用电信息采集系统电能计量数据异常的原因探讨

2022-12-17安秋路

通信电源技术 2022年14期

安秋路

（国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，江苏连云港 222000）

1 用户用电信息采集系统简述及特点

1.1 用户用电信息采集系统简述

电力电子数据采集系统由采集设备层、通信信道层、主站层3部分组成，能够实时采集、处理和监测用电量，同时分析、管理、监测用电设备与用电设备的数据交互，对实现电网智能化起重要作用。电力数据采集的基本结构是全覆盖、全采集，保证对各类电力需求进行全方位采集，并采集各个时间段的电能示值、电压、电流、功率、功率因数、剩余电量、电费等数据。在电网建设完成后，可以实现对用电的远距离监测，并对其进行分析。

1.2 用电信息采集系统的特点

自动抄表技术是现代技术进步的产物，它能有效地降低人工成本，同时还能有效地防止抄表时的不规范和作弊现象。电力信息的采集系统的主要技术如下文所述。

（1）电力线路的载波通信技术。这是一种新的技术，首先要做的就是将所有的信息都进行调制，在信号达到5～500 kHz之后，再进行叠加，然后将这些信息通过电线进行传输。该技术具有成本低、维护方便、灵活等诸多优势，目前在10 kV及以上的输电线路已经得到了广泛的使用，技术已经相当成熟。

（2）扩展频谱技术。这个技术的基本原理是通过转换技术，将所传送的资料进行转换，并通过扩频码产生的信号进行调制来完成。在接收到数字信息时，需要使用相同的频段进行解码，把它转换成原来的数据，从而实现对数据的有效控制。而且这种技术还拥有远程传输能力，可以在几十千米外进行通信，而且还拥有很强的抗干扰性和安全性。因此，这种方法最适用于自动抄表系统中的数据采集，而不会与其他格式产生冲突。但现在的主流产品是通过收集器和扩频器将采集到的数据传输到中央处理器上，实现无线通信。

（3）混合通信技术。在特定的传输中，要实现多项技术的协同工作。多项技术结合起来，可以互相补充。在电力市场上，一般都会采用多路通信来实现多个通信功能的自动抄表。但在实际应用中，数据采集需要采用点对点、红外或低压功率载波等多种通信手段，实现小容量、小距离的通信。

2 用电信息采集系统异常数据原因分析

2.1 电能表异常

在智能电网中，电能表是电能信息采集系统的重要组成部分，它直接关系到电能信息的采集、处理和实时监测。电能表对电力数据采集不正常的影响主要是：电能表自身的质量问题。由于国内电能表制造商众多，生产的电能表质量参差不齐，很多小型电能表厂商生产的电能表质量很差，造成用电信息采集系统的数据采集出现问题。选择功率计的模式，根据不同的电网、变电所不同的用途、不同的供电方式，不同的用户对不同的电表类型、不同的功能也有不同的需求，如电表的通信规范、波特率等。

2.2 变压器异常

影响电子型变压器故障的原因有变压器的受潮问题。由于供电信息采集系统中的变压器工作环境的影响，加之供电人员对变压器的烘干和维修工作缺乏足够的重视，使得变压器极易被湿气腐蚀。如果变压器受潮，则会造成电力数据的传输受阻、故障，从而造成数据采集的异常。二次断路会对变压器的电流输出功率造成一定的影响，增加了变压器数据采集过程中出现异常的概率[1]。

2.3 接线盒异常

端子不正常的原因有端子箱的安装有问题。接线盒的装配问题主要是因为接线盒螺丝没有旋紧，导致接线盒的接线端不能完全的使用，功能不能得到最大程度地利用。近年来，由于电力消费水平的提高，许多变电站的接线盒都存在过载问题，由于线路长期处于超负荷状态，其内部温度过高，部件烧坏，对电力设备的采集也会产生一定的干扰。

2.4 数据通道异常

电力数据采集系统具有多种数据通道，包括网络数据通道、拨号通道、专线通道等。网络数据信道的故障主要是由于网卡、路由器故障等原因造成的，而网卡、路由器等设备的性能指标都很高，只要有一个结构发生故障，整个网络的数据信道都会发生故障，从而造成电力信息采集系统的数据采集出现故障。在电力信息采集系统中，拨号数据信道的异常将极大地增加电力信息采集系统中的异常数据发生频率。专线数据信道的异常主要是由于其错误率高，致使电力用户的信息采集系统存在着异常现象，从而影响了电力用户的工作效率。

