用電信息采集系統電能數據異常的原因分析及優化解決措施

杜海燕

摘 要：在對用電信息采集系統進行概述的基礎上，探討了電能計量異常數據的主要形式，并結合實際情況詳細地分析了導致用電信息采集系統數據異常的原因。以提高用電信息采集系統運行可靠性與運行質量的基礎上，分別從環境優化、數據優化以及其他技術管理措施三個方面提出了相應的優化解決措施，形成了較為完善的用電信息系統數據異常處理策略體系。

關鍵詞：用電信息；采集系統；電能數據異常

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0130-02

隨著社會經濟水平的持續提高，能源的高效利用已經成為了經濟社會可持續發展的關鍵和核心。在當前信息化社會環境下，充分提取用電信息，獲得其中的異常變化情況，分析導致異常的原因，能夠為快速地篩查用電客戶提供翔實的數據支撐。因此，必須做好用電信息采集系統電能數據異常的分析及優化工作。

1 用電信息采集系統概述

一個完整的用電信息采集系統包括通信信道、主站和采集設備三個部分，可以實現對用戶數據的全覆蓋和完全采集。具體來講，用電信息采集系統不但能夠對用戶的用電行為進行實時的監控、采集與處理，而且還能夠采集用戶在各個不同用電階段的電能消耗值和剩余電能量，以及用電參數，包括電壓、電流、功率、功率因數等指標。一般，系統的采集頻率為15分鐘一次，雖然采集頻率不算高，但是大量用戶在一日內采集得到的數據量依然十分龐大，若完全采用人工篩查或者分析的方法，將會消耗大量的時間，甚至可能出現疏漏的情況。通過應用用電信息采集系統，就可以對用戶的電能運行情況進行科學、高效的統計分析，為智能電網的高效運行提供依據[1]。

2 電能計量異常數據的主要形式

電能計量的異常數據主要是指其中與眾不同的信息不符，其中的異常數據包括畸變數據與壞數據。畸變數據是因為事件導致的電量波動，其對于智能電網中因為事件導致的電量波動有重要作用；壞數據則主要是因為失誤或者故障，使得數據超出了合理的范疇，在具體的管理過程中可以通過退補電量的方式進行適當的調整。另外，隨著系統運行效率的迅速提升，用電信息采集系統在運行過程中可能會產生大量的數據信息，從而導致系統數據冗余。數據冗余會導致信息系統數據分析及系統控制智能決策的工作量加大。因此，在系統信息采集過程中，要合理的控制采集數據的頻率，在保證數據分析樣本足夠的基礎上，合理控制樣本數據規模。

3 導致用電信息采集系統數據異常的原因

3.1 電能表存在的異常

電能表是用電信息采集系統的重要構成部分，其直接為用戶的用電信息采集、數據處理和監控工作提供重要的數據支持。通常，電能表對用電信息采集系統產生的影響主要表現在以下幾個方面：

（1）電能表自身的質量問題。因為市場上電能表生產廠家生產的類型較多，而且電能表的具體質量良莠不齊，諸多小廠生產的電能表不能夠達到現代電網對計量質量的要求，使得用電信息采集系統容易出現異常情況。

（2）電網中電能表的具體型號選擇問題。電能表的型號必須根據電網、變電站的具體情況進行具體的選擇，例如使用功能、功率等，電能表的通信規約、波特率等，部分用電信息采集系統數據異常的一個重要原因就在于電能表的型號和功能沒有正確選擇。

3.2 互感器異常

電子式電流互感器的異常主要表現在以下幾個方面：

（1）互感器受潮。這主要是因為互感器的工作環境較為潮濕，工作人員在檢修和維護過程中對互感器的干燥處理不予重視，導致互感器容易受潮氣侵蝕，一旦受潮，將導致電力系統的數據傳輸受阻、出現故障，使得用電信息采集系統出現異常。

（2）電流互感器出現二次開路情況。當出現二次開路時，會使得電流的傳輸功率受到影響，使得互感器的數據采集異常的概率增加[2]。

3.3 系統通訊故障

3.3.1 環境因素造成的系統通訊故障

在用電信息采集系統安裝的過程中，因為地理位置會對采集系統產生影響，例如系統集中器的天線處于箱體內部，使得其GPRS信號穩定性不足，從而導致主站發送的數據不能夠及時的傳遞至集中器。這使得表計在集中器中的注冊行為受到影響，使得其不能夠對下級的智能電能表下達相應的指令，導致電能表采集的數據出現異常。

