0.4千伏台区数据采集成功率提升方案

孙 彬， 陈浩宇， 刘 晶

(1.河北联创电力设计工程集团有限公司 a.自动化部；b.总经理办公室，河北 石家庄 050031；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司 营业及电费室，河北 石家庄 050031)

0.4千伏台区数据采集成功率提升方案

孙 彬1a， 陈浩宇1b， 刘 晶2

(1.河北联创电力设计工程集团有限公司 a.自动化部；b.总经理办公室，河北 石家庄 050031；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司 营业及电费室，河北 石家庄 050031)

当台区所含智能表数量过大时，抄表极不稳定，严重影响日均采集成功率.通过现场和系统调整知，在同一台区加装采集终端，能减少采集终端抄表负荷，提高采集成功率并缩短透抄时间，提高数据的实时利用率.

台区;智能表； 信道；采集；成功率

为有效保证用电管理智能化运行及全面满足营销业务的应用需求，推进国家电网公司用电服务体系智能化建设，使大部分地区实现“全覆盖、全采集”的总体目标，需要提高用电采集系统的数据采集质量，如完整性、成功率、稳定性、速率等[1].而低压采集成功率是数据应用的基础，也是用电信息采集系统的重要考核指标(日均采集成功率98%以上为合格).本文主要针对低压台区内智能表数量较多和由于采集率不稳定造成的日均采集成功率低的问题，通过对不同通信方式的采集成功率、透抄耗时的比较，来分析如何提高数据的采集成功率并缩短透抄时间[2].

1 涉及的基本概念

1.1 远程通信方式

远程通信信道是主站与采集终端之间的通信信道，统称为上行通道，主要通信方式为：GPRS(移动服务商提供的无线通信技术)、CDMA(电信服务商提供的无线通信技术)和光纤.这几种通信方式的主要性能见表1．

(1) GPRS通信

GPRS是对GSM(全球移动通信技术)技术的革新，是无线分组交换技术建立在GSM系统上的应用，属于高速数据处理技术.主要特点为：能充分利用现有网络，资源利用率高，资费合理，传输速率约为25 kB/s～40 kB/s；传输速率相对较低,抗干扰性能较差[3].

表1 远程信道通信方式性能比较

(2)CDMA通信

CDMA是以数字通信技术为基础改进的一种无线扩频通信技术.它的主要特点为:频谱利用率高,保密质量好,抗干扰能力强,掉线率低；覆盖地域逊于GPRS通信，传输速率为54.12 kB/s，相对于GPRS通信较快[4].

(3) 光纤通信

光纤通信以光导纤维为载体，将数字信息通过光信号传输，属于有线通信.它具备较高的通讯数据交互能力，能大幅提升网络的安全可靠性，相对于CDMA通信、GPRS通信而言具有抗干扰能力强，通信容量大，传输速率快(可达1GB/s)的优势；但现场施工配线难度高，建设投资较大[5].

1.2 本地通信方式

本地通信主要用于采集终端到现场智能表的通讯连接，又叫做下行通道，主要通信方式有：窄带载波、宽带载波、RS-485通信、无线微功率通信等.本地通信信道性能比较情况见表2.

表2 本地信道通信方式性能比较

(1)窄带载波

电力线载波技术以电力线作为通信介质，完成采集终端的数据命令下发、智能表的数据传递，简称PLC(电力线通信).目前电力线载波通信常用的扩频技术有：直接序列扩频、线性调频和正交频分复用等.窄带载波通信频率约为10 kHz ～500 kHz.此技术能充分利用台区配电线路覆盖面积和现场资源，节省投资，台区电力线载波网络通信范围与配电网络供电范围相同，有利于实现对台区线损的统计、计算和台区供电用户档案的智能化管理，其数据传输速率较低，易受同频电磁干扰[6].

(2)宽带载波

宽带电力线载波是把载有信息的信号加载于电流上进行高速传输的技术.其数据传输速率相对较快，数据应用实时性强，有较强的抗干扰能力，造价高，电力线网络上的阻抗随负载的变化而大幅变化，且具有较强的实变性、随机性和衰减性，因此电力线上各个节点的性能并不相同[7].

(3)RS-485通信

RS-485通信采用两线制发送和接收信号，并在采集终端与智能表之间建立专门的通信连接.RS-485的通信距离约为1219 m；数据传输速率可达到10 MB/s，具有专用的通信线路，抗干扰能力强.但以该方式配备485通信线路会涉及到台区所有的表计现场，配线复杂且难度较大，需要额外的施工费用，投资费用较高，且接入的电能表数量远低于电力线载波技术[8]．

(4)无线微功率通信

无线微功率通信是自组织网络，用来进行台区采集终端与智能表间的信息传递，覆盖范围具有局限性，是一种简单的、低成本的无线通信方式.无线微功率通信技术现场施工方便，不需要额外铺设电缆，通信不会受限于电网，可对垮台区、复杂用电环境进行快速抄表，通信速率快，实时性强，方便实施远程拉闸和远程预付费等，可利用无线掌机设备对台区线路进行维护，但易受周围坏境干扰及无线信号屏蔽[9].

