淺析用電信息采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集技術

林海威

摘 要：隨著智能電網的建設范圍擴大，用電信息采集系統(tǒng)也發(fā)生了轉變，由單一的數(shù)據(jù)采集和單向的傳輸轉變?yōu)樾畔㈦p向交互的方式，實現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的智能化。本文對用電信息采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術進行了細致的分析，并簡要的介紹了兩種技術相關的理論概念。

關鍵詞：用電信息采集系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集技術

1 前言

智能電表的全面應用，使得電力企業(yè)對用電信息采集系統(tǒng)的要求更高，數(shù)據(jù)采集是用電信息系統(tǒng)中的重要組成部分，對自動化系統(tǒng)的影響很大。因此，用電信息采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術需要不斷的完善以適應智能電網的發(fā)展，滿足國際化和新時期的要求。

2 用電信息采集系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構成和應用現(xiàn)狀

這一系統(tǒng)主要由主站、通信通道和采集設備三個部分組成，主站系統(tǒng)主要負責業(yè)務應用、任務調度和數(shù)據(jù)庫管理等，通信通道則負責連接主站和終端，將信息進行傳輸，而采集設備則是安裝在最末端負責為整個系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)信息。

隨著電力企業(yè)的改革，傳統(tǒng)的人工抄表收費方式已經無法滿足發(fā)展要求，遠程抄表技術也開始使用。近些年，我國的用電信息采集系統(tǒng)也根據(jù)不同的用電類型進行了改革。首先，電力企業(yè)對用電信息采集系統(tǒng)以及智能電表的技術進行統(tǒng)一的技術標準要求，對相關的構成部分也制定了具體的要求，如用電信息采集系統(tǒng)主站、檢驗驗收。其次，面向全國推進用電信息采集系統(tǒng)、信息采集終端和智能電表的建設，目前已經基本實現(xiàn)了智能電表的覆蓋[1]。

2.2 關鍵技術

（1）分布式數(shù)據(jù)處理技術。分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就是利用多線程和集群技術，通過數(shù)據(jù)計算處理自服務實現(xiàn)對數(shù)據(jù)多任務處理，進行這一數(shù)據(jù)計算任務的過程為有業(yè)務工作站的系統(tǒng)網絡進行任務計算調度，然后進行競爭為主的計算調度。計算任務調度根據(jù)啟動設備的先后順序確定主機對系統(tǒng)進行控制。主機在工作的過程中會依據(jù)計算設計形成數(shù)據(jù)計算任務并向其他業(yè)務站進行傳輸。調度中心則是根據(jù)任務的時間進行檢查，判斷子計算處理的數(shù)據(jù)計算任務量，合理的分配計算任務保證每個子服務系統(tǒng)的任務量相當。如果在運行中調度中心出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)子服務則要根據(jù)處理效率和任務量重新的選擇調度中心，這種技術形式可以減少計算任務的丟失。

例如，某地區(qū)的電力企業(yè)采用分布式數(shù)據(jù)處理技術來完成Oracle數(shù)據(jù)庫用電信息采集系統(tǒng)的工作優(yōu)化。首先，對該企業(yè)的用電信息，采集三個月內的真實數(shù)據(jù)進行利用，包括20張業(yè)務表和共計達到7億的數(shù)據(jù)。然后，對低壓數(shù)據(jù)完整率以及終端通信流量進行統(tǒng)計。其次，開啟軟件接收日常電量數(shù)據(jù)計算任務，主機將這些任務下分到其他的業(yè)務站，調度中心系統(tǒng)對任務的完成時間進行監(jiān)督記錄，如果某個業(yè)務站接受的任務過多也會將部分任務再次分配給更下一級的處理站。當該地出現(xiàn)人工追補電量和置換表計時，業(yè)務工作站會啟動計算任務重新統(tǒng)計，將變更后的任務下分給計算裝置，重新錄入和分類電表的電量數(shù)據(jù)，確保電量計算的準確。最后，通過結果可以發(fā)現(xiàn)分布式多任務數(shù)據(jù)計算平臺1/8的硬件投入就提高了7倍的數(shù)據(jù)處理性能。

