采集系統(tǒng)關(guān)口電量數(shù)據(jù)丟失分析與處理

摘 要：用電信息采集系統(tǒng)是為了能夠安全、可靠、準實時地采集電能量原始數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上具備豐富的數(shù)據(jù)合理性校驗、數(shù)據(jù)業(yè)務處理、統(tǒng)計計算、電能量管理、網(wǎng)損管理、報表生成、數(shù)據(jù)發(fā)布等應用功能，為電力公司各部門提供生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，為各決策部門提供決策依據(jù)。針對在系統(tǒng)的實際運行過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，找出用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失的原因，提出相應的解決策略。

關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng)；數(shù)據(jù)丟失分析；電能量采集終端

用電信息采集系統(tǒng)[1]承擔著用電信息自動采集、高效共享和實時監(jiān)控的重要任務，是智能用電服務體系的重要基礎(chǔ)和用戶用電信息的重要來源。建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，客觀要求必須建設(shè)好用電信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)覆蓋公司系統(tǒng)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(tǒng)是國家電網(wǎng)公司重點建設(shè)項目，該系統(tǒng)本身設(shè)計功能和采集量非常強大，不僅滿足了營銷業(yè)務的需要，同時也滿足了電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展、檢修運維、實時監(jiān)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(tǒng)的深化應用，關(guān)口電能表數(shù)據(jù)的采集要求由原先的一臺終端在5分鐘內(nèi)向電量計量系統(tǒng)發(fā)送4個數(shù)據(jù)量，變?yōu)樵?分鐘內(nèi)向用電信息采集系統(tǒng)發(fā)送33個電能表數(shù)據(jù)量，這無疑對采集終端和用電信息采集系統(tǒng)主站的技術(shù)參數(shù)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(shù)據(jù)，隨之而來的就是“用電信息采集系統(tǒng)丟數(shù)”這個影響“一發(fā)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(tǒng)是一個龐大、復雜的系統(tǒng)，所屬設(shè)備很多，因此造成采集系統(tǒng)丟數(shù)的原因有很多。但其造成數(shù)據(jù)丟失的設(shè)備可以歸結(jié)為：關(guān)口電能表、采集終端、用電信息采集系統(tǒng)。通過技術(shù)解決因電能量采集終端、用電信息采集系統(tǒng)的技術(shù)缺陷、電能表參數(shù)設(shè)置以及電能表無電壓產(chǎn)生的采集終端丟數(shù)問題就成為了確保采集系統(tǒng)可靠應用的必然選擇。經(jīng)過我們的反復研究、實驗和分析[2]，決定對關(guān)口電能表、采集終端、用電信息采集系統(tǒng)同時進行升級和設(shè)置，以避免采集系統(tǒng)丟數(shù)情況的再次發(fā)生。

3 研究（改進）方案

3.1 用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)缺陷

通過對變電站進行實地觀測，和采集系統(tǒng)主站相關(guān)人員進行溝通以及對數(shù)據(jù)和報文進行分析后，發(fā)現(xiàn)主站數(shù)據(jù)任務存在問題，導致電能量采集終端內(nèi)數(shù)據(jù)無法正確上傳。根據(jù)觀察到的情況，大面積丟數(shù)的原因主要是主站數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集任務流程不符合寧夏102規(guī)約規(guī)范流程。寧夏102規(guī)約明確規(guī)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(fā)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(fā)上一幀數(shù)據(jù)。 根據(jù)對現(xiàn)場報文觀測，主站數(shù)據(jù)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(fā)送，且主站下發(fā)的數(shù)據(jù)召測機制未補召丟失數(shù)據(jù)，跳過了該時間點，從而導致了新下發(fā)的數(shù)據(jù)任務處理失敗。

3.1.2 主站數(shù)據(jù)采集任務流程網(wǎng)絡(luò)TCP超時時間短，導致報文錯位現(xiàn)象。TCP的超時時間僅為1S，在網(wǎng)絡(luò)通信不理想，出現(xiàn)擁塞、中斷情況時，會造成報文錯位的現(xiàn)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(jīng)認為超時發(fā)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(shù)據(jù)報文丟失。

3.1.3 主站數(shù)據(jù)下發(fā)任務報文存在錯誤。下發(fā)的報文幀隨機存在報文下發(fā)錯誤及報文下發(fā)不完整的情況。根據(jù)統(tǒng)計一天大概發(fā)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(shù)設(shè)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(shù)設(shè)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(shù)據(jù)，導致召測采集失敗。

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

3.3 電能表參數(shù)設(shè)置存在問題

寧夏關(guān)口電能表主要以愛拓利（SL7000）與蘭吉爾電能表居多。此次數(shù)據(jù)丟失的表計均為SL7000電能表，發(fā)現(xiàn)該表485通訊口MODEM功能未關(guān)閉，導致485通信口會主動向電能量采集終端發(fā)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。

4.研究（改進）結(jié)果

4.1 用電信息采集系統(tǒng)主站技術(shù)處理

4.1.1 主站數(shù)據(jù)采集任務流程不符合寧夏102規(guī)約規(guī)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(shù)據(jù)，該問題消失。

4.1.2 主站數(shù)據(jù)采集任務流程網(wǎng)絡(luò)TCP超時時間短，導致報文錯位現(xiàn)象：主站修改TCP超時參數(shù)，超時時間變更為30S，修改后該問題消失。

4.1.3 主站數(shù)據(jù)下發(fā)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(fā)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(fā)規(guī)范報文，修改后該問題消失。

4.2 電能量采集終端技術(shù)處理

4.2.1 EDAD2001-C電能量采集終端參數(shù)設(shè)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(shù)據(jù)，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(yōu)化召測機制后，目前，F(xiàn)FC plus5分鐘內(nèi)可以完成6只SL7000電能表的數(shù)據(jù)采集。

4.3 電能表參數(shù)設(shè)置

SL 7000表參數(shù)設(shè)置存在問題。對表計485通訊口MODEM功能關(guān)閉后，SL7000表的抄通率大大提高，SL7000表影響丟數(shù)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(tǒng)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(tǒng)采集到當前電能表的數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

通過對“用電信息采集系統(tǒng)丟數(shù)”問題的分析與處理，使得用電信息采集系統(tǒng)能夠安全、可靠、準實時地采集到電能量原始數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上具備豐富的數(shù)據(jù)合理性校驗、數(shù)據(jù)業(yè)務處理、統(tǒng)計計算、電能量管理、網(wǎng)損管理、報表生成、數(shù)據(jù)發(fā)布等應用功能，為電力公司各部門提供生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，為各決策部門提供決策依據(jù)。

參考文獻

[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)運行及維護技術(shù)[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(guān)工作及負責全區(qū)廠站采集終端運維工作。