電能計費系統數據采集性能分析及解決

張英

摘 要：本文主要針對電能計費系統中數據采集系統問題，主要研究數據采集系統出現故障的原因，闡述應該采取怎樣的措施解決這些問題，最后得出數據采集系統出現故障的主要原因是因為其采集存儲機制的不完善，所以需要應用其他采集存儲機制，并完善通信規約來解決。

關鍵詞：電能計費系統 數據采集 性能分析 解決措施

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0151-02

1 電能計費系統

隨著人民對用電需求的與日俱增，電能計量和計費越來越受到多方面的關注，各個電網開始也在幾年前建立了電能計費系統。電能計費系統包括數據采集系統和數據應用系統，前者主要是對電能數據的采集和存儲。電能計費系統原本的功能是保證電量的采集、處理、傳送以及存儲，并自動生成主要的報表。在數據采集系統中，通過采集裝置，將電表傳送過來的數據轉化為電能表表底值，然后傳送給主站，并且在該系統中有自動重發的功能，也就是在電源中斷的時候也能保證電能數據的完整性。在電能計費系統不斷被應用的同時，該系統也出現了諸多的故障，像傳輸信道故障、電力設備故障等問題嚴重影響著計費系統的正常運行，而且這些故障大部分都出現在電能數據采集系統中，在研究中發現，出現故障的原因主要和數據采集系統的采集存儲機制不完善有關。

2 數據采集系統

電能計費系統中的數據采集系統有兩個網組，分別是本地通信和遠程通信，數據采集的對象包括正反向總電能量、分時電能量以及凍結電能值、負荷曲線等。這幾年對數據采集系統進行了全面的優化改造，比起原來的計量方法，現在的數據采集系統在數據收集方面更加準確，而且也開始實現自動化采集和存儲。但是數據采集系統的設計人員往往會過多地考慮系統的功能，比如自動化功能，而忽略了系統本身應該有的穩定性和可靠性，使得數據采集系統在運行時經常會因為采集和存儲機制的問題而出現故障，因此，在實際的應用中，數據采集系統也經常會出現誤差，影響著電能計量的準確性。

3 數據采集性能分析

在實際的應用中，對電能計費進行數據采集的方式各不相同，數據采集終端所使用的模式不同直接影響到數據采集和存儲的應用，目前數據采集模式主要有以下三種，在分析不同模式的同時，分析數據采集的性能。

3.1 0∶00底碼值加負荷曲線數據

這種模式主要是讓終端參與電能的計量，在實際的應用中，可以保證數據的完整性，受到外界的干擾比較小，在電源斷電或者傳輸信道出現故障的時候也不會中斷數據的采集。而且這種方式使用的是與電能表一樣的時標，所以在數據值方面和電能表相同，不會出現因為數據值不一致而出現爭議。但是這種模式被應用到遠程通信時，遠方的各個終端在采集數據的時候可能會存在進度不一致的情況，主站在處理這些數據的時候就會比較吃力。另外，由于計算中存在的誤差，比如底碼值和負荷曲線在存儲、進位等方面存在不一致，所以使得計算出來的結果可能窗口的顯示值不同，也可能造成23∶50分的數據要比次日的0∶00底碼要大。

3.2 每五分鐘采集電能表底碼

這種方式一般被應用到遠程通信中，通過遠方的終端進行數據的采集。在實際應用中，在這種模式下，各個終端和電能表之間通信幀的長度相同，所以不存在通信干擾的問題。而且各個終端在采集電能表數據的進度是相同的，使得總站在處理和存儲數據的時候比較方便。不過和上一種方式相反的是，這種方式容易出現誤差或者數據的不完整，因為在這種方式中數據會受到斷電、信道故障的影響。另外，這種方式下電能數據使用的是終端時標，也就是所采集的數據可能會和歷史電能數據不同，從而引起交易雙方的爭議。

3.3 分時段電能計量

分時段電能計量主要有兩種方式，第一種是通過終端直接上傳計算采集的分時電能數據，能夠比較真實地反映電能表數據，但是如果要調整費率時段的話就需要人力來完成，所以比較得不方便。另外一種是主站按照已經設置好的時段對各個終端上傳的五分鐘電能量數據進行統計計算，然后劃分時段數據，在調整費率的時候比較方便有效，但是如果電能表時間和系統時間不同的話，會導致最后采集的分時數據和電能表的歷史數據不一致。

4 電能數據采集系統問題的解決措施

4.1 解決接口問題

在計量數據采集系統中，在按照設置好的流程采集完數據以后會把這些數據存儲在數據庫中，然后相應的核算軟件也會按照所設置的數據結構定期定時地從數據庫中提取數據，再保存到生產數據庫中，為使用人員的使用做準備。在這個過程中會出現軟件接口的問題，影響到數據計算，也影響著整個系統的穩定性，所以需要在保證系統性能不變的情況下，對系統中的各個子系統進行調整，使得子系統相互融合，實現共享，從而解決軟件接口的問題。

4.2 完善通信規約

電能計量數據采集系統中，數據采集的流程通常是電能表數據到采集器，然后再從采集器到主站進行處理和存儲（見圖1）。在這個傳輸過程中必須要按照相關的通信規約來進行，目前很多電力企業采用的是IEC102通信規約。相比于之前的通信規約，這種規約可以保證在停電或者出現其他故障的情況下依然能進行數據的采集，整個系統的穩定性和可靠性就提高了。所以，在數據采集系統設計的時候需要結合此項通信規約，再根據自動化的原則，對系統進行改造優化。

4.3 完善采集和存儲機制

根據上述通信規約的完善，在設計并優化采集系統的時候，需要結合通信規約，綜合考慮需求、遠方終端以及電力技術等條件，然后對采集和存儲的機制進行完善。比如在電能表底碼和負荷曲線結合的模式中，利用遠方終端直接讀取負荷曲線上的數值，然后傳送給主站，通過后臺計算得出最后的電能數據。比如在采集計算分時電能的時候，利用帶時標的電能表。這些采集和存儲的方式都可以減少計算過程中的誤差，而且使得采集的數據和電能表的歷史數據不會出現太大的出入。

5 結語

綜上所述，對電能計量計費系統進行研究十分重要，尤其是對其中的電能數據采集系統進行分析，發現各個模式存在的優點和缺點，然后采取相應的措施解決其中的問題。在采取優化措施的時候，可以從軟件接口問題解決、通信規約完善并應用以及采集和存儲機制完善等方面進行考慮。另外，還需要考慮數據采集系統和后期核算系統的兼容問題，避免影響后期的應用。

參考文獻

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