安秋路

（國網江蘇省電力有限公司 連云港供電分公司，江蘇 連云港 222000）

1 用戶用電信息采集系統(tǒng)簡述及特點

1.1 用戶用電信息采集系統(tǒng)簡述

電力電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由采集設備層、通信信道層、主站層3部分組成，能夠實時采集、處理和監(jiān)測用電量，同時分析、管理、監(jiān)測用電設備與用電設備的數(shù)據(jù)交互，對實現(xiàn)電網智能化起重要作用。電力數(shù)據(jù)采集的基本結構是全覆蓋、全采集，保證對各類電力需求進行全方位采集，并采集各個時間段的電能示值、電壓、電流、功率、功率因數(shù)、剩余電量、電費等數(shù)據(jù)。在電網建設完成后，可以實現(xiàn)對用電的遠距離監(jiān)測，并對其進行分析。

1.2 用電信息采集系統(tǒng)的特點

自動抄表技術是現(xiàn)代技術進步的產物，它能有效地降低人工成本，同時還能有效地防止抄表時的不規(guī)范和作弊現(xiàn)象。電力信息的采集系統(tǒng)的主要技術如下文所述。

（1）電力線路的載波通信技術。這是一種新的技術，首先要做的就是將所有的信息都進行調制，在信號達到5～500 kHz之后，再進行疊加，然后將這些信息通過電線進行傳輸。該技術具有成本低、維護方便、靈活等諸多優(yōu)勢，目前在10 kV及以上的輸電線路已經得到了廣泛的使用，技術已經相當成熟。

（2）擴展頻譜技術。這個技術的基本原理是通過轉換技術，將所傳送的資料進行轉換，并通過擴頻碼產生的信號進行調制來完成。在接收到數(shù)字信息時，需要使用相同的頻段進行解碼，把它轉換成原來的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效控制。而且這種技術還擁有遠程傳輸能力，可以在幾十千米外進行通信，而且還擁有很強的抗干擾性和安全性。因此，這種方法最適用于自動抄表系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集，而不會與其他格式產生沖突。但現(xiàn)在的主流產品是通過收集器和擴頻器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚砥魃?，實現(xiàn)無線通信。

（3）混合通信技術。在特定的傳輸中，要實現(xiàn)多項技術的協(xié)同工作。多項技術結合起來，可以互相補充。在電力市場上，一般都會采用多路通信來實現(xiàn)多個通信功能的自動抄表。但在實際應用中，數(shù)據(jù)采集需要采用點對點、紅外或低壓功率載波等多種通信手段，實現(xiàn)小容量、小距離的通信。

2 用電信息采集系統(tǒng)異常數(shù)據(jù)原因分析

2.1 電能表異常

在智能電網中，電能表是電能信息采集系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關系到電能信息的采集、處理和實時監(jiān)測。電能表對電力數(shù)據(jù)采集不正常的影響主要是：電能表自身的質量問題。由于國內電能表制造商眾多，生產的電能表質量參差不齊，很多小型電能表廠商生產的電能表質量很差，造成用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)問題。選擇功率計的模式，根據(jù)不同的電網、變電所不同的用途、不同的供電方式，不同的用戶對不同的電表類型、不同的功能也有不同的需求，如電表的通信規(guī)范、波特率等。

2.2 變壓器異常

影響電子型變壓器故障的原因有變壓器的受潮問題。由于供電信息采集系統(tǒng)中的變壓器工作環(huán)境的影響，加之供電人員對變壓器的烘干和維修工作缺乏足夠的重視，使得變壓器極易被濕氣腐蝕。如果變壓器受潮，則會造成電力數(shù)據(jù)的傳輸受阻、故障，從而造成數(shù)據(jù)采集的異常。二次斷路會對變壓器的電流輸出功率造成一定的影響，增加了變壓器數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)異常的概率[1]。

2.3 接線盒異常

端子不正常的原因有端子箱的安裝有問題。接線盒的裝配問題主要是因為接線盒螺絲沒有旋緊，導致接線盒的接線端不能完全的使用，功能不能得到最大程度地利用。近年來，由于電力消費水平的提高，許多變電站的接線盒都存在過載問題，由于線路長期處于超負荷狀態(tài)，其內部溫度過高，部件燒壞，對電力設備的采集也會產生一定的干擾。

