變電站電能量采集系統電量數據異常分析及處理

趙 奇，汪 洋，胡文奇

(石家莊供電公司，石家莊 050051)

電能量采集系統是智能電網的重要基礎，是集電能表計、電量數據采集終端、通信網絡、主站系統于一體，全面實現電能量數據采集、計算、統計分析等功能的綜合應用系統。系統所有應用功能的實現都建立在數據準確的基礎上。

1 電能量采集系統概況

河北省南部電網(簡稱“河北南網”)PBS2000電能量采集系統于2009年開始建設，2010年至今一直處于試運行階段。系統由數據庫集群、應用集群、采集集群、網關集群、接口服務器、監控工作站等部分組成。數據庫集群提供數據存儲和數據服務；應用集群實現系統的支撐和基本服務，如分布式緩存、分布式并行計算平臺、任務調度、通道管理、數據統計、數據分析、線損分析等；采集集群完成規約處理、數據校驗、數據入庫；網關集群完成鏈路的建立與保持，以及數據的上傳下達；接口服務器實現與外部系統統一的接口服務；監控工作站負責接收所有服務器的告警信息，監控所有服務器的運行情況。

從功能上，系統可分為主站層、通信層和采集層。主站層分為數據采集、數據管理、基本功能及擴展功能。基本功能包括采集點設置、數據采集管理、控制執行、運行管理、現場管理、輔助功能、公共查詢等。擴展功能有配電業務管理、線損分析、電量統計、決策分析、增值服務等。通過外部接口實現與營銷業務和其他業務的交互。

2 系統電量數據異常分析

2.1 數據異常的判別依據

判斷電能量采集系統電量數據異常主要依據不同電壓等級的母線電量平衡日報表。河北省電力公司給定的電量不平衡率的判別標準為：220 kV、110 kV線路正常不平衡率為±1%；35 kV、10 kV線路正常不平衡率為±2%。標準不平衡率計算方法為：母線不平衡率=(總輸出電量-總輸入電量)/總輸入電量×100%，其中，總輸出電量和總輸入電量分別代表同一電壓等級母線上的電量輸出和輸入的總和。總輸出電量即在規定的時間點，規定電壓等級母線上，各條出線輸出的電能量之和；總輸入電量即在規定的時間點，規定電壓等級母線上，各條進線輸入的電能量之和。

2.2 常見數據異常情況

2.2.1 母線平衡曲線未生成

圖1為石家莊許營變電站某日220 kV母線平衡日曲線，頁面信息反映出當日母線日平衡報表的不平衡率沒有生成，且每個時刻的母線輸入電量數據全部為0。

針對圖1出現的數據異常情況，分析整個采集流程，可能導致報表異常的原因及影響范圍為：采集終端異常，影響該變電站全部或某一電壓等級的數據；網絡問題，影響該變電站全站或某一電壓等級的數據；存儲數據庫服務問題，影響一個或多個變電站的數據。分析及處理過程：第一，檢查主站數據庫中是否有存檔數據(如有數據重新生成報表即可)，案例中實際檢查發現數據庫中無數據；第二，檢查主站與前置機之間通信問題，發現主站前置機程序中有反復補測的記錄，測試網絡后發現網絡通信不穩定，造成數據未按時上傳；第三，對網絡進行恢復后，重新補召數據；第四，重新生成正確報表，見圖2。

圖1 許營變電站220 kV母線平衡日曲線

圖2 修正后許營變電站220 kV母線平衡日曲線

經過修正后，許營變電站220 kV母線平衡情況為反向有功功率總量為4 301.00 MW ，正向有功功率總量為4 297.49 MW，功率損耗3.51 MW，損耗率0.240 7%，各項數據正常。

2.2.2 母線平衡曲線數據異常

圖3為石家莊陳莊變電站某日110 kV母線平衡報表，頁面信息反映出當日母線不平衡率超出規定范圍，183候陳線數據為0。

針對圖3出現的數據異常情況，分析整個采集流程，可能導致報表異常的原因及影響范圍為：電能

圖3 陳莊變電站110 kV母線平衡日曲線

表計異常，影響單一線路的數據；RS485線連接不正常，影響該總線上多條線路數據；報表信息設置不正確，影響單一線路數據；主站計算參數設置錯誤，影響多條線路的數據；有旁路編號更換、電能表計更換等情況，主站未及時作出更新，影響單一線路數據。分析及處理過程：第一，檢查數據庫中數據是否完整且符合邏輯，發現該變電站220 kV出線的數據異常；第二，在主站前置頁面從新召測該變電站220 kV線路的實時數據，檢查信道是否正常，結果發現實時召測的數據與數據庫中的數據有相應的連續性，排除信道問題造成的母線平衡異常；第三，將系統線路數據與調度SCADA系統數據對比，發現有1條220 kV出線數據有不符的現象，需要現場核對線路表計參數；第四，在站端現場核對表計參數設置，發現采集器設置中表計順序與實際485通信線接線有不一致的現象，根據實際情況糾正表計順序；第五，重新補招數據并生成報表，見圖4。

圖4 修正后的陳莊變電站110 kV母線平衡日曲線

經過修正后，陳莊變電站110 kV 母線平衡情況為反向有功功率總量為1 994.08 MW，正向有功功率總量為1 988.8 MW，功率損耗5.28 MW，損耗率0.264 8%，各項數據正常。

3 系統電能數據異常的處理流程

在實際工作中，變電站電能量采集系統會出現多種數據異常情況，由于涉及到多個軟、硬件系統，對操作人員提出了較高要求。在分析系統整個數據采集流程的基礎上，總結出一套簡單而有效的分析處理流程，見圖5。包括上述2類問題在內的所有日常電量數據異常問題，都能夠通過原平衡率報表數據，進行初步分析和判斷。

圖5 電能信息采集系統電能數據異常處理流程

該圖有2個異常出發點，若由于部分或全部數據未上傳，導致廠站出現不平衡報表，可從5“A”處開始分析；若確定廠站數據上傳正常且連續，可從5“B”處開始分析。根據圖5中的處理流程，對不同現象加以確認，完成對電能數據異常的分析。

4 結束語

a. 隨著電能量采集系統的發展，采集對象、數據不斷增加，分析故障點所需要的知識面不斷拓寬，給系統操作人員帶來一定困難，以上在梳理整個采集流程的基礎上，總結了一套簡單實用的異常數據分析及處理流程，可大大提高工作效率。

b. 隨著電能量采集系統數據量日益增多，使主站系統現有數據庫服務器、WEB服務器運行任務加重，造成系統處理效率低、可靠性差，為提高系統運行效率，應對系統硬件進行升級改造，提高系統設備的性能和冗余性，實現數據的充分共享和集成。

參考文獻：

[1] 王 賓，潘貞存．基于網絡的用戶側電能質量監測儀設計[J].繼電器，2004，32(1)：49-53.

[2] 黃志強，王新民．電能量采集系統在電網管理中的應用[J].2006，25(4)：70-72.