用电信息采集系统数据采集异常分析

赵爱业，周慧寰

(河北超高压分公司，石家庄 050070)

用电信息采集系统[1]是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，可实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。目前，河北省南部电网(简称“河北南网”)的用电信息采集系统集数据的采集、传输、存储、处理于一体，既能够定点自动上传数据，也可以在主站按需求召测各变电站关口数据，已实现变电站关口电量全采集、全监控，但其中任一环节出现问题，都会影响系统采集电量的准确性。

1 数据采集异常的常见原因

用电信息采集系统是一个复杂、庞大的系统，所属设备很多，因此，造成数据采集异常的原因较为复杂[2]，但主要原因可归纳为电能表采集异常、采集终端异常、通道异常、主站异常。

1.1 电能表采集异常

变电站中使用的关口电能表多种多样，其生产厂家不同，型号规格各异，而且电能表的通信规约大不相同。电能表与采集终端之间主要通过RS485总线通信，一旦电能表的规约、表地址匹配错误，会影响电能表电量采集。如，实际应用中发现同一串口下采集多规约、多波特率电能表，容易出现通信成功率低、采集效率低等问题，使电能表数据无法及时、准确传送给采集终端。

1.2 采集终端异常

采集终端可能发生的异常主要集中在终端内部参数设置，包括主站规约、波特率、表地址、小数位、计量点顺序、召测周期等。如，召测量是4个量还是22个量，计量点顺序是否与主站一致，任何一个参数设置错误，都不能正确上传相应电能表电量，可能还会导致上传数据紊乱。

1.3 通道异常

终端与主站之间的通道类型较多，通常使用的通道类型有网络、拨号、64 K专线、GPRS等。如，专线通道经常出现误码率偏高，影响主站电量采集的有效性；网络通道具有数据传输速率高，通道比较稳定等优点，但采集终端的网卡质量差，光modern、路由器故障，容易造成网络通信中断故障。

1.4 主站异常

主站发生异常多为电网厂站参数设置和采集参数设置的软件故障，包括终端通道IP、主站采集周期、计量点顺序、变比倍率、小数位等。如，站端计量点顺序修改，而未及时与主站沟通修改，可能造成电量采集错乱；主站关口TA/TV变比设置错误，会造成电量缩小或增大数倍。

2 数据采集异常的实例分析

2.1 情况介绍

用电信息采集系统上线运行后发挥着电量统计管理、计量稽查等应用功能。通过对各变电站关口电量进行实时监控，利用采集回的关口电量数据进行统计分析，计量管理人员能够及时发现关口电量是否存在差错。根据能量守恒原理，母线输入电量应等于母线输出电量，但电能传输过程存在损耗，在实际电量统计中输入电量与输出电量存在一定差值，这个差值与输入电量的比值称作母线不平衡率，以下以清苑500 kV变电站某月23日220 kV母线电量不平衡分析为实例，通过对其母线电量平衡统计，分析电量异常的原因，并准确排除计量故障。清苑500 kV变电站23日220 kV母线平衡报表，见表1。

表1 清苑500 kV变电站23日220 kV母线平衡报表

线路间隔输出有功电量/MWh输入有功电量/MWh清蠡线2 4200清邓Ⅰ线2 7500清邓Ⅱ线2 722.50清孙线4 427.50清东线55055清固线1 98002号主变压器中压侧010 332.33号主变压器中压侧06 898.1合计14 85017 285.4

由表1可以计算出，清苑500 kV变电站23日220 kV母线损耗为2 435.4 MWh，电量不平衡率达14.09%(220 kV母线不平衡率应小于1%)，查看前几日不平衡报表均为正常范围，因此需要对该站220 kV母线进出线电量进一步分析。清苑500 kV变电站220 kV电气一次接线，见图1。

图1 清苑500 kV变电站220 kV电气一次接线

2.2 原因分析

从图2可以看出，该变电站220 kV电气部分采用双母线分段的主接线方式，此时220 kV母线为分段运行，2号变压器、3号变压器分别挂接在220 kV A段、B段母线上，即2台主变压器采用分列运行方式。因此，分段进行母线电量平衡统计，通过计算发现3号变压器中压侧输入电量近似等于B段母线其他出线(清孙线、清东线、清固线)电量之和，而2号变压器中压侧输入电量明显大于A段母线其他出线(清蠡线、清邓Ⅰ线、清邓Ⅱ线)电量之和，因此可以排除B段母线间隔存在问题，着重分析A段母线各进出线电量。其中清邓Ⅰ线、清邓Ⅱ线为同极双回线路，两回线路电量应该接近，与系统数据吻合可排除，因此通过上述分析，可以判断清蠡线电量异常。23日清蠡线负荷曲线，见图2。

图2 23日清蠡线负荷曲线

将23日清蠡线每小时电量增量数据及SCADA系统中清蠡线当日每小时负荷曲线进行分析比较，发现从23日08时，清蠡线电量增量明显偏小，约为实际负荷1/3，初步判断23日8时可能发生两相失压故障。现场核查发现清蠡线电能表发出U、W两相失压报警信号，与运行人员核实当日运行日志，发现当日8时许进行清蠡线倒闸操作，结果将计量电压保险烧毁，导致U、W两相失压，从而造成此次计量故障。

2.3 改进措施

经过计量专业班组人员紧张抢修，更换新的电压保险后，清蠡线电能表失压报警复归，电量数据采集恢复正常。同时针对此次计量故障，提出以下改进措施。

a. 在220 kV间隔倒闸操作时，应及时复核操作，判断计量电压切换继电器是否吸合到位，计量电压是否正确切换，该间隔电能表状态是否正常(有无失压)，并将以上检查步骤写入运行倒闸操作票，认真执行。

b. 加强电能表失压报警的监控力度，对没有失压报警信号触点的电能表进行反措技改，添加报警信号回路至运行监控系统，同时将该项反措写入日后基建项目计量设计中。

c. 加大电量监控系统的应用力度，在主站监控系统中增强系统故障自诊断，实现异常故障语音提示，帮助用户及时发现计量异常并处理。

3 结束语

自河北南网用电信息采集系统上线运行以来，减轻了变电站关口抄表的工作量，提高了变电站关口计量管理水平，但由于现场情况的复杂性和多样性，使主站系统采集的关口电量仍然会出现各种各样的异常情况。通过对变电站关口

电量异常数据的监控和分析，能够减少计量管理人员在处理电量故障时的盲目性，帮助计量人员在第一时间查找异常数据源头，并及时赶赴现场处理。

参考文献：

[1] Q/GDW 373-2009，电力用户用电信息采集系统功能规范[S].

[2] 张 磊，王晓峰，李新家. 电能信息采集系统运行及维护技术[M]. 北京：中国电力出版社，2010.