2.4 數(shù)據(jù)通道異常

電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有多種數(shù)據(jù)通道，包括網絡數(shù)據(jù)通道、撥號通道、專線通道等。網絡數(shù)據(jù)信道的故障主要是由于網卡、路由器故障等原因造成的，而網卡、路由器等設備的性能指標都很高，只要有一個結構發(fā)生故障，整個網絡的數(shù)據(jù)信道都會發(fā)生故障，從而造成電力信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)故障。在電力信息采集系統(tǒng)中，撥號數(shù)據(jù)信道的異常將極大地增加電力信息采集系統(tǒng)中的異常數(shù)據(jù)發(fā)生頻率。專線數(shù)據(jù)信道的異常主要是由于其錯誤率高，致使電力用戶的信息采集系統(tǒng)存在著異?，F(xiàn)象，從而影響了電力用戶的工作效率。

2.5 采集終端異常

電力信息采集終端是電力信息采集系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，也是電力信息采集系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集不正常的原因有：（1）供電故障，因為采集終端是電力信息收集的最后一個地方，所以它的工作負載很大，需要很高的供電能力，如果電力系統(tǒng)發(fā)生了故障，那么整個電力采集系統(tǒng)都會受到影響；（2）通信失敗，由于采集端的資料通信是海量使用者的重要資料來源，若通信裝置出現(xiàn)問題，則會造成整臺電網資料的異常；（3）未能設置終端內部的參數(shù)，在采集端，其內部的參數(shù)設置有主站規(guī)約、波特率、表地址、召測周期等[2]。

3 用電信息采集系統(tǒng)優(yōu)化設計對策

3.1 設計思路

在系統(tǒng)建設過程中，電力公司要根據(jù)客戶特定的業(yè)務需求和具體業(yè)務要求進行電能質量管理系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)的主要目標是建立1個智能化、自動化、全面覆蓋的電力市場營銷平臺，利用該平臺上的各種系統(tǒng)功能，將各種不同的客戶機連接起來，從而獲得用戶的詳細用電情況，為用電采集工作的開展提供保障。在電力信息采集系統(tǒng)的設計中，要考慮到在不同測量點上所產生電力數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計[3]。

3.2 設計原則

在設計時，應遵循以下幾個基本準則，以確保其設計的有效性符合預先設定的目標。

（1）在滿足現(xiàn)代化要求的前提下，設計了1套完整的數(shù)據(jù)采集體系。在構建數(shù)據(jù)收集體系的過程中，必須充分考慮到信息技術的發(fā)展特點，確保其技術的先進性、智能化，從而實現(xiàn)電力行業(yè)的智能化。

（2）在信息系統(tǒng)的開發(fā)過程中，必須遵循一些基本的準則和規(guī)范。在建設初期，應按照有關法律規(guī)定，制定科學的規(guī)劃，建立高質量的資料采集系統(tǒng)，并根據(jù)有關技術要求進行通信信道和計量設備結構的優(yōu)化，以達到標準化、統(tǒng)一的目標。在電力市場的建設過程中，要從電力市場的實際情況出發(fā)，對電力市場的發(fā)展提出了新的要求[4]。

3.3 系統(tǒng)功能

首先是對電力用戶的數(shù)據(jù)進行分析和處理，通過信息收集對各用戶的用電量進行數(shù)據(jù)分析，以判斷其是否真實、準確。在電網用戶的供電數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時，為了確保供電數(shù)據(jù)的真實性和準確性，會對數(shù)據(jù)進行二次處理。在采集到資料后，按照預先設定的相關規(guī)定，對用電質量、用電負荷等進行統(tǒng)計，以改善用電質量，避免不正當?shù)挠秒娰Y訊采集。

其次是采集電力數(shù)據(jù)，電力使用者的電力狀況主要有電力設施運行狀況、電力計量、電網運行質量以及預付款等。利用該信息收集體系，可以對上述所有的數(shù)據(jù)進行全面、統(tǒng)一的收集，從而大大增強了數(shù)據(jù)收集的準確性和有效性。相關主管只需發(fā)出指令，便可完成對使用者資料的收集，以防止因人為原因造成資料收集不精確的問題。

