用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集異常分析

趙愛業(yè)，周慧寰

(河北超高壓分公司，石家莊 050070)

用電信息采集系統(tǒng)[1]是對電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)用電信息的自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、用電分析和管理、相關(guān)信息發(fā)布、分布式能源監(jiān)控、智能用電設(shè)備的信息交互等功能。目前，河北省南部電網(wǎng)(簡稱“河北南網(wǎng)”)的用電信息采集系統(tǒng)集數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理于一體，既能夠定點(diǎn)自動上傳數(shù)據(jù)，也可以在主站按需求召測各變電站關(guān)口數(shù)據(jù)，已實(shí)現(xiàn)變電站關(guān)口電量全采集、全監(jiān)控，但其中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響系統(tǒng)采集電量的準(zhǔn)確性。

1 數(shù)據(jù)采集異常的常見原因

用電信息采集系統(tǒng)是一個復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)，所屬設(shè)備很多，因此，造成數(shù)據(jù)采集異常的原因較為復(fù)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(guān)口電能表多種多樣，其生產(chǎn)廠家不同，型號規(guī)格各異，而且電能表的通信規(guī)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(guī)約、表地址匹配錯誤，會影響電能表電量采集。如，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)同一串口下采集多規(guī)約、多波特率電能表，容易出現(xiàn)通信成功率低、采集效率低等問題，使電能表數(shù)據(jù)無法及時、準(zhǔn)確傳送給采集終端。

1.2 采集終端異常

采集終端可能發(fā)生的異常主要集中在終端內(nèi)部參數(shù)設(shè)置，包括主站規(guī)約、波特率、表地址、小數(shù)位、計量點(diǎn)順序、召測周期等。如，召測量是4個量還是22個量，計量點(diǎn)順序是否與主站一致，任何一個參數(shù)設(shè)置錯誤，都不能正確上傳相應(yīng)電能表電量，可能還會導(dǎo)致上傳數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)、撥號、64 K專線、GPRS等。如，專線通道經(jīng)常出現(xiàn)誤碼率偏高，影響主站電量采集的有效性；網(wǎng)絡(luò)通道具有數(shù)據(jù)傳輸速率高，通道比較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但采集終端的網(wǎng)卡質(zhì)量差，光modern、路由器故障，容易造成網(wǎng)絡(luò)通信中斷故障。

1.4 主站異常

主站發(fā)生異常多為電網(wǎng)廠站參數(shù)設(shè)置和采集參數(shù)設(shè)置的軟件故障，包括終端通道IP、主站采集周期、計量點(diǎn)順序、變比倍率、小數(shù)位等。如，站端計量點(diǎn)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(guān)口TA/TV變比設(shè)置錯誤，會造成電量縮小或增大數(shù)倍。

2 數(shù)據(jù)采集異常的實(shí)例分析

2.1 情況介紹

用電信息采集系統(tǒng)上線運(yùn)行后發(fā)揮著電量統(tǒng)計管理、計量稽查等應(yīng)用功能。通過對各變電站關(guān)口電量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，利用采集回的關(guān)口電量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量管理人員能夠及時發(fā)現(xiàn)關(guān)口電量是否存在差錯。根據(jù)能量守恒原理，母線輸入電量應(yīng)等于母線輸出電量，但電能傳輸過程存在損耗，在實(shí)際電量統(tǒng)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(shí)例，通過對其母線電量平衡統(tǒng)計，分析電量異常的原因，并準(zhǔn)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(cè)010 332.33號主變壓器中壓側(cè)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(dá)14.09%(220 kV母線不平衡率應(yīng)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(jìn)出線電量進(jìn)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(yùn)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(yùn)行方式。因此，分段進(jìn)行母線電量平衡統(tǒng)計，通過計算發(fā)現(xiàn)3號變壓器中壓側(cè)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(cè)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(jìn)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(yīng)該接近，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(fù)荷曲線，見圖2。

圖2 23日清蠡線負(fù)荷曲線

將23日清蠡線每小時電量增量數(shù)據(jù)及SCADA系統(tǒng)中清蠡線當(dāng)日每小時負(fù)荷曲線進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)從23日08時，清蠡線電量增量明顯偏小，約為實(shí)際負(fù)荷1/3，初步判斷23日8時可能發(fā)生兩相失壓故障。現(xiàn)場核查發(fā)現(xiàn)清蠡線電能表發(fā)出U、W兩相失壓報警信號，與運(yùn)行人員核實(shí)當(dāng)日運(yùn)行日志，發(fā)現(xiàn)當(dāng)日8時許進(jìn)行清蠡線倒閘操作，結(jié)果將計量電壓保險燒毀，導(dǎo)致U、W兩相失壓，從而造成此次計量故障。

2.3 改進(jìn)措施

經(jīng)過計量專業(yè)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(fù)歸，電量數(shù)據(jù)采集恢復(fù)正常。同時針對此次計量故障，提出以下改進(jìn)措施。

a. 在220 kV間隔倒閘操作時，應(yīng)及時復(fù)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(tài)是否正常(有無失壓)，并將以上檢查步驟寫入運(yùn)行倒閘操作票，認(rèn)真執(zhí)行。

b. 加強(qiáng)電能表失壓報警的監(jiān)控力度，對沒有失壓報警信號觸點(diǎn)的電能表進(jìn)行反措技改，添加報警信號回路至運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，同時將該項反措寫入日后基建項目計量設(shè)計中。

c. 加大電量監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用力度，在主站監(jiān)控系統(tǒng)中增強(qiáng)系統(tǒng)故障自診斷，實(shí)現(xiàn)異常故障語音提示，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)計量異常并處理。

3 結(jié)束語

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

電量異常數(shù)據(jù)的監(jiān)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(shù)據(jù)源頭，并及時趕赴現(xiàn)場處理。

參考文獻(xiàn)：

[1] Q/GDW 373-2009，電力用戶用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范[S].

[2] 張 磊，王曉峰，李新家. 電能信息采集系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)技術(shù)[M]. 北京：中國電力出版社，2010.