从智能电表获取电能质量数据的分析与应用分析

李郎

摘要：电能质量的监测与管理体系在智能电网之中属于一个较为完善并且可以进行扩充的信息平台，这一平台十分标准。本文就是对智能电表获取电能数据的分析以及应用进行研究，阐述了从智能电表的系统之中对电能信息的相关数据进行获取的一种系统的构建方法，通过这一系统的构建，就可以对电网之中电能的质量实现连续精准地监测，进而有效提升电能数据资源利用的效率，对电能的相关数据实现进一步的完善。这样才可以有效解决电网之中基础信息数据的扩展、更新以及转换等的众多问题，对电网的安全提供强有力的保障。

关键词：智能电表；电能质量你；数据；获取

引言

在当今的新时代之中，经济的进步带动科学技术的不断进步，这使得我国电网的结构以及符合的结构都不断发生着显著的变化，人们越来越需求更加优质可靠的供电系统。

一、智能电表电能数据获取接口系统构建分析

在我国电网一体化的规划过程中，企业及的信息集成平台在横向方面属于贯通的形式，在纵向的方面属于集成的形式，因此在智能电表电能数据获取的接口系统设计过程中，也按照这样的方法进行设计[1]。通过对业务特点的全面分析，智能电表的数据平台在信息流量方面和电能质量的管理系统这两者之间有着良好的协同作用，这样就实现了整体系统构架的有效设计。

在智能电表电能数据获取接口系统之中，主要有对电能质量进行监测的系统，智能电表的数据平台就是与这一系统之间相互连接，考虑到安全性，在将这两个系统进行连接的过程中，一定要对防火墙进行合理应用，同时，不可以将数据库的服务器和其他的系统之间直接进行连接。

在对电能质量进行检测的系统之中，主要有数据库的服务器以及接口的服务器，这两者之间相互连接，用来实现对PQMS系统之中数据的储存。

在智能电表的数据平台之中，主要有数据库的服务器以及应用服务器，这两者之间也相互连接，用来对智能电表数据平台系统之中的数据进行存放，应用服务器也可以提供对外数据接口，借助这些对外的数据接口，可以将数据提供给其他的系统[2]。借助于智能电表平台的应用服务器的接口，接口的服务器可以有效获得智能电表的平台数据库需要的PQMS数据，同时在PQMS数据库的服务器之中对这些数据进行储存。

二、智能电表获取电能数据的分析方法

（一）趋势分析

趋势分析就是通过对最近的两期或者两期以上的同一连续指标加以对比分析，对它们增减的变动方向、变动的幅度以及数额加以明确，进而全面明确变化的规律以及趋势。在智能电表获取电能数据的分析过程中，趋势分析属于一种十分常用的分析方法，在应用趋势分析方法进行数据分析的过程中，最为简单直接的方法就是借助很多条的趋势曲线对某一用户的电量环比数据以及电量同比数据加以全面展示。良好的趋势分析可以在设备出现故障之前对设备之中零件损坏的情况以及操作方面的故障进行有效辨别。

（二）相关分析

相关分析是一种用来统计的分析方法，通过这一分析方法，可以研究各种现象间是不是存在着某种关联性。在相关分析之中，主要包括偏相关分析以及线性的相关分析等，智能电表对电能获取数据的分析通常采用线性的分析方法对两个变量之间的线性关系程度进行研究，同时用R来表示并描述相关的系数。在此过程中，可以采用温度和负荷之间的关系来进行相关分析，与天气情况之间实现合理结合，进而实现对负荷峰值的预测[3]。同时，也可以将两个智能电表分别连接在同一个配电变压器的两侧，根据电压的测量值分析某一组智能电表存在的相关性。

（三）异常分析

异常分析就是对一些与一般的规律偏离的现象或者是异常的事件以及现象的原因加以追溯，这种分析方法对于用电异常的情况以及设备故障的情况等的有效诊断起到至关重要的作用。例如：在对变压器的故障进行统计之前，就可以采用异常分析的方法进行历史异常数据的抽样以及建模，进而对变压器将会出现的故障做到有效預测，实现对变压器的及时检修或者更换。

