供電企業(yè)用電信息采集管理現(xiàn)狀與優(yōu)化策略

■ 國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司廊坊供電公司 李清然

隨著電能在終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比不斷增加[1]，智能電網(wǎng)成為世界各國(guó)的廣泛共識(shí)。為實(shí)現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流高度一體融合，必須將通信網(wǎng)與電力網(wǎng)集成，確保電力與信息的雙向流動(dòng)、信息實(shí)時(shí)交換[2-4]，用電信息采集系統(tǒng)順勢(shì)而生。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完整地采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，對(duì)于提升電網(wǎng)發(fā)展和運(yùn)營(yíng)水平，提升電網(wǎng)公司服務(wù)社會(huì)、服務(wù)用戶的水平，具有重要意義[5-7]。目前關(guān)于用電信息采集系統(tǒng)的研究多集中于通信協(xié)議[8-10]、報(bào)文處理[11-13]等細(xì)節(jié)技術(shù)層面，關(guān)于當(dāng)前國(guó)網(wǎng)公司在運(yùn)采集系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀分析研究相對(duì)缺乏，因此本文從實(shí)際工作出發(fā)，詳細(xì)介紹了用電信息采集系統(tǒng)基本建設(shè)架構(gòu)、數(shù)據(jù)采集管理和故障運(yùn)維現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了當(dāng)前存在的問(wèn)題，針對(duì)性地提出優(yōu)化解決方案。

用電信息采集系統(tǒng)基本架構(gòu)

作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，用電信息采集系統(tǒng)是由主站、通信信道、采集設(shè)備三部分組成。通信信道包括遠(yuǎn)程通信信道和本地通信信道。遠(yuǎn)程通信信道一般采用230 MHz無(wú)線專網(wǎng)、光纖專網(wǎng)、無(wú)線公網(wǎng)等，本地通信信道通常采用RS485、電力線載波、微功率無(wú)線等[14-15]。采集設(shè)備由智能電能表和采集終端組成。

用電信息采集現(xiàn)狀

目前用電信息采集系統(tǒng)已基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋、全采集、全費(fèi)控建設(shè)目標(biāo)，采集系統(tǒng)主站定時(shí)自動(dòng)采集智能電能表的電壓、電流、功率數(shù)據(jù)，采集失敗用戶，一般采用定時(shí)自動(dòng)補(bǔ)抄數(shù)據(jù)方案，并支持人工實(shí)時(shí)招測(cè)數(shù)據(jù)，支撐新裝調(diào)試、故障排查、隱患分析等需求。

采集設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)水平直接影響數(shù)據(jù)采集成功率。目前采集運(yùn)維主要依托采集運(yùn)維閉環(huán)管理系統(tǒng)將采集異常和計(jì)量異常工單發(fā)送到運(yùn)維人員的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端上，運(yùn)維人員優(yōu)先主站遠(yuǎn)程處理，如果無(wú)法消缺，再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障排查和消缺處理。

存在問(wèn)題

圖1用電信息采集系統(tǒng)組織架構(gòu)圖

隨著接入用戶規(guī)模和采集數(shù)據(jù)量的持續(xù)增長(zhǎng)，采集頻度和交互時(shí)效性日益增加，對(duì)用電信息采集系統(tǒng)前置解析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、對(duì)外交互、功能擴(kuò)展等方面都提出了更高的要求。另外，隨著采集系統(tǒng)功能深化，在確保采集數(shù)據(jù)質(zhì)量前提下，深度挖掘采集數(shù)據(jù)潛能，開(kāi)展智能電能表非計(jì)量功能深化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)低壓停電時(shí)間主動(dòng)上報(bào)、戶變關(guān)系識(shí)別、時(shí)鐘管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能都對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的軟硬件配置也提出了更高的要求。

采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、故障原因多樣，采集運(yùn)維人員數(shù)不足，年齡分布、身心素質(zhì)、知識(shí)儲(chǔ)備、運(yùn)維水平、對(duì)新技術(shù)和設(shè)備的接收能力參差不齊等因素均不同程度地制約著采集運(yùn)維水平的提升。

優(yōu)化策略分析

為保證海量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，需要從系統(tǒng)硬件配置、軟件功能優(yōu)化、完善運(yùn)維水平等多方面提升和優(yōu)化。

系統(tǒng)硬件升級(jí)

考慮主站系統(tǒng)擴(kuò)容改造，提高終端高并發(fā)接入、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理性能，從硬件配置層面提升采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。

改善通信技術(shù)，提高速率帶寬。伴隨著5G技術(shù)成熟、基站建設(shè)和商用推廣，數(shù)據(jù)傳輸能力的提高與成本降低，也為海量數(shù)據(jù)采集傳輸提供了可能。

軟件功能優(yōu)化

分類制定采集任務(wù)。根據(jù)不同用電類型、數(shù)據(jù)類別、客戶歷史信譽(yù)度評(píng)價(jià)，結(jié)合不同通信信道、電能表和采集終端類型、通信協(xié)議的差異，分類制定采集任務(wù)。減少非必要數(shù)據(jù)的采集，最大程度提升目前在用設(shè)備的可用性，避免頻繁更換，造成的人財(cái)物浪費(fèi)。對(duì)同一用戶制定采集數(shù)據(jù)量不同的多套數(shù)據(jù)采集任務(wù)方案，結(jié)合當(dāng)前信道質(zhì)量，選擇執(zhí)行不同的采集任務(wù)。在通信環(huán)境相對(duì)惡劣時(shí)，也能保證重要數(shù)據(jù)采集成功。

開(kāi)展邊緣計(jì)算，減輕主站壓力。探索采集終端的本地分析計(jì)算功能，將數(shù)據(jù)篩查、數(shù)據(jù)整合、故障研判、拓?fù)浞治龅炔糠址治鲇?jì)算在本地完成，可以減輕遠(yuǎn)程信道的通信壓力和主站數(shù)據(jù)處理壓力，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

完善采集運(yùn)維水平

結(jié)合當(dāng)前采集運(yùn)維工作中的實(shí)際情況，系統(tǒng)層面和管理層面著力提升采集運(yùn)維工作水平。

系統(tǒng)層面。優(yōu)化各類異常事件的生成算法，充分考慮復(fù)雜的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)情況等可能會(huì)對(duì)故障研判造成的干擾性因素，調(diào)試改進(jìn)提升采集運(yùn)維閉環(huán)管理系統(tǒng)對(duì)于采集異常分析和判定的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)內(nèi)建立典型異常及相應(yīng)遠(yuǎn)程處理方案，對(duì)于研判的典型異常工單，采集運(yùn)維閉環(huán)管理系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程處理，僅將自動(dòng)遠(yuǎn)程處理無(wú)法消缺的異常工單派發(fā)給運(yùn)維人員，減輕運(yùn)維人員的工作量。

管理層面。從企業(yè)文化、獎(jiǎng)懲機(jī)制等方面，有效激勵(lì)運(yùn)維人員及時(shí)消缺的積極性；通過(guò)組織培訓(xùn)、系統(tǒng)學(xué)習(xí)、經(jīng)驗(yàn)交流等多種方式，提升運(yùn)維人員的故障研判和現(xiàn)場(chǎng)消缺能力。