2.5 采集终端异常

电力信息采集终端是电力信息采集系统的最后一个环节，也是电力信息采集系统中的重要环节。数据采集不正常的原因有：（1）供电故障，因为采集终端是电力信息收集的最后一个地方，所以它的工作负载很大，需要很高的供电能力，如果电力系统发生了故障，那么整个电力采集系统都会受到影响；（2）通信失败，由于采集端的资料通信是海量使用者的重要资料来源，若通信装置出现问题，则会造成整台电网资料的异常；（3）未能设置终端内部的参数，在采集端，其内部的参数设置有主站规约、波特率、表地址、召测周期等[2]。

3 用电信息采集系统优化设计对策

3.1 设计思路

在系统建设过程中，电力公司要根据客户特定的业务需求和具体业务要求进行电能质量管理系统的设计。该系统的主要目标是建立1个智能化、自动化、全面覆盖的电力市场营销平台，利用该平台上的各种系统功能，将各种不同的客户机连接起来，从而获得用户的详细用电情况，为用电采集工作的开展提供保障。在电力信息采集系统的设计中，要考虑到在不同测量点上所产生电力数据的收集和统计[3]。

3.2 设计原则

在设计时，应遵循以下几个基本准则，以确保其设计的有效性符合预先设定的目标。

（1）在满足现代化要求的前提下，设计了1套完整的数据采集体系。在构建数据收集体系的过程中，必须充分考虑到信息技术的发展特点，确保其技术的先进性、智能化，从而实现电力行业的智能化。

（2）在信息系统的开发过程中，必须遵循一些基本的准则和规范。在建设初期，应按照有关法律规定，制定科学的规划，建立高质量的资料采集系统，并根据有关技术要求进行通信信道和计量设备结构的优化，以达到标准化、统一的目标。在电力市场的建设过程中，要从电力市场的实际情况出发，对电力市场的发展提出了新的要求[4]。

3.3 系统功能

首先是对电力用户的数据进行分析和处理，通过信息收集对各用户的用电量进行数据分析，以判断其是否真实、准确。在电网用户的供电数据出现异常情况时，为了确保供电数据的真实性和准确性，会对数据进行二次处理。在采集到资料后，按照预先设定的相关规定，对用电质量、用电负荷等进行统计，以改善用电质量，避免不正当的用电资讯采集。

其次是采集电力数据，电力使用者的电力状况主要有电力设施运行状况、电力计量、电网运行质量以及预付款等。利用该信息收集体系，可以对上述所有的数据进行全面、统一的收集，从而大大增强了数据收集的准确性和有效性。相关主管只需发出指令，便可完成对使用者资料的收集，以防止因人为原因造成资料收集不精确的问题。

另外，利用该系统可以极大地减少电力公司的人工成本。作为智能电网建设的关键部分，电力信息采集系统的构建能够充分发挥其处理功能。在具体的管理和控制中，数据采集系统是以每一个用户的测量数据为基础，利用该数据采集系统可以对用户进行合理的群组和分组。信息采集系统的控制功能主要包括遥控信号和跳闸信号的发布，如当用户发生欠费后，通过智能仪表发送信息给电能表来实现电网的远程欠费管理，也可以通过发送远程控制来实现对电网负载的控制。

3.4 提升电量采集与计量准确性的措施

（1）各厂商的电能表大多使用485标准接口，在不满足标准接口条件的情况下，必须对其进行改造和优化。同时，在进行安装时，必须遵守有关通信协议的规定，对其他的资料进行系统调试，并在安装完毕后，对所传送的资料进行检查、校验。

（2）在正式运营时，必须要有一套完整的制度来保证系统的安全和稳定。在完善各项规章制度的同时，也要在系统中设定相应的操作权限，并根据不同级别的人员进行不同的授权，从而为系统的安全运营奠定了良好的基础。对某些关键数据，要建立相应的管理日志，对员工的作业时间、作业内容、作业人员的资料等进行细致的记录，并严格遵守各项作业规范。

（3）改进维修管理方法。当前，国内的电网检修工作仍有许多缺陷，严重地影响了电网的数据采集和测量精度。所以相关单位要及时改进维修管理方法，提高维修人员的责任意识，明确重要的检修工作，在进行维修工作的过程中把握检修重点，合理安排人员进行日常的巡查，当发现有异常情况时及时地进行处理，保障用电信息采集系统电能计量数据的准确性。