3.3.2 人為因素造成的系統通訊故障

由于傳統的機械式電能表的靈敏度較低，所以有些電力用戶在傳統的機械表使用過程中形成了不良的習慣，而在智能電能表使用過程中依然采用這種使用習慣，導致數據出現異常。例如，現在的智能電能表是基于1.0級的電能表進行設計生產的，其靈敏度迅速提高，精度也明顯上升，通常還增加了通訊線，使得部分電力用戶認為這會導致電量多計，而人為的將其拆掉，使得數據采集出現異常。

同時，還會出現數據采集錯誤。在開展用電信息采集系統建設的初期，設計的數據采集工資表較為簡單，沒有完全考慮現場實際數據采集量和采集情況，使得獲得用戶數據不夠規范，甚至出現錯誤，影響了系統數據采集的準確性[3]。

4 用電信息采集系統數據異常優化解決措施

4.1 優化使用環境，減少異常數據

因為用電信息采集系統的終端信號強弱受到區域信號強度以及地理位置的影響較大，所以可以適當采用高增益天線，使得系統的接受能力和抗干擾能力更強，這可以有效的增加信號數量，或者還可以在該系統中設置多個諧波阻斷器，在整體上創造一個良好的運行環境，保證系統運行穩定性。

因為用電信息采集系統具有綜合性的特點，涉及的相關設備較多，而且這些設備還必須處于穩定的運行過程中，在系統維護過程中必須及時清理可能出現的線路老化情況，減少不穩定因素。在整理過程中，還應該對既有的接線情況進行合理的規劃。若屬于操作缺陷，則可以提高載波通信線路強度。另外，還可以對載波功率發射方式進行調整，使得載波表在臨界點可以正常工作。為了減少功率，可以在電力用戶集中且數量較少的區域，采取設置微功率無線通訊的方式，確保系統采集的安全性。

4.2 統籌規劃，優化數據

在優化過程中不但要對計量設備的內部及具體的環境使用因素進行相應的改進，而且要檢查系統的完整性與穩定性，這就必須做好系統的統籌及管理工作。在系統投入到具體的使用前，必須對其中可能覆蓋范圍的所有電力用戶進行實地調查，同時掌握用戶的集中用電時間段與用電高峰值，對調查的結果進行深入分析。例如，可以采用大數據分析方式，挖掘獲得數據中的相關關系，獲得用電信息的發展趨勢與規律，從而為用電管理的統籌規劃、提高用電信息采集的成功率提供可靠參考。

4.3 用電信息采集系統電能數據異常處理的其他措施

在日常的巡查工作中，首先要做好電能表質量檢查以及工作狀態控制工作，并根據線路功率以及實際電能供應形勢選擇合適的電能表型號，保證電能表計量結果的準確性；同時，還應該做好用電信息采集系統紅互感設備的維護和保養工作，例如，加強對互感器的干燥處理、保護，提高電流與電壓互感設備的功能質量，保證用電系統信息采集的穩定性和可靠性；要對接線盒的安裝進行嚴格的監控，從而減輕接線盒在系統運行過程中負載，避免系統在工作過程中出現故障情況；要根據線路及系統的實際情況，制定一個合理、完善的數據監管與檢修計劃，提高用電信息采集系統工作過程中的數據傳輸速率，實現信號的快速傳遞，便于系統運行效率的提高；最后，要重點加強對用電信息采集系統在采集終端的數據監控與測量控制工作，使得系統的供應電源、通訊系統終端中的相關參數設置滿足其實際使用性能，從而有效的減少信息系統采集獲得異常數據的概率，提高信息系統采集數據的準確度。

參考文獻

[1]何行，何歡，謝瑋，等.用電信息采集系統電能計量數據異常原因及改進[J].數字通信世界，2017，（4）.

[2]朱新民，王雨娥.談用電信息采集系統中異常數據的分析及判斷[J].電力訊息，2016，（1）.

[3]張勇勤，丁春香.用電信息采集系統電能計量數據異常原因分析[J].電子制作，2015，（2）.endprint