另外，利用該系統(tǒng)可以極大地減少電力公司的人工成本。作為智能電網建設的關鍵部分，電力信息采集系統(tǒng)的構建能夠充分發(fā)揮其處理功能。在具體的管理和控制中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以每一個用戶的測量數(shù)據(jù)為基礎，利用該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以對用戶進行合理的群組和分組。信息采集系統(tǒng)的控制功能主要包括遙控信號和跳閘信號的發(fā)布，如當用戶發(fā)生欠費后，通過智能儀表發(fā)送信息給電能表來實現(xiàn)電網的遠程欠費管理，也可以通過發(fā)送遠程控制來實現(xiàn)對電網負載的控制。

3.4 提升電量采集與計量準確性的措施

（1）各廠商的電能表大多使用485標準接口，在不滿足標準接口條件的情況下，必須對其進行改造和優(yōu)化。同時，在進行安裝時，必須遵守有關通信協(xié)議的規(guī)定，對其他的資料進行系統(tǒng)調試，并在安裝完畢后，對所傳送的資料進行檢查、校驗。

（2）在正式運營時，必須要有一套完整的制度來保證系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。在完善各項規(guī)章制度的同時，也要在系統(tǒng)中設定相應的操作權限，并根據(jù)不同級別的人員進行不同的授權，從而為系統(tǒng)的安全運營奠定了良好的基礎。對某些關鍵數(shù)據(jù)，要建立相應的管理日志，對員工的作業(yè)時間、作業(yè)內容、作業(yè)人員的資料等進行細致的記錄，并嚴格遵守各項作業(yè)規(guī)范。

（3）改進維修管理方法。當前，國內的電網檢修工作仍有許多缺陷，嚴重地影響了電網的數(shù)據(jù)采集和測量精度。所以相關單位要及時改進維修管理方法，提高維修人員的責任意識，明確重要的檢修工作，在進行維修工作的過程中把握檢修重點，合理安排人員進行日常的巡查，當發(fā)現(xiàn)有異常情況時及時地進行處理，保障用電信息采集系統(tǒng)電能計量數(shù)據(jù)的準確性。

4 計量裝置異常的監(jiān)測方法

4.1 電壓電流異常的檢測方法

電壓的測量包括線路電壓、相電壓、電壓突變量、三相不平衡電壓、斷路器結構等。電流的測量包括相電流和相電流的突變量、三相不平衡電流、斷路器的位置等。測試員可以將檢測到的數(shù)據(jù)和正常的數(shù)據(jù)進行比對，以確定是否有異常。

4.2 功率因數(shù)異常檢測

功率因數(shù)的測量主要有負載功率因數(shù)、斷路器位置等。根據(jù)測量的資料，比較功率因數(shù)是否超出了限值以及在一段時間，電源功率因數(shù)值能否回復到初始值，有沒有斷路器的開斷和維修信息。通過對比和分析，可以確定有沒有什么不正常的地方。

4.3 開關信號異常監(jiān)測

在測量設備的某些開關信號出現(xiàn)不正常的情況下，將會生成與之對應的異常數(shù)據(jù)，其中包括電能表自身檢錯、電能表內部電流環(huán)路探測、電能表故障碼顯示等。

4.4 狀態(tài)量異常監(jiān)測

為了更好地做出正確的決策，需要對負載曲線、線損等宏觀狀態(tài)進行監(jiān)測，并對狀態(tài)量的變化進行分析。在電網運行狀況基本不變時，監(jiān)測人員通常會通過監(jiān)控累計電量變化值的越界、負載曲線的異常、斷路器開關和維修情況以及在一段時間后的數(shù)據(jù)是否恢復正常等方式來判定電能計量數(shù)據(jù)的異常[5]。

5 結 論

電力信息采集系統(tǒng)的電能計量工作對于電力企業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用，因此企業(yè)要加強對計量工作的關注，并結合其對電能計量的需求和公司的總體發(fā)展，提出一種有效的、切實可行的計量方法，通過完善計量技術標準，不斷提升電能計量的準確性，達到一個理想化的電能計量模式，保證電力企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。