用電信息采集系統電能計量數據異常探討(1)

鄭志昭

摘要：采集系統是智能用電服務環節的技術基礎，其數據采集的準確性對智能電網建設具有重要重要意義。尤其隨著采集系統深化應用工作的不斷推進，各專業對采集數據準確性的要求逐漸提升，因此各供電單位應加強數據采集異常問題的監控與分析，并從源頭上做好預防工作，有效提高采集系統數據采集。

關鍵詞：采集系統;異常數據;異常分析

1用戶用電信息采集系統數據審核原理

數據審核是利用數據間的橫向和縱向關聯度進行比對，對數據本身是否可信進行審查，利用數據時間戳、分時計量示值間、前后日期間的邏輯關系進行審查，甄別出錯誤數據和無效數據，對數據作出標識，標識數據可信度，為后續的數據應用做好準備。電能計量類數據存儲在電能數據表中，分為：日凍結、月凍結、抄表日凍結、結算日凍結4個表，按照采集對象、采集日生成記錄，具體字段包括正向有功，反向有功，正向無功，反向無功，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限無功的14個費率共計112個字段。

2電能計量數據審核邏輯

2.1數據時間戳檢查

從用電信息采集系統現場采集終端中獲取數據時，終端已對數據進行了數據發生時刻的標識，在G/DW376.1通信協議中稱為“終端抄表時刻”，更為準確的名稱應為數據發生時刻。檢驗數據時刻原本是為了檢查終端對抄表失敗的處理邏輯，當終端與電能表通信失敗時，終端內存中的實時數據區會保留上次成功時刻的數據，但在形成日凍結數據時，常有終端廠商有意或無意地用此數據作為日末凍結值，導致日凍結數據很可能是多天以前的數據。

2.2不能出現空值、零值

電能表對有功電能示值的計量，至少必須有正向有功總電能示值，對于兩費率電能表還有峰、谷示值，對于四費率電能表還有尖、峰、平、谷示值。但在數據采集過程中，常會發生數據缺項，例如：有峰谷示值，但缺少總示值等異常情況。檢查邏輯分為3個部分：數據記錄中“正向有功總”不能為空值（NULL）;有功電能示值中，尖峰有值（不為零或者空）時，峰、平、谷任一無值（空或者零），但允許峰平谷同時無值;有功電能示值峰、平同時有值，而谷為NULL或者平、谷同時有值而峰為NULL。電能表通信規約中，對于多費率表定義了費率1、費率2、費率3……費率14，可以設置多個時段，設置時段與費率的關系。由于參數可設置，不同類型、不同廠商、不同時期、不同供電單位對此均有不同的設置，結果同樣的四費率電表，費率1代表的可能是尖，也可能是峰;也可能用費率4來代表尖，這就是費率順序不同。

2.3電能示值下降

在通過前面幾項檢查后，同一個記錄內的數據間邏輯已檢查通過，下面考慮同一只電能表連續幾日之間的數據關系。電能示值應該是一直累計增長的一個數值，當日的數值一定不會小于昨日的數值，所以檢查邏輯也很簡單，僅針對“總電能示值”檢查：當D1

2.4電能示值突增

電能表突然異常計量（飛走）或者抄表時突然出現一個奇異的大數值，也是自動化抄表中經常碰到的問題，突然增長量一般不易界定，筆者建議的判定規則是：當D1-D2>1500時，D1無效;當D1-D2>300且D2-D3<10時，D1無效;當D1

3數據審核結果及異常數據成因分析

3.1數據時間戳檢查

實驗開始階段，在500萬只電能表的時間戳檢查中，就發現每天有近3000只電能表數據日期不正確，主要集中在個別廠商的終端上。通知終端廠商更正，在進行遠程軟件升級后，此現象得到解決，但系統每天還是會檢查到近百個此類現象，數據時間戳差異很大。分析產生此問題的原因，發現大部分情況是偶爾出現的，估計是終端特殊工況下的偶發錯誤所致，例如：突然停電，死機重啟等，而也有個別終端下的電能表大部分出現此類情況，且多日重復出現，現場檢查發現終端內部出現了硬件故障。

3.2出現空值、零值情況

根據現場檢查，空值的出現主要是3個方面的原因：一是終端內的電能表規約類型設置不正確，電能表在通信過程中的費率順序因各個廠商并不統一，在現場調試時需要根據實際情況核對正確設置;二是RS485通信線路受到外界信號干擾或者是電能表RS485端口的驅動能力不足，導致終端接收電能表的數據時出現通信錯誤，受到的數據報文錯亂，導致數據丟失或奇異;三是電能表內部的存儲數據出現錯亂，直接從表內讀數的數據不正確。

3.3分時電量相加與總電量不合

對分時電量相加不等于總電量此類異常數據的歷史數據查看和現場檢查發現，產生原因分為2類：差值很大，約占60%，原因和上面產生空值數據的原因相同，數據明顯具有缺項或者偶發數據奇異，主要是終端采集電能表數據存在通信問題造成的無效數據;差值不大，約占40%，電能表內存儲數據和液晶顯示數據比較，電能表的總數和分時數據不相等。

3.4有功示值下降對有功示值下降類異常數據的歷史數據

查看和現場檢查發現，產生原因分為2類：一是示值突然下降或大數值來回波動，約占80%，主要是終端與電能表間通信的RS485受干擾導致接收到異常數據，此外，個別廠商的某種型號電能表在特定條件下RS485通信邏輯出錯，接收非本電能表地址的錯誤通信;二是示值下降很小的數值，約占20%，這是個別廠商的某種型號電能表在用戶不用電的情況下，出現微量的倒走現象。

3.5有功示值異常突增

電能示值突增的主要原因還是此前該電能表未能正常抄表，一直抄收了虛假數據，調試后數據的突然變化導致。造成虛假數據的原因：個別廠商的某種型號電能表在特定條件下RS485通信邏輯出錯，接收非本電能表地址的錯誤通信。

4結語

綜上所述，利用用電信息采集系統對電能計量數據進行分析具有十分重要的意義。新時期背景下的電力企業，只有切實加強對其異常原因的分析，結合電能計量數據異常的類型，掌握智能電網背景下電量數據的特點，采取針對性的措施降低數據異常的概率，才能更好地促進電力企業走向可持續的發展道路，并為此而不懈努力。

參考文獻：

[1]宋亞奇，周國亮，朱永利.智能電網大數據處理技術現狀與挑戰[J].電網技術，2013，37（4）：927-934.