電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集性能分析及解決

張英

摘 要：本文主要針對電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)問題，主要研究數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，闡述應(yīng)該采取怎樣的措施解決這些問題，最后得出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因是因?yàn)槠洳杉鎯?chǔ)機(jī)制的不完善，所以需要應(yīng)用其他采集存儲(chǔ)機(jī)制，并完善通信規(guī)約來解決。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集 性能分析 解決措施

中圖分類號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（b）-0151-02

1 電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

隨著人民對用電需求的與日俱增，電能計(jì)量和計(jì)費(fèi)越來越受到多方面的關(guān)注，各個(gè)電網(wǎng)開始也在幾年前建立了電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，前者主要是對電能數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)原本的功能是保證電量的采集、處理、傳送以及存儲(chǔ)，并自動(dòng)生成主要的報(bào)表。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通過采集裝置，將電表傳送過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電能表表底值，然后傳送給主站，并且在該系統(tǒng)中有自動(dòng)重發(fā)的功能，也就是在電源中斷的時(shí)候也能保證電能數(shù)據(jù)的完整性。在電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)不斷被應(yīng)用的同時(shí)，該系統(tǒng)也出現(xiàn)了諸多的故障，像傳輸信道故障、電力設(shè)備故障等問題嚴(yán)重影響著計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且這些故障大部分都出現(xiàn)在電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，在研究中發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障的原因主要和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集存儲(chǔ)機(jī)制不完善有關(guān)。

2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有兩個(gè)網(wǎng)組，分別是本地通信和遠(yuǎn)程通信，數(shù)據(jù)采集的對象包括正反向總電能量、分時(shí)電能量以及凍結(jié)電能值、負(fù)荷曲線等。這幾年對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了全面的優(yōu)化改造，比起原來的計(jì)量方法，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在數(shù)據(jù)收集方面更加準(zhǔn)確，而且也開始實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集和存儲(chǔ)。但是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員往往會(huì)過多地考慮系統(tǒng)的功能，比如自動(dòng)化功能，而忽略了系統(tǒng)本身應(yīng)該有的穩(wěn)定性和可靠性，使得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴杉痛鎯?chǔ)機(jī)制的問題而出現(xiàn)故障，因此，在實(shí)際的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤差，影響著電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

3 數(shù)據(jù)采集性能分析

在實(shí)際的應(yīng)用中，對電能計(jì)費(fèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方式各不相同，數(shù)據(jù)采集終端所使用的模式不同直接影響到數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的應(yīng)用，目前數(shù)據(jù)采集模式主要有以下三種，在分析不同模式的同時(shí)，分析數(shù)據(jù)采集的性能。

3.1 0∶00底碼值加負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)

這種模式主要是讓終端參與電能的計(jì)量，在實(shí)際的應(yīng)用中，可以保證數(shù)據(jù)的完整性，受到外界的干擾比較小，在電源斷電或者傳輸信道出現(xiàn)故障的時(shí)候也不會(huì)中斷數(shù)據(jù)的采集。而且這種方式使用的是與電能表一樣的時(shí)標(biāo)，所以在數(shù)據(jù)值方面和電能表相同，不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閿?shù)據(jù)值不一致而出現(xiàn)爭議。但是這種模式被應(yīng)用到遠(yuǎn)程通信時(shí)，遠(yuǎn)方的各個(gè)終端在采集數(shù)據(jù)的時(shí)候可能會(huì)存在進(jìn)度不一致的情況，主站在處理這些數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)比較吃力。另外，由于計(jì)算中存在的誤差，比如底碼值和負(fù)荷曲線在存儲(chǔ)、進(jìn)位等方面存在不一致，所以使得計(jì)算出來的結(jié)果可能窗口的顯示值不同，也可能造成23∶50分的數(shù)據(jù)要比次日的0∶00底碼要大。