2 数据的采集与分析

随着用电信息采集系统建设规模、业务及应用领域的不断扩大，对采集数据正确性和及时性的要求也越来越高.实际应用中发现，台区智能表超过一定数量时，数据有可能不能及时抄回，且易造成采集终端死机.目前采集终端最大测量点为1024，而实际应用中，个别台区(小区供电)用户数超过700时抄表率就极不稳定，需不定期对采集重点进行维护.本文选取位置较近、供电半径相近、台区所带智能表数量相近、台区通信信号良好、光纤通信良好的8个台区作为测试台区进行数据分析．测试时，台区远程信道选用数据传输较好的光纤和CDMA方式，本地信道选用窄带载波方式[10].

2.1 远程信道抄表成功率比较

2.1.1 远程信道采集成功率比较

远程信道采集情况见表3.

表3 台区远程信道采集成功率情况

由表3可知，这8个台区的两种远程信道通信方式的日均采集成功率均极不稳定，不能满足日常需要.

2.1.2 直接召测终端数据耗时

通过采集系统主站直接向采集终端实时召测(F11)得到相关数据，具体情况见表4.

表4 透抄耗时情况

从表4可看出，通过采集终端实时召测低压智能表时，光纤与CDMA耗时相差不大，透抄时间均较长，并且经常出现召测超时现象.

通过实测及日常维护发现，台区智能表超过一定数量时,上行通道采用光纤、CDMA均不能满足采集系统对数据速度和稳定性的要求，而这会对日常台区数据分析造成一定的影响.由此可知，台区采集成功率的不稳定现象与远程信道方式无关[11].

2.2 本地信道抄表成功率比较

选取无线公网CDMA方式且台区通信良好的上行通道.下行通道选用3种不同情况的台区：台区a、台区b和台区c.对3个台区进行4种本地通信信道改造，并记录5天抄表成功率.

2.2.1 台区a不同本地信道抄表成功率比较

台区a不同本地信道5天抄表情况见表5.

表5 台区a不同本地信道5天抄表情况

由表5可知，台区所含智能表数量较多时，4种本地信道方式的抄表成功率均不稳定，所得数据均不能满足采集所需.

2.2.2 台区b不同本地信道抄表成功率比较

台区b不同本地信道5天抄表情况见表6.

由表6可知，b台区宽带载波、RS-485通信抄表成功率最高，窄带载波略次于前两者，无线微功率载波抄表成功率最不稳定.

2.2.3 台区c不同本地信道抄表成功率比较

台区c不同本地信道抄表情况见表7.

表6 台区b不同本地信道5天抄表情况

表7 台区c不同本地信道5天抄表情况

由表7可知，此台区4种不同的本地信道均能满足抄表利用率的要求.

通过比较可知，台区所含户数、供电半径对抄表成功率有很大影响.

3 提高抄表成功率的方案

在智能表采集现场实际应用中，大台区供电用户数量多和供电半径大于等于采集终端的理论最大抄表半径，是造成采集成功率极不稳定的重要原因，为此需进行现场和系统调整.

3.1 现场调整

选取台区合适位置加装采集终端.(1)采集终端安装在台区主要供电线路上，以电力线为信息传递介质，以保证台区通信畅通.(2)减少台区采集范围半径，保证采集器信息传递、回送不受距离影响.(3)新装采集终端要分担本台区智能表总数量和采集终端抄表负荷，记录此采集终端计划抄表的用户信息(表号)，使采集终端抄表负荷在正常范围内，保证采集终端的正常使用寿命.

3.2 系统调整

在系统中采用两个调试流程对台区进行调整，使现场与系统档案信息一致，保证采集终端采集正常.档案划分情况见图1.

(1)将计划采用新采集终端的智能表用户调整出原有采集点，具体为：用电信息采集系统→采集点设置→终端方案制定→选取已有采集点→集抄用户采集点查询→采集对象方案中增加选项→在上一步打开页面中将现场记录的用户出厂编号录入，将用户移除采集点→获取资产信息，保存并发送→方案审查→勘察派工→勘察录入→装拆派工→装拆录入→终端调试→终端归档.

