浅谈关于计量自动化系统采集异常数据的分析及处理

莫晓瑜

摘 要 计量自动化系统需要在计量装置的基础上进行一系列的创新技术，其涉及范围较广，业务层次比较复杂。本文从当前我国智能电表的运行情况说起，并对计量自动化系统中数据采集异常的原因进行了分析，最后针对计量自动化系统采集异常数据的处理提出了相关的措施，旨在于提高我国计量自动化系统中对于采集异常数据的分析以及处理能力。

关键词 计量自动化；数据采集；相关措施

随着我国电力事业改革的不断推进以及人民群众对电力需求的不断提高，我国关于建设智能电网的步伐不断加快。电能计量自动化是智能用电领域最核心、最关键的技术，是建设智能型电网的基础。智能电表是智能电网中最重要的部分，承担了数据采集、数据计量以及数据传输的重要任务。通过智能电表，可以迅速地完成信息集成、信息优化以及信息展现的任务。除此以外，通过计量自动化系统，能够对电力资源进行合理的安排与分配，提高电力部门的工作效率。因此，提高计量自动化采集系统对于异常数据的分析以及处理能力是极其重要的。

1 我国智能电表的运行现状分析

相关数据表明，在2017年12月底，深圳已在全国首个实现智能电表与低压集抄两个全面覆盖，计量自动化系统承担了为供电局各部门提供了大量翔实可靠的原始远程抄表数据的任务。在系统平台的建立方面，初步实现了关于电能数据的在线管理，但是除了一些基本数据之外，关于某些智能电表的状态数据以及历史数据等没有被采集到，因此，为了使得智能电表更全面的为人们服务，提高对于电量数据管理能力具有重要的意义。

目前，我国智能电表采集数据还较为单一，智能电表中将通信技术中使用的电子式计量设备引入其中，使之集成度较高，计量能力以及通讯能力都较为丰富。但是不可否认的是计量自动化系统也只是采集了最基本的计量数据，对一些数据例如表计电压等并未进行采集，在一定程度上造成了信息的闲置。

我国的智能电表运行状况不够理想还表现在信道利用率低这方面。现行通道大体分为上行通道以及下行通道两种。上行通道多为4G信号通道，下行信号通道一般为电力線载波信道。信道的负荷较小，在电量抄送完成后大多数的通道都处于无任务状态，造成了资源利用率不足的情况。除此以外，还存在人工排查电表状况时方式单一、效率较低的特点。针对这些现状，采用科学的方式，进一步优化智能电网系统，提高资源的利用率是未来迫切需要解决的问题[1]。

2 计量自动化系统采集异常数据的原因分析

2.1 系统运行存在异常

图1所示为目前常用的计量自动化系统的示意图。众多耗电设备在使用电力的时候，计量自动化系统依旧处于正常运行的状态，但是在极个别的情况下依旧会出现数据异常的情况。造成这种情况的原因主要是由于计量自动化系统运行时出现问题，系统中的个别软件无法正常运行，使得计量自动化系统在读取数据时受到干扰，导致系统出现错误。

2.2 终端与主站通信出现异常

计量自动化系统的终端与系统的主站之间主要依赖GPRS进行通讯，终端通过GPRS与主站之间构成了一条完整的通信线路。在这一通信线路中任意一个节点出现问题都会导致数据采集出现异常，甚至造成数据丢失。出现这种情况的主要原因是现场通讯信号不能满足正常通信信号的要求。例如通信卡故障、终端参数设置错误以及地址错误等。通讯信号无法满足需要主要是由于通信现场无信号、信号强度较弱或者遭到人为破坏等原因。除此以外，如果通讯SIM卡没有绑定相关的数据业务、SIM卡损坏或者SIM卡与终端接触不好也会导致各种异常状况的发生[2]。

2.3 终端与电能表通讯故障

计量自动化系统的终端与现场与星电能主要通过RS485通讯为主，因此只有当终端与电能表的RS485的端口功能正常，才能够保障终端数据采集的准确。在实际工作中，经常存在485数据接线不规范、电能表参数设置错误的状况，这种情况都会导致电能表采集到的数据出现异常。其中最为常见的错误主要是终端中的测量点号、测量点的状态、电能表通讯地址或者通讯规则设置错误。如果终端软件没有按照相关计量自动化终端通讯规约进行开发或者软件功能的设计存在不足之处，就会导致数据的采集出现中断，总体数据结果不稳定。

