用電信息采集系統數據采集異常分析

趙愛業，周慧寰

(河北超高壓分公司，石家莊 050070)

用電信息采集系統[1]是對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監控的系統，可實現用電信息的自動采集、計量異常監測、電能質量監測、用電分析和管理、相關信息發布、分布式能源監控、智能用電設備的信息交互等功能。目前，河北省南部電網(簡稱“河北南網”)的用電信息采集系統集數據的采集、傳輸、存儲、處理于一體，既能夠定點自動上傳數據，也可以在主站按需求召測各變電站關口數據，已實現變電站關口電量全采集、全監控，但其中任一環節出現問題，都會影響系統采集電量的準確性。

1 數據采集異常的常見原因

用電信息采集系統是一個復雜、龐大的系統，所屬設備很多，因此，造成數據采集異常的原因較為復雜[2]，但主要原因可歸納為電能表采集異常、采集終端異常、通道異常、主站異常。

1.1 電能表采集異常

變電站中使用的關口電能表多種多樣，其生產廠家不同，型號規格各異，而且電能表的通信規約大不相同。電能表與采集終端之間主要通過RS485總線通信，一旦電能表的規約、表地址匹配錯誤，會影響電能表電量采集。如，實際應用中發現同一串口下采集多規約、多波特率電能表，容易出現通信成功率低、采集效率低等問題，使電能表數據無法及時、準確傳送給采集終端。

1.2 采集終端異常

采集終端可能發生的異常主要集中在終端內部參數設置，包括主站規約、波特率、表地址、小數位、計量點順序、召測周期等。如，召測量是4個量還是22個量，計量點順序是否與主站一致，任何一個參數設置錯誤，都不能正確上傳相應電能表電量，可能還會導致上傳數據紊亂。

1.3 通道異常

終端與主站之間的通道類型較多，通常使用的通道類型有網絡、撥號、64 K專線、GPRS等。如，專線通道經常出現誤碼率偏高，影響主站電量采集的有效性；網絡通道具有數據傳輸速率高，通道比較穩定等優點，但采集終端的網卡質量差，光modern、路由器故障，容易造成網絡通信中斷故障。

1.4 主站異常

主站發生異常多為電網廠站參數設置和采集參數設置的軟件故障，包括終端通道IP、主站采集周期、計量點順序、變比倍率、小數位等。如，站端計量點順序修改，而未及時與主站溝通修改，可能造成電量采集錯亂；主站關口TA/TV變比設置錯誤，會造成電量縮小或增大數倍。

2 數據采集異常的實例分析

2.1 情況介紹

用電信息采集系統上線運行后發揮著電量統計管理、計量稽查等應用功能。通過對各變電站關口電量進行實時監控，利用采集回的關口電量數據進行統計分析，計量管理人員能夠及時發現關口電量是否存在差錯。根據能量守恒原理，母線輸入電量應等于母線輸出電量，但電能傳輸過程存在損耗，在實際電量統計中輸入電量與輸出電量存在一定差值，這個差值與輸入電量的比值稱作母線不平衡率，以下以清苑500 kV變電站某月23日220 kV母線電量不平衡分析為實例，通過對其母線電量平衡統計，分析電量異常的原因，并準確排除計量故障。清苑500 kV變電站23日220 kV母線平衡報表，見表1。

表1 清苑500 kV變電站23日220 kV母線平衡報表

線路間隔輸出有功電量/MWh輸入有功電量/MWh清蠡線2 4200清鄧Ⅰ線2 7500清鄧Ⅱ線2 722.50清孫線4 427.50清東線55055清固線1 98002號主變壓器中壓側010 332.33號主變壓器中壓側06 898.1合計14 85017 285.4

由表1可以計算出，清苑500 kV變電站23日220 kV母線損耗為2 435.4 MWh，電量不平衡率達14.09%(220 kV母線不平衡率應小于1%)，查看前幾日不平衡報表均為正常范圍，因此需要對該站220 kV母線進出線電量進一步分析。清苑500 kV變電站220 kV電氣一次接線，見圖1。

圖1 清苑500 kV變電站220 kV電氣一次接線

2.2 原因分析

從圖2可以看出，該變電站220 kV電氣部分采用雙母線分段的主接線方式，此時220 kV母線為分段運行，2號變壓器、3號變壓器分別掛接在220 kV A段、B段母線上，即2臺主變壓器采用分列運行方式。因此，分段進行母線電量平衡統計，通過計算發現3號變壓器中壓側輸入電量近似等于B段母線其他出線(清孫線、清東線、清固線)電量之和，而2號變壓器中壓側輸入電量明顯大于A段母線其他出線(清蠡線、清鄧Ⅰ線、清鄧Ⅱ線)電量之和，因此可以排除B段母線間隔存在問題，著重分析A段母線各進出線電量。其中清鄧Ⅰ線、清鄧Ⅱ線為同極雙回線路，兩回線路電量應該接近，與系統數據吻合可排除，因此通過上述分析，可以判斷清蠡線電量異常。23日清蠡線負荷曲線，見圖2。

圖2 23日清蠡線負荷曲線

將23日清蠡線每小時電量增量數據及SCADA系統中清蠡線當日每小時負荷曲線進行分析比較，發現從23日08時，清蠡線電量增量明顯偏小，約為實際負荷1/3，初步判斷23日8時可能發生兩相失壓故障。現場核查發現清蠡線電能表發出U、W兩相失壓報警信號，與運行人員核實當日運行日志，發現當日8時許進行清蠡線倒閘操作，結果將計量電壓保險燒毀，導致U、W兩相失壓，從而造成此次計量故障。

2.3 改進措施

經過計量專業班組人員緊張搶修，更換新的電壓保險后，清蠡線電能表失壓報警復歸，電量數據采集恢復正常。同時針對此次計量故障，提出以下改進措施。

a. 在220 kV間隔倒閘操作時，應及時復核操作，判斷計量電壓切換繼電器是否吸合到位，計量電壓是否正確切換，該間隔電能表狀態是否正常(有無失壓)，并將以上檢查步驟寫入運行倒閘操作票，認真執行。

b. 加強電能表失壓報警的監控力度，對沒有失壓報警信號觸點的電能表進行反措技改，添加報警信號回路至運行監控系統，同時將該項反措寫入日后基建項目計量設計中。

c. 加大電量監控系統的應用力度，在主站監控系統中增強系統故障自診斷，實現異常故障語音提示，幫助用戶及時發現計量異常并處理。

3 結束語

自河北南網用電信息采集系統上線運行以來，減輕了變電站關口抄表的工作量，提高了變電站關口計量管理水平，但由于現場情況的復雜性和多樣性，使主站系統采集的關口電量仍然會出現各種各樣的異常情況。通過對變電站關口

電量異常數據的監控和分析，能夠減少計量管理人員在處理電量故障時的盲目性，幫助計量人員在第一時間查找異常數據源頭，并及時趕赴現場處理。

參考文獻：

[1] Q/GDW 373-2009，電力用戶用電信息采集系統功能規范[S].

[2] 張 磊，王曉峰，李新家. 電能信息采集系統運行及維護技術[M]. 北京：中國電力出版社，2010.