采集系統關口電量數據丟失分析與處理

摘 要：用電信息采集系統是為了能夠安全、可靠、準實時地采集電能量原始數據及相關信息，在此基礎上具備豐富的數據合理性校驗、數據業務處理、統計計算、電能量管理、網損管理、報表生成、數據發布等應用功能，為電力公司各部門提供生產運行數據，為各決策部門提供決策依據。針對在系統的實際運行過程中出現數據丟失的情況，找出用電信息采集系統數據丟失的原因，提出相應的解決策略。

關鍵詞：用電信息采集系統；數據丟失分析；電能量采集終端

用電信息采集系統[1]承擔著用電信息自動采集、高效共享和實時監控的重要任務，是智能用電服務體系的重要基礎和用戶用電信息的重要來源。建設堅強智能電網，客觀要求必須建設好用電信息采集系統，實現覆蓋公司系統全部用戶、采集全部用電信息、支持全面電費控制等目標。因此，用電信息采集系統是國家電網公司重點建設項目，該系統本身設計功能和采集量非常強大，不僅滿足了營銷業務的需要，同時也滿足了電網規劃發展、檢修運維、實時監控等各方面的目標需求。

1 問題的提出

隨著用電信息采集系統的深化應用，關口電能表數據的采集要求由原先的一臺終端在5分鐘內向電量計量系統發送4個數據量，變為在5分鐘內向用電信息采集系統發送33個電能表數據量，這無疑對采集終端和用電信息采集系統主站的技術參數提出了更高的要求。另外，若線路停電，線路所屬電能表因無電壓而不能正常啟動時，采集終端就無法采集到當前電能表的數據，隨之而來的就是“用電信息采集系統丟數”這個影響“一發雙收”實際應用的重大問題。

2 影響因素分析

用電信息采集系統是一個龐大、復雜的系統，所屬設備很多，因此造成采集系統丟數的原因有很多。但其造成數據丟失的設備可以歸結為：關口電能表、采集終端、用電信息采集系統。通過技術解決因電能量采集終端、用電信息采集系統的技術缺陷、電能表參數設置以及電能表無電壓產生的采集終端丟數問題就成為了確保采集系統可靠應用的必然選擇。經過我們的反復研究、實驗和分析[2]，決定對關口電能表、采集終端、用電信息采集系統同時進行升級和設置，以避免采集系統丟數情況的再次發生。

3 研究（改進）方案

3.1 用電信息采集系統技術缺陷

通過對變電站進行實地觀測，和采集系統主站相關人員進行溝通以及對數據和報文進行分析后，發現主站數據任務存在問題，導致電能量采集終端內數據無法正確上傳。根據觀察到的情況，大面積丟數的原因主要是主站數據抄讀任務流程存在問題導致，主要問題包括下述三方面：

3.1.1 主站數據采集任務流程不符合寧夏102規約規范流程。寧夏102規約明確規定對于鏈路層-控制域FCB位：主站確認子站已收到命令幀并發送下一幀命令幀的時候，要將FCB位取反，表示是一幀新的命令幀，否則保持FCB位不變，表示要求子站重發上一幀數據。 根據對現場報文觀測，主站數據采集任務FCB位不取反，造成電能量采集終端將上一幀報文重新發送，且主站下發的數據召測機制未補召丟失數據，跳過了該時間點，從而導致了新下發的數據任務處理失敗。

3.1.2 主站數據采集任務流程網絡TCP超時時間短，導致報文錯位現象。TCP的超時時間僅為1S，在網絡通信不理想，出現擁塞、中斷情況時，會造成報文錯位的現象，即電能量采集終端回復主站報文主站尚未接到時，主站任務已經認為超時發送下一幀，這時上一幀電能量采集終端的報文主站接收到，導致主站任務處理失敗，數據報文丟失。

3.1.3 主站數據下發任務報文存在錯誤。下發的報文幀隨機存在報文下發錯誤及報文下發不完整的情況。根據統計一天大概發生4～5次，導致電能量采集終端解析處理失敗。

3.2 電能量采集終端參數設置不合理

廠站中使用的電能量采集終端有多種，寧夏主要以EDAD2001-C與FFC plus居多。

3.2.1 EDAD2001-C電能量采集終端參數設置不合理。存盤偏移時間較短，存盤時刻尚未采集完全所有表計的數據，導致召測采集失敗。

3.2.2 FFC plus對SL7000電能表的采集出現不合理的狀況。因為SL7000表在應答數據時，延時應答超過1s，5分鐘時間內，不能完成6個電表的采集任務，導致丟數。

3.3 電能表參數設置存在問題

寧夏關口電能表主要以愛拓利（SL7000）與蘭吉爾電能表居多。此次數據丟失的表計均為SL7000電能表，發現該表485通訊口MODEM功能未關閉，導致485通信口會主動向電能量采集終端發送報文，干擾電能量采集終端正常讀表流程，這是導致電能量采集終端對7000表數據采集失敗的主要原因。

3.4 電能表未加裝輔助電源

當線路停電，線路所屬電能表因無電壓而不能正常啟動時，采集終端就無法采集到當前電能表的數據。

4.研究（改進）結果

4.1 用電信息采集系統主站技術處理

4.1.1 主站數據采集任務流程不符合寧夏102規約規范流程：電能量采集終端修改程序，兼容主站處理流程，主站修改采集機制，補招丟失數據，該問題消失。

4.1.2 主站數據采集任務流程網絡TCP超時時間短，導致報文錯位現象：主站修改TCP超時參數，超時時間變更為30S，修改后該問題消失。

4.1.3 主站數據下發任務報文存在錯誤：電能量采集終端修改程序，對于主站下發的錯誤報文幀進行丟棄處理，該問題得到緩解；主站修改程序下發規范報文，修改后該問題消失。

4.2 電能量采集終端技術處理

4.2.1 EDAD2001-C電能量采集終端參數設置不合理。存盤偏移時間較短，存盤時刻尚未采集完全所有表計的數據，導致召測采集失敗。通過修改存盤偏移時間改為250秒、270秒，采集成功率100%。

4.2.2 FFC plus在反復優化召測機制后，目前，FFC plus5分鐘內可以完成6只SL7000電能表的數據采集。

4.3 電能表參數設置

SL 7000表參數設置存在問題。對表計485通訊口MODEM功能關閉后，SL7000表的抄通率大大提高，SL7000表影響丟數的原因消失。

4.4 對運行電能表加裝輔助電源

本著為用電信息采集系統服務的原則，對變電站進行計量表計輔助電源接入改造。當線路停運時，也可保證用電信息采集系統采集到當前電能表的數據。

5 結束語

通過對“用電信息采集系統丟數”問題的分析與處理，使得用電信息采集系統能夠安全、可靠、準實時地采集到電能量原始數據及相關信息，在此基礎上具備豐富的數據合理性校驗、數據業務處理、統計計算、電能量管理、網損管理、報表生成、數據發布等應用功能，為電力公司各部門提供生產運行數據，為各決策部門提供決策依據。

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.

作者簡介：張超（1988，2-），男，助理工程師，工學學士學位，從事電能計量相關工作及負責全區廠站采集終端運維工作。