成。

用電信息采集現(xiàn)狀

目前用電信息采集系統(tǒng)已基本實現(xiàn)全覆蓋、全采集、全費控建設(shè)目標(biāo)，采集系統(tǒng)主站定時自動采集智能電能表的電壓、電流、功率數(shù)據(jù)，采集失敗用戶，一般采用定時自動補抄數(shù)據(jù)方案，并支持人工實時招測數(shù)據(jù)，支撐新裝調(diào)試、故障排查、隱患分析等需求。

采集設(shè)備的運行維護(hù)水平直接影響數(shù)據(jù)采集成功率。目前采集運維主要依托采集運維閉環(huán)管理系統(tǒng)將采集異常和計量異常工單發(fā)送到運維人員的現(xiàn)場作業(yè)終端上，運維人員優(yōu)先主站遠(yuǎn)程處理，如果無法消缺，再到現(xiàn)場進(jìn)行故障排查和消缺處理。

存在問題

圖1用電信息采集系統(tǒng)組織架構(gòu)圖

隨著接入用戶規(guī)模和采集數(shù)據(jù)量的持續(xù)增長，采集頻度和交互時效性日益增加，對用電信息采集系統(tǒng)前置解析、數(shù)據(jù)存儲、對外交互、功能擴展等方面都提出了更高的要求。另外，隨著采集系統(tǒng)功能深化，在確保采集數(shù)據(jù)質(zhì)量前提下，深度挖掘采集數(shù)據(jù)潛能，開展智能電能表非計量功能深化應(yīng)用，實現(xiàn)低壓停電時間主動上報、戶變關(guān)系識別、時鐘管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能都對用電信息采集系統(tǒng)的軟硬件配置也提出了更高的要求。

采集設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、故障原因多樣，采集運維人員數(shù)不足，年齡分布、身心素質(zhì)、知識儲備、運維水平、對新技術(shù)和設(shè)備的接收能力參差不齊等因素均不同程度地制約著采集運維水平的提升。

優(yōu)化策略分析

為保證海量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和實時性，需要從系統(tǒng)硬件配置、軟件功能優(yōu)化、完善運維水平等多方面提升和優(yōu)化。

系統(tǒng)硬件升級

考慮主站系統(tǒng)擴容改造，提高終端高并發(fā)接入、海量數(shù)據(jù)存儲處理性能，從硬件配置層面提升采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴展性。

改善通信技術(shù)，提高速率帶寬。伴隨著5G技術(shù)成熟、基站建設(shè)和商用推廣，數(shù)據(jù)傳輸能力的提高與成本降低，也為海量數(shù)據(jù)采集傳輸提供了可能。

軟件功能優(yōu)化

分類制定采集任務(wù)。根據(jù)不同用電類型、數(shù)據(jù)類別、客戶歷史信譽度評價，結(jié)合不同通信信道、電能表和采集終端類型、通信協(xié)議的差異，分類制定采集任務(wù)。減少非必要數(shù)據(jù)的采集，最大程度提升目前在用設(shè)備的可用性，避免頻繁更換，造成的人財物浪費。對同一用戶制定采集數(shù)據(jù)量不同的多套數(shù)據(jù)采集任務(wù)方案，結(jié)合當(dāng)前信道質(zhì)量，選擇執(zhí)行不同的采集任務(wù)。在通信環(huán)境相對惡劣時，也能保證重要數(shù)據(jù)采集成功。

開展邊緣計算，減輕主站壓力。探索采集終端的本地分析計算功能，將數(shù)據(jù)篩查、數(shù)據(jù)整合、故障研判、拓?fù)浞治龅炔糠址治鲇嬎阍诒镜赝瓿桑梢詼p輕遠(yuǎn)程信道的通信壓力和主站數(shù)據(jù)處理壓力，同時保證數(shù)據(jù)的實時性。

完善采集運維水平

結(jié)合當(dāng)前采集運維工作中的實際情況，系統(tǒng)層面和管理層面著力提升采集運維工作水平。

系統(tǒng)層面。優(yōu)化各類異常事件的生成算法，充分考慮復(fù)雜的設(shè)備現(xiàn)場情況等可能會對故障研判造成的干擾性因素，調(diào)試改進(jìn)提升采集運維閉環(huán)管理系統(tǒng)對于采集異常分析和判定的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)內(nèi)建立典型異常及相應(yīng)遠(yuǎn)程處理方案，對于研判的典型異常工單，采集運維閉環(huán)管理系統(tǒng)自動進(jìn)行遠(yuǎn)程處理，僅將自動遠(yuǎn)程處理無法消缺的異常工單派發(fā)給運維人員，減輕運維人員的工作量。

管理層面。從企業(yè)文化、獎懲機制等方面，有效激勵運維人員及時消缺的積極性；通過組織培訓(xùn)、系統(tǒng)學(xué)習(xí)、經(jīng)驗交流等多種方式，提升運維人員的故障研判和現(xiàn)場消缺能力。