電力信息采集的計(jì)量管理方案

摘要：隨著電力系統(tǒng)引入智能用電信息采集技術(shù)，電力計(jì)量技術(shù)也不斷完善，使得電力計(jì)量工作的工作效能有所提高。大數(shù)據(jù)的價(jià)值在于，能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)集成管理，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、挖掘，以推動(dòng)電力計(jì)量管理水平的提升。文章從大數(shù)據(jù)的角度針對(duì)電力信息采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制定最優(yōu)的配置方案，實(shí)施科學(xué)監(jiān)測(cè)、智能管理。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；電力信息采集；計(jì)量管理方案；智能抄表系統(tǒng)；云計(jì)算 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.067

大數(shù)據(jù)是一個(gè)開(kāi)放的巨系統(tǒng)，可以為企業(yè)創(chuàng)造巨大的價(jià)值。電力企業(yè)作為國(guó)家基礎(chǔ)能源單位，要在大數(shù)據(jù)時(shí)代獲得發(fā)展，就有必要采取必要的應(yīng)對(duì)策略，以在大數(shù)據(jù)時(shí)代獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，電力計(jì)量工作是電力系統(tǒng)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)，其是運(yùn)用電力信息采集系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)制定計(jì)量管理方案。因此，電力計(jì)量裝置作為自動(dòng)化信息技術(shù)設(shè)備，其所發(fā)揮的作用對(duì)于促進(jìn)電力企業(yè)的計(jì)量管理發(fā)揮著積極的促進(jìn)作用。

1 大數(shù)據(jù)的涵義

大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)集合，其是對(duì)有限的時(shí)間內(nèi)常規(guī)軟件所無(wú)法收集、整理并進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合。從數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的角度而言，大數(shù)據(jù)所囊括的內(nèi)容不僅是數(shù)據(jù)本身，還將數(shù)據(jù)收集的工具、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)納入其中，統(tǒng)稱為“大數(shù)據(jù)”。基于大數(shù)據(jù)量大、種類多，且多為非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值，就要對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施專業(yè)化處理，經(jīng)過(guò)分析之后，二次開(kāi)發(fā)，將大數(shù)據(jù)作為一種資本經(jīng)過(guò)共享、復(fù)用之后，獲得數(shù)據(jù)的最大價(jià)值。

2 電力企業(yè)要提高電力信息采集的海量數(shù)據(jù)的選擇和分析能力

現(xiàn)在正處于大數(shù)據(jù)時(shí)代，電力系統(tǒng)要實(shí)施計(jì)量管理，就要對(duì)于電力信息采集系統(tǒng)所獲得的海量數(shù)據(jù)以篩選和分析，具備良好的處理大量數(shù)據(jù)資料的能力是非常必要的。面對(duì)電力信息采集系統(tǒng)所產(chǎn)生的大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)，加之云計(jì)算服務(wù)中心作為第三方服務(wù)業(yè)的興起，為電力計(jì)量管理提供了高質(zhì)量的整合服務(wù)信息。由于這些數(shù)據(jù)不僅數(shù)量龐大，而且分布不均勻，故而難以建立起相互之間的聯(lián)系，更無(wú)法集中為資源池。因此，實(shí)施計(jì)量管理的時(shí)候，要對(duì)于這些數(shù)據(jù)具有針對(duì)性地篩選，并擴(kuò)展數(shù)據(jù)資源。為了能夠?qū)⒂袃r(jià)值的信息提煉出來(lái)，要將與計(jì)量管理存在著密切聯(lián)系的數(shù)據(jù)資料作為篩選目標(biāo)。對(duì)于所提煉的數(shù)據(jù)，電力企業(yè)需要具備信息處理能力，對(duì)于數(shù)據(jù)分析的一系列工作都要能夠高效完成，包括樹(shù)立儲(chǔ)備數(shù)據(jù)挖掘意識(shí)，對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、整合，總結(jié)出數(shù)據(jù)信息中所存在的規(guī)律，并做出相應(yīng)的預(yù)測(cè)，作為計(jì)量管理方案制定的參考資料。