（2）數(shù)據(jù)挖掘技術。數(shù)據(jù)挖掘技術包括兩個方面，一是通過對用戶的用電量曲線圖、線損和電壓、電流等因素對是否出現(xiàn)竊電現(xiàn)象進行分析，如出現(xiàn)電量數(shù)據(jù)不平衡，針對這種情況要及時地通過電話和短信的方式通知相關的人員進行處理。二是對多主體、線損和電量主題進行分析。多主體分析主要采用橫向對比和豎向形式分析等方法對數(shù)據(jù)進行收集生成表格和曲線圖，而線損分析是對線路的損壞數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計通過同比和環(huán)比分析來整體分析，電量主題分析通過對供電、發(fā)電和用電等數(shù)據(jù)根據(jù)不同的時間、層次等用曲線和圖形來顯示。

比如，數(shù)據(jù)挖掘技術在防止竊電漏電上的應用。首先，對各個采集終端的數(shù)據(jù)進行收集，制作用電電量曲線圖。正常的用電電量圖的特征通常都是維持在一個范圍內上下波動，曲線的上下浮動不大，如某一用戶的正常用電在12月維持在6000～7000之間，電量移動差最大為2，間隔出現(xiàn)上升和下降的趨勢，大部分為0，幾乎不變這就是正常的數(shù)據(jù)。而如果出現(xiàn)竊電漏電的現(xiàn)象曲線的范圍則會表現(xiàn)為用電量的大幅度下降，如從用電2000度直接降低到接近0并保持不變。然后，工作人員在發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象后就必須通知負責的維護人員對此種現(xiàn)象進行檢查和告知。或者也可以利用這種方法建立竊電漏電評價指標模型，通過樣本數(shù)據(jù)抽取對電量負荷、線損指標進行了解分析。

3 用電信息采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集技術

3.1 用電數(shù)據(jù)采集技術的功能和特點

用電數(shù)據(jù)采集技術的主要由服務器群、數(shù)據(jù)采集設備、數(shù)據(jù)傳輸設備組成，采用這種技術可以最大程度的方便信息采集表系統(tǒng)的擴展和縮減，以實現(xiàn)適應不同用戶的需求，將系統(tǒng)的性能發(fā)揮到最佳的效果。基于這種功能，數(shù)據(jù)采集技術的特點有以下幾點。

一是具有開放性。數(shù)據(jù)采集技術的開放性，可以按照電力系統(tǒng)關口表和大用戶分別管理，將采集到的電量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，并通過與采集數(shù)據(jù)建立對應關系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉存、計算、處理，并提供數(shù)據(jù)訪問服務。二是具有方便性，能夠支持用戶的服務器，對用戶分階段和級別對數(shù)據(jù)參數(shù)進行收集，并且能夠方便查詢、處理、分析和結算[2]。

3.2 數(shù)據(jù)采集技術裝置

數(shù)據(jù)采集的采集子系統(tǒng)有網橋系統(tǒng)和前置機子系統(tǒng)構成，前置機子系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)定時任務的生成和采集以及人工測試產生的臨時任務進行處理，處理流程則是軟件接受網絡命令，形成處理任務，然后相關的系統(tǒng)執(zhí)行任務，任務服務器會將成功的任務刪除，錯誤則放入后續(xù)處理列表。而網橋系統(tǒng)則是通過交換數(shù)據(jù)形成任務輸出，然后子系統(tǒng)將定時采集數(shù)據(jù)自動輸入臨時數(shù)據(jù)庫。按照以往的數(shù)據(jù)采集模式，通常是一個通道對應一個采集終端，采集任務也是單一的，而采用數(shù)據(jù)采集技術可以實現(xiàn)多任務處理，對多終端進行并行數(shù)據(jù)采集，并且實現(xiàn)了前置機械的負載平衡，對智能電表、水表和氣表的信息進行采集和處理，為信息采集提供了先進的支持平臺。

4 結語

現(xiàn)階段，用電信息采集系統(tǒng)已經成為建設智能電網的關鍵環(huán)節(jié)，電力企業(yè)管理模式的改進對該系統(tǒng)提出了更高的要求。而數(shù)據(jù)采集技術可以實現(xiàn)多任務、多終端的處理，解決了信息采集兼容的問題。所以，要充分分析用電信心采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術，推動智能化電網的建設。

參考文獻：

[1] 周文婷，王濤，袁鳴峰.基于北斗短報文通信的用電信息采集系統(tǒng)的研制[J].電力自動化設備，2017（12）：1～6.

[2] 何海濤.電力線中壓載波通信技術在用電信息采集系統(tǒng)中的應用[J].農村電氣化，2017（11）：16～18.