变电站电能量采集系统电量数据异常分析及处理

赵 奇，汪 洋，胡文奇

(石家庄供电公司，石家庄 050051)

电能量采集系统是智能电网的重要基础，是集电能表计、电量数据采集终端、通信网络、主站系统于一体，全面实现电能量数据采集、计算、统计分析等功能的综合应用系统。系统所有应用功能的实现都建立在数据准确的基础上。

1 电能量采集系统概况

河北省南部电网(简称“河北南网”)PBS2000电能量采集系统于2009年开始建设，2010年至今一直处于试运行阶段。系统由数据库集群、应用集群、采集集群、网关集群、接口服务器、监控工作站等部分组成。数据库集群提供数据存储和数据服务；应用集群实现系统的支撑和基本服务，如分布式缓存、分布式并行计算平台、任务调度、通道管理、数据统计、数据分析、线损分析等；采集集群完成规约处理、数据校验、数据入库；网关集群完成链路的建立与保持，以及数据的上传下达；接口服务器实现与外部系统统一的接口服务；监控工作站负责接收所有服务器的告警信息，监控所有服务器的运行情况。

从功能上，系统可分为主站层、通信层和采集层。主站层分为数据采集、数据管理、基本功能及扩展功能。基本功能包括采集点设置、数据采集管理、控制执行、运行管理、现场管理、辅助功能、公共查询等。扩展功能有配电业务管理、线损分析、电量统计、决策分析、增值服务等。通过外部接口实现与营销业务和其他业务的交互。

2 系统电量数据异常分析

2.1 数据异常的判别依据

判断电能量采集系统电量数据异常主要依据不同电压等级的母线电量平衡日报表。河北省电力公司给定的电量不平衡率的判别标准为：220 kV、110 kV线路正常不平衡率为±1%；35 kV、10 kV线路正常不平衡率为±2%。标准不平衡率计算方法为：母线不平衡率=(总输出电量-总输入电量)/总输入电量×100%，其中，总输出电量和总输入电量分别代表同一电压等级母线上的电量输出和输入的总和。总输出电量即在规定的时间点，规定电压等级母线上，各条出线输出的电能量之和；总输入电量即在规定的时间点，规定电压等级母线上，各条进线输入的电能量之和。

2.2 常见数据异常情况

2.2.1 母线平衡曲线未生成

图1为石家庄许营变电站某日220 kV母线平衡日曲线，页面信息反映出当日母线日平衡报表的不平衡率没有生成，且每个时刻的母线输入电量数据全部为0。

针对图1出现的数据异常情况，分析整个采集流程，可能导致报表异常的原因及影响范围为：采集终端异常，影响该变电站全部或某一电压等级的数据；网络问题，影响该变电站全站或某一电压等级的数据；存储数据库服务问题，影响一个或多个变电站的数据。分析及处理过程：第一，检查主站数据库中是否有存档数据(如有数据重新生成报表即可)，案例中实际检查发现数据库中无数据；第二，检查主站与前置机之间通信问题，发现主站前置机程序中有反复补测的记录，测试网络后发现网络通信不稳定，造成数据未按时上传；第三，对网络进行恢复后，重新补召数据；第四，重新生成正确报表，见图2。

图1 许营变电站220 kV母线平衡日曲线

图2 修正后许营变电站220 kV母线平衡日曲线

经过修正后，许营变电站220 kV母线平衡情况为反向有功功率总量为4 301.00 MW ，正向有功功率总量为4 297.49 MW，功率损耗3.51 MW，损耗率0.240 7%，各项数据正常。

2.2.2 母线平衡曲线数据异常

图3为石家庄陈庄变电站某日110 kV母线平衡报表，页面信息反映出当日母线不平衡率超出规定范围，183候陈线数据为0。

针对图3出现的数据异常情况，分析整个采集流程，可能导致报表异常的原因及影响范围为：电能

图3 陈庄变电站110 kV母线平衡日曲线

表计异常，影响单一线路的数据；RS485线连接不正常，影响该总线上多条线路数据；报表信息设置不正确，影响单一线路数据；主站计算参数设置错误，影响多条线路的数据；有旁路编号更换、电能表计更换等情况，主站未及时作出更新，影响单一线路数据。分析及处理过程：第一，检查数据库中数据是否完整且符合逻辑，发现该变电站220 kV出线的数据异常；第二，在主站前置页面从新召测该变电站220 kV线路的实时数据，检查信道是否正常，结果发现实时召测的数据与数据库中的数据有相应的连续性，排除信道问题造成的母线平衡异常；第三，将系统线路数据与调度SCADA系统数据对比，发现有1条220 kV出线数据有不符的现象，需要现场核对线路表计参数；第四，在站端现场核对表计参数设置，发现采集器设置中表计顺序与实际485通信线接线有不一致的现象，根据实际情况纠正表计顺序；第五，重新补招数据并生成报表，见图4。

图4 修正后的陈庄变电站110 kV母线平衡日曲线

经过修正后，陈庄变电站110 kV 母线平衡情况为反向有功功率总量为1 994.08 MW，正向有功功率总量为1 988.8 MW，功率损耗5.28 MW，损耗率0.264 8%，各项数据正常。

3 系统电能数据异常的处理流程

在实际工作中，变电站电能量采集系统会出现多种数据异常情况，由于涉及到多个软、硬件系统，对操作人员提出了较高要求。在分析系统整个数据采集流程的基础上，总结出一套简单而有效的分析处理流程，见图5。包括上述2类问题在内的所有日常电量数据异常问题，都能够通过原平衡率报表数据，进行初步分析和判断。

图5 电能信息采集系统电能数据异常处理流程

该图有2个异常出发点，若由于部分或全部数据未上传，导致厂站出现不平衡报表，可从5“A”处开始分析；若确定厂站数据上传正常且连续，可从5“B”处开始分析。根据图5中的处理流程，对不同现象加以确认，完成对电能数据异常的分析。

4 结束语

a. 随着电能量采集系统的发展，采集对象、数据不断增加，分析故障点所需要的知识面不断拓宽，给系统操作人员带来一定困难，以上在梳理整个采集流程的基础上，总结了一套简单实用的异常数据分析及处理流程，可大大提高工作效率。

b. 随着电能量采集系统数据量日益增多，使主站系统现有数据库服务器、WEB服务器运行任务加重，造成系统处理效率低、可靠性差，为提高系统运行效率，应对系统硬件进行升级改造，提高系统设备的性能和冗余性，实现数据的充分共享和集成。

参考文献：

[1] 王 宾，潘贞存．基于网络的用户侧电能质量监测仪设计[J].继电器，2004，32(1)：49-53.

[2] 黄志强，王新民．电能量采集系统在电网管理中的应用[J].2006，25(4)：70-72.