3 電能計(jì)量信息采集通信技術(shù)

電能計(jì)量信息采集通信技術(shù)運(yùn)用于電能計(jì)量裝置中，不僅可以提高裝置功能性，而且使用性能穩(wěn)定，且功耗較低，不僅可以顯示和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息，而且還可以輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)于電流和電壓進(jìn)行運(yùn)算。

電能計(jì)量信息采集通信技術(shù)主要采用的是數(shù)字乘法器的計(jì)量原理：

式中：

i（t）和u（t）中的t——時(shí)刻電流的瞬時(shí)值和時(shí)刻電壓的瞬時(shí)值

I——電流有效值

U——電壓有效值

Im——電流峰值

um——分電壓峰值

φ——電流和電壓的相位差

基于用電負(fù)荷是不斷變化著的，采用平均電能，將采集的電流量和電壓量都轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量并相加即可。將所獲得的數(shù)值與采樣周期乘積通過(guò)數(shù)字乘法器完成，獲得電能測(cè)量結(jié)果。

電能計(jì)量信息采集通信技術(shù)運(yùn)用于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，是對(duì)系統(tǒng)主站與系統(tǒng)采集終端間傳遞的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理。目前電力信息采集可以采用專用線與光纜等通信資源所構(gòu)成的公網(wǎng)通信，包括移動(dòng)GPRS、聯(lián)通CDMA等。專網(wǎng)通信主要為230MHz無(wú)線專網(wǎng)，其具有通信環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，可以提供信息傳遞效率。在通信連接上，是將終端與主站之間建立起連接，所采用的頻點(diǎn)為220MHz、240MHz，在此頻段范圍內(nèi)，都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。由于230MHz無(wú)線電通信是采用異頻半雙工方式，因此信息的采集和接受都可以實(shí)現(xiàn)雙工頻點(diǎn)的接收和發(fā)送，對(duì)于信息的發(fā)送和接收中所存在的諧波、地物干擾等，可以發(fā)揮一定的防御作用。如果信息采集系統(tǒng)在對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)信號(hào)所體現(xiàn)出來(lái)的特性與實(shí)際結(jié)果存在著差異性，就要將230HMz無(wú)線電通信網(wǎng)建立起來(lái)，以對(duì)數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)信號(hào)傳輸形式進(jìn)行研究。

4 根據(jù)電力信息采集所獲得的大數(shù)據(jù)制定計(jì)量管理方案

4.1 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的管理流程

自動(dòng)抄表系統(tǒng)的管理分計(jì)量電表數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記錄。用戶側(cè)計(jì)量電表數(shù)據(jù)的采集工作中，所獲得的電表數(shù)據(jù)傳遞是通過(guò)GPRS信道來(lái)完成的。自動(dòng)抄表的遠(yuǎn)程抄表功能，就是用戶側(cè)計(jì)量電表與SG186系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)，形成接口服務(wù)。此外，很多常用的設(shè)備都可以通過(guò)通用接口進(jìn)行連接，以建立起兼容性，包括電話撥號(hào)、短信以及電臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)接口連接。自動(dòng)抄表的具體操作主要是在主站系統(tǒng)的支持下，可以采用遙測(cè)的形式獲得電表數(shù)據(jù)信息。要獲得有效數(shù)據(jù)，可以通過(guò)多種方式，比如，每天0點(diǎn)至23∶59的有功功率和無(wú)功功率的平均數(shù)就是較好的電費(fèi)計(jì)算方式，此外，還可以采用需求量功率因數(shù)的計(jì)算方式。