（四）聚类分析

所谓的聚类分析，就是按照一定标准对某一类的数据进行汇集。比如：对于连接在同一个变压器上的智能电表来讲，它们就可以采用这种分析方法来实现对该变压器负荷的有效确定。虚拟的电表属于人为定义聚类，可以对有着同样属性的电表数据加以聚类，典型的虚拟电表就是对具有线性关系的电表区域进行规划以及分析。

三、智能电表获取电能数据的应用实例分析

例如：在某一台区，有电力用户智能电表13个，通过这13个智能电表在一周之内的小时电压分布序列的相关性分析，以样本数据作为参考，对相关系数加以计算，下图为这一台区所有的智能电表在一周之内每小时电压的曲线相关系数的矩阵图。

通过上图可以发现，除去第11个和第13个电表以外，该变压器的其他所有智能电表在每小时的电压相关系数全都在0.97以上，有着如此高的相关性，足以表明所有的电表都是接在同一变压器上。但是从上图可以看出，第11个智能电表以及第13个智能电表相关系数较低，仅仅在0.67到0.78这个区域之间，这样的现象表明，这两个电表实际上很有可能连接的是其他的变压器设备。因此，将第11个电表以及第13个电表与相邻台区之内的智能电表量值进行比较以及相关系数进行分析的过程中就可以对其实际接线的位置进行确定。

四、接口系统构建过程中应该注意的事项

（一）对基础数据的自动更新加以注重

在电能质量的系统之中，电站以及线路等的这些基础信息都是由智能电表的系统所提供，因此这两者在基础信息方面应该完全相同。智能电表会发生不定期的变化，所以不可以采用人工的方式对基础信息进行更新，应该对自动更新的方式进行合理应用，在智能电表新增的情况下，系统就可以对新的设备信息进行获取，进而实现信息数据的同步。

（二）对数据的转换以及共享加以注重

不同系统的格式都是应用自定义的形式进行设置，如果不同的系统之间，信息不能做到良好的兼容，就很容易出现“信息孤岛”。在智能电表之中，虽然提供有对外的数据接口，但是这一接口依然应用的自定义形式，如果其他的系统想要在智能电表的系统之中实现对数据的获取，就一定要单独为此设计一个与之相匹配的接口软件。

（三）对系统安全性加以注重

智能电表获取电能质量数据的系统一定要对电力信息的系统所规定的安全内容加以全面遵守。同时，系统不可以对电能质量的检测系统造成影响，也不能对智能电表的正常运行造成影响。因此，在这一系统之中，应该设有独立的PQMS数据库的服务器，在必要的情况下可以实现数据库的集群建立，进而使其与主数据的服务器分离，仅仅对智能电表的系统实现读操作，而不实现写操作。通过这样的方式，就可以对系统运行的安全与稳定起到有效的保障作用。

结束语：

综上所述，在当今的智能电网之中，对于电能质量的监测也有着越来越高的要求，监测设备的数据也就越来越庞大。所以，电能质量的监测系统一定要成为一个可以扩充的完善信息平台。智能电表在这一信息平台之中的应用，可以实现对相关数据信息良好的获取以及分析，进而使得电能质量的监测范围以及监测服务实现进一步的扩大，在节约投资的基础上实现电网电能质量管理效果的显著提升。

参考文献

[1]郭庆，郭建炎. 智能电表在智能电网中的应用与发展[J]. 电工电气，2017（3）.

[2]张宇帆，艾芊，肖斐，等. 数据驱动电能质量分析现状及其支撑技术与展望[J]. 电力自动化设备，2018，38（11）：193-202.

[3]崔立真，史玉良，刘磊，等. 面向智能电网的电力大数据存储与分析应用[J]. 大数据，2017（06）：44-56.

（作者单位：国网四川省电力公司绵竹市供电分公司）