2.4 计量自动化基础管理环节薄弱

在系统建设的初期或者自动化安装的初始阶段，由于系统中各项功能处于不稳定的状态，因此，安装管理人员的主要工作核心在于重视系统的建设，对于现场安装的规范性、建立档案的时效性以及档案的管理等没有投入过多的精力，这就造成了对终端运行管理的某些管理措施落实不到位。终端中如果出现问题，对问题的处理不够及时，造成各项问题堆积，系统运营时各项参数与终端运行中的参数设置不相符。如果此时对终端进行批量参数下发后，将导致原先通讯和采集都正常的终端出现部分掉线或电能表数据采集异常情况的发生。因此，在主站进行参数的批量下发时，首先应当对涉及的主站与终端、终端与电能表通讯的参数进行召测，将召测所得的参数与主站进行对比之后，再进行终端参数的批量下发。

3 计量自动化系统采集异常数据的处理措施

3.1 终端设备进行到货验收措施

终端设备时自动化采集系统中的主要采集设备，承担着对电表层数据采集的以及与主站之间进行数据通信的重要工作。由此可见，保障采购的终端质量要求能够满足现场实际应用的需求，才能够使得终端成功采集到数据。为了确保终端设备的质量问题，要从不同的方面来把关，例如技术协议、审批以及到货验收等，都需要相关的技术人员层层把关。应当在技术协议中明确规定设备的验收方法以及验收项目，与终端厂商共同进行设备的全能性试验，只有当各个方面均验收无误后，才能开展性能调试试验。当全面的性能试验完成后才能够开展主站联调测试，测试过程中需要保障终端上线的稳定性以及数据采集的完备程度等。除此以外，还需要对终端出厂时的APN、主站IP等这些默认的参数进行核查，通过层层把关，共同保障终端设备的各项功能能够满足日常中数据的采集，提高数据采集的成功率[3]。

3.2 终端现场联调

当终端上电启动正常后，需要及时检查终端设备的通讯参数以及抄表的通讯参数。需要正确设置前置机参数、测量点的序号、电能表的通讯地址这些信息。当各项参数均设置完成并且无误后，需要重新启动终端设备，在重现启动终端设备之前，还需要逐一对上行通讯参数以及下行通讯参数进行检查，确定各部位的运行状况，确认是否存在GPRS通讯数据延时情况。

3.3 注意解决失压问题

如果电表与连接线之间出现障碍就容易引发计量自动化系统出现失压问题。如果出现了失压问题，首先应当检测连接电表的电压，查看电路是否通畅。这其中主要的检测步骤包括电压回路中各个接触点是否存在接触不良的状况、电压回路中是否存在松动等现象，或者是否电路中的部件出现老化等问题；其次，对回路中的电压进行测量，如果电压值为零或者与标准电压值存在较大的偏差，则说明电压表存在失压问题。造成电压表失压问题的原因可能是因为电表的负荷过重，导致线路出现故障，故而出现了失压的状况[4]。

4 结束语

目前我国的自动化计量系统还不够完善，再运行的过程中各种原因均会导致数据的采集出现异常状况，针对这些原因，相关技术人员应当认真排查异常，发现每一处异常的发生点，并针对不同的原因采取不同的措施进行处理。除此以外，相关部门还应当加大对数据采集工作的管理力度，提高我国计量自动化系统数据采集的成功率。

参考文献

[1] 周伟.用电信息采集系统应用于线损管理的分析与实施[D].济南：山东大学，2015.

[2] 阮治军.电能计量自动化系统运行工况监控管理技术的研究及应用[J].通讯世界，2015，（23）：185-186，187.

[3] 张铁忠，李娜. 用电信息采集系统的建设、运营和维护管理[J]. 江西电力，2013，37（05）：61-63.

[4] 陈琦，李小兵，曹敏，等. 电力用户用电信息采集系统建设的研究与探讨[J]. 陕西电力，2011，（06）：66-68.