3.2 每五分鐘采集電能表底碼

這種方式一般被應(yīng)用到遠(yuǎn)程通信中，通過遠(yuǎn)方的終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。在實(shí)際應(yīng)用中，在這種模式下，各個(gè)終端和電能表之間通信幀的長度相同，所以不存在通信干擾的問題。而且各個(gè)終端在采集電能表數(shù)據(jù)的進(jìn)度是相同的，使得總站在處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候比較方便。不過和上一種方式相反的是，這種方式容易出現(xiàn)誤差或者數(shù)據(jù)的不完整，因?yàn)樵谶@種方式中數(shù)據(jù)會(huì)受到斷電、信道故障的影響。另外，這種方式下電能數(shù)據(jù)使用的是終端時(shí)標(biāo)，也就是所采集的數(shù)據(jù)可能會(huì)和歷史電能數(shù)據(jù)不同，從而引起交易雙方的爭議。

3.3 分時(shí)段電能計(jì)量

分時(shí)段電能計(jì)量主要有兩種方式，第一種是通過終端直接上傳計(jì)算采集的分時(shí)電能數(shù)據(jù)，能夠比較真實(shí)地反映電能表數(shù)據(jù)，但是如果要調(diào)整費(fèi)率時(shí)段的話就需要人力來完成，所以比較得不方便。另外一種是主站按照已經(jīng)設(shè)置好的時(shí)段對各個(gè)終端上傳的五分鐘電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，然后劃分時(shí)段數(shù)據(jù)，在調(diào)整費(fèi)率的時(shí)候比較方便有效，但是如果電能表時(shí)間和系統(tǒng)時(shí)間不同的話，會(huì)導(dǎo)致最后采集的分時(shí)數(shù)據(jù)和電能表的歷史數(shù)據(jù)不一致。

4 電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)問題的解決措施

4.1 解決接口問題

在計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，在按照設(shè)置好的流程采集完數(shù)據(jù)以后會(huì)把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，然后相應(yīng)的核算軟件也會(huì)按照所設(shè)置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定期定時(shí)地從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)，再保存到生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中，為使用人員的使用做準(zhǔn)備。在這個(gè)過程中會(huì)出現(xiàn)軟件接口的問題，影響到數(shù)據(jù)計(jì)算，也影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以需要在保證系統(tǒng)性能不變的情況下，對系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使得子系統(tǒng)相互融合，實(shí)現(xiàn)共享，從而解決軟件接口的問題。

4.2 完善通信規(guī)約

電能計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集的流程通常是電能表數(shù)據(jù)到采集器，然后再從采集器到主站進(jìn)行處理和存儲(chǔ)（見圖1）。在這個(gè)傳輸過程中必須要按照相關(guān)的通信規(guī)約來進(jìn)行，目前很多電力企業(yè)采用的是IEC102通信規(guī)約。相比于之前的通信規(guī)約，這種規(guī)約可以保證在停電或者出現(xiàn)其他故障的情況下依然能進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性就提高了。所以，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要結(jié)合此項(xiàng)通信規(guī)約，再根據(jù)自動(dòng)化的原則，對系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化。

4.3 完善采集和存儲(chǔ)機(jī)制

根據(jù)上述通信規(guī)約的完善，在設(shè)計(jì)并優(yōu)化采集系統(tǒng)的時(shí)候，需要結(jié)合通信規(guī)約，綜合考慮需求、遠(yuǎn)方終端以及電力技術(shù)等條件，然后對采集和存儲(chǔ)的機(jī)制進(jìn)行完善。比如在電能表底碼和負(fù)荷曲線結(jié)合的模式中，利用遠(yuǎn)方終端直接讀取負(fù)荷曲線上的數(shù)值，然后傳送給主站，通過后臺(tái)計(jì)算得出最后的電能數(shù)據(jù)。比如在采集計(jì)算分時(shí)電能的時(shí)候，利用帶時(shí)標(biāo)的電能表。這些采集和存儲(chǔ)的方式都可以減少計(jì)算過程中的誤差，而且使得采集的數(shù)據(jù)和電能表的歷史數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)太大的出入。

5 結(jié)語

綜上所述，對電能計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行研究十分重要，尤其是對其中的電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各個(gè)模式存在的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，然后采取相應(yīng)的措施解決其中的問題。在采取優(yōu)化措施的時(shí)候，可以從軟件接口問題解決、通信規(guī)約完善并應(yīng)用以及采集和存儲(chǔ)機(jī)制完善等方面進(jìn)行考慮。另外，還需要考慮數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和后期核算系統(tǒng)的兼容問題，避免影響后期的應(yīng)用。

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