(2)将在采集点方案中移除的用户调整入新安装的采集终端，具体为：用电信息采集系统→采集点设置→终端方案制定→新增→终端安装方案新增录入采集终端信息→采集对象方案中增加选项→在打开页面中搜索台区下未采集电能表信息，将电能表移入右侧→获取资产信息，保存并发送→方案审查→勘察派工→勘察录入→装拆派工→装拆录入→终端调试→终端归档.

通过以上两个系统流程可对现场采集终端档案进行调整，使档案信息保持一致.

4 验证

选取台区a抄表成功率较好的宽带载波通信，将此台区进行改造，选合适位置加装采集终端，而后采集数据进行验证，以检验改装效果.

4.1 抄表成功率比较测试

台区a加装采集终端前后抄表成功率比较情况见表8.

图1 档案划分流程图

加装采集终端与否名称台区供电半径/m本地信道通信方式台区户数/户抄表成功率/%第1日第2日第3日第4日第5日否500宽带载波96684．9994．3993．1192．3385．11是采集终端1采集终端2500宽带载波46849898．3399．1699．33100．00100．0098．4298．1299．3399．1698．16

经过比较发现，改造后双采集终端采集率成功率均得到了很大提升，日均采集成功率符合数据应用标准.

4.2 透抄台区下户表耗时分析

透抄台区下户表耗时情况见表9.

表9 透抄台区下户表耗时情况

由表9可知，使用双终端采集的台区，透抄数据耗时远远小于未改造前的透抄时间.

经验证，台区改造为双采集终端后，日均采集成功率趋于稳定，能够满足台区数据分析的日常需求.(1)有效地提升了台区数据采集率以及采集终端设备的运行率.(2)现场施工简单，节约人力资源.(3)只需加装采集终端，就可解决采集成功率不稳定的问题，并节约投资.(4)缩减了采集系统的透抄数据耗时，提高了数据的利用率.(5)在一定程度上能延长采集终端的使用寿命.

5 结语

在实际应用中，大部分采集终端在低压智能表数量庞大的台区不能实现数据的实时采集，对满足用电负荷、新增变压器投资费用较高并且短时间内不能完成施工的台区，可采取“一台区多终端”的方式进行改造.

[1] 刘宗宇， 樊强.浅谈如何提高低压台区采集成功率[J].水能经济,2016(2):379.

[2] 施童飞，刘敏.台区采集器智能调试软件的研究应用[J].华东科技:学术版,2016(7):190.

[3] 王毅.基于用电信息采集系统的台区线损管理研究[J].中国市场,2016(45):129.

[4] ZHANG YANG,HUANG YULONG.Business Intelligence as a Service——SaaS BI Introduction and Recommendations[J].电信科学，2010(S1):85-88.

[5] 姚毅.基于采集系统的台区用户识别[J].华东科技:学术版,2016(1):180.

[6] 蔡丽漪.基于用电信息采集系统的台区线损管理分析[J].华东科技:学术版,2017(1):215.

[7] 郑良兴.基于用电信息采集系统的台区线损管理[J].山东工业技术，2017(2):187.

[8] 张俪萍.精准抄表采集 降低台区线损[J].中国电力企业管理,2016(7):61-62.

[9] 刘萱,陆翔.根据全采集台区理论线损制订改造方案[J].电工技术,2016(11):57-58.

[10] 黄威,杨苏利.不接地系统抑制PT谐振措施的分析[J].河北电力技术,1999(5):11-13.

[11] 万力,邓扶摇.用电信息采集系统通信方式的思考[J].广东科技,2013(16):113-114.

Updatingsolutiontodatacollectionoftransformerareawith0.4kilovoltage

SUN Bin1a, CHEN Hao-yu1b, LIU Jing2

(1a. Department of Automation; 1b. Office, Hebei Lianchuang Electrical Engineering Corporation, Shijiazhuang, Hebei 050031, China;2. Department of Marketing, State Grid Hebei Electric Power Supply Co. Ltd. Shijiazhuang Branch, Shijiazhuang, Hebei 050031, China)

There is a serious problem of stability for data collection if the burden of transformer is much too heavy. Therefore, researchers argue that the efficiency of quality will be enhanced with extra data collectors.

transformer area; communication channel; collection; success ratio

2017-09-05

孙 彬(1989-)，男，河北阜平人，河北联创电力设计工程集团有限公司工程师，研究方向：用电信息技术采集；

陈浩宇(1969-),男，河南新蔡人，河北联创电力设计工程集团有限公司董事长，研究方向：智能电网环境下电力营销管理;

刘 晶(1987-),男，河北武邑人，国网河北省电力公司石家庄供电分公司工程师，研究方向：电力检查及反窃电.

1009-4873(2017)06-0014-06

TM76；F426.61

A

金欣