自動(dòng)抄表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，主要為自動(dòng)抄表系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)并行，并安裝系統(tǒng)引導(dǎo)盤(pán)，數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在RAID 5陣列中。一旦技術(shù)服務(wù)器出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)庫(kù)生效的節(jié)點(diǎn)可以起到數(shù)據(jù)恢復(fù)的作用。做好自動(dòng)抄表的數(shù)據(jù)記錄工作，除了電能數(shù)據(jù)信息的采集和儲(chǔ)存之外，還要記錄好電能表費(fèi)率變化的周期，包括自動(dòng)抄表系統(tǒng)所出現(xiàn)的電流電壓回路異常，脈沖和互感器故障等都要詳細(xì)記錄下來(lái)。這種電能表故障記錄是終端事件記錄中的重點(diǎn)項(xiàng)目，其不僅確保了電力企業(yè)電費(fèi)回收的個(gè)性化管理，而且還保證了抄表安全質(zhì)量。

4.2 建立計(jì)量數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)

計(jì)量數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)，是指利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，對(duì)電能量在發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的計(jì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行集中統(tǒng)一采集、監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析、應(yīng)用和發(fā)布等規(guī)范化管理的管理平臺(tái)。通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)對(duì)電力信息采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并在云中儲(chǔ)存。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不僅對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)和分析的功能，而且還能夠?qū)惓?shù)據(jù)挖掘出來(lái)，找出處于非正常工作狀態(tài)的計(jì)量設(shè)備。在計(jì)量數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)上，云計(jì)算將大大提高計(jì)量問(wèn)題設(shè)備的發(fā)現(xiàn)及時(shí)率，提高計(jì)量設(shè)備故障和計(jì)量異常事件的處置效率，有利于減少計(jì)量故障退補(bǔ)電量，降低供電企業(yè)的電費(fèi)回收風(fēng)險(xiǎn)，從而提升計(jì)量管理和自動(dòng)抄表管理職能。

4.3 運(yùn)用大數(shù)據(jù)的云計(jì)算對(duì)計(jì)量管理流程以重構(gòu)

在電力企業(yè)的計(jì)量管理流程重構(gòu)中，采用大數(shù)據(jù)的云計(jì)算進(jìn)行管理方案機(jī)制，可以使各項(xiàng)計(jì)劃順利有序地實(shí)施。電力信息采集系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)在“云端”儲(chǔ)存，可以同時(shí)生成有關(guān)的業(yè)務(wù)流程，計(jì)算出計(jì)量數(shù)據(jù)。各種數(shù)據(jù)報(bào)表和各項(xiàng)指標(biāo)都可以在云端計(jì)算，電力信息采集部門(mén)、計(jì)量管理部門(mén)等都可以通過(guò)共享各類數(shù)據(jù)信息，以完成各自職能范圍內(nèi)的工作。運(yùn)用大數(shù)據(jù)下的云計(jì)算，還可以軟件服務(wù)的方式將所采集到的電力信息傳送給企業(yè)。對(duì)于電力信息資源的使用，企業(yè)用戶根據(jù)資源使用量以及使用時(shí)間來(lái)付費(fèi)。電力企業(yè)在計(jì)量管理中，要確保信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)信息的安全系數(shù)，就要對(duì)大數(shù)據(jù)的云計(jì)算充分認(rèn)識(shí)，促進(jìn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著人們生活水平的提高，對(duì)于供電服務(wù)質(zhì)量也提出了更高的要求。供電企業(yè)在市場(chǎng)壓力面前，要獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，就要?jiǎng)?chuàng)新服務(wù)，不斷完善計(jì)量管理方案，以最大程度來(lái)滿足用電客戶的需求。電力信息采集系統(tǒng)是基于智能化技術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)而建立起來(lái)的。作為全封閉的創(chuàng)新模式，該系統(tǒng)成為了供電系統(tǒng)與用電客戶之間充分互動(dòng)的平臺(tái)，不僅可以實(shí)時(shí)采集客戶的用電信息，還可以運(yùn)用所獲得的信息不斷完善系統(tǒng)功能，以運(yùn)用計(jì)量裝置進(jìn)行高質(zhì)量在線檢測(cè)。

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作者簡(jiǎn)介：林建邦（1981-），男，廣東陽(yáng)江人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽(yáng)江供電局工程師，研究方向：電力計(jì)量管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）