從智能電表獲取電能質量數據的分析與應用分析

李郎

摘要：電能質量的監測與管理體系在智能電網之中屬于一個較為完善并且可以進行擴充的信息平臺，這一平臺十分標準。本文就是對智能電表獲取電能數據的分析以及應用進行研究，闡述了從智能電表的系統之中對電能信息的相關數據進行獲取的一種系統的構建方法，通過這一系統的構建，就可以對電網之中電能的質量實現連續精準地監測，進而有效提升電能數據資源利用的效率，對電能的相關數據實現進一步的完善。這樣才可以有效解決電網之中基礎信息數據的擴展、更新以及轉換等的眾多問題，對電網的安全提供強有力的保障。

關鍵詞：智能電表；電能質量你；數據；獲取

引言

在當今的新時代之中，經濟的進步帶動科學技術的不斷進步，這使得我國電網的結構以及符合的結構都不斷發生著顯著的變化，人們越來越需求更加優質可靠的供電系統。

一、智能電表電能數據獲取接口系統構建分析

在我國電網一體化的規劃過程中，企業及的信息集成平臺在橫向方面屬于貫通的形式，在縱向的方面屬于集成的形式，因此在智能電表電能數據獲取的接口系統設計過程中，也按照這樣的方法進行設計[1]。通過對業務特點的全面分析，智能電表的數據平臺在信息流量方面和電能質量的管理系統這兩者之間有著良好的協同作用，這樣就實現了整體系統構架的有效設計。

在智能電表電能數據獲取接口系統之中，主要有對電能質量進行監測的系統，智能電表的數據平臺就是與這一系統之間相互連接，考慮到安全性，在將這兩個系統進行連接的過程中，一定要對防火墻進行合理應用，同時，不可以將數據庫的服務器和其他的系統之間直接進行連接。

在對電能質量進行檢測的系統之中，主要有數據庫的服務器以及接口的服務器，這兩者之間相互連接，用來實現對PQMS系統之中數據的儲存。

在智能電表的數據平臺之中，主要有數據庫的服務器以及應用服務器，這兩者之間也相互連接，用來對智能電表數據平臺系統之中的數據進行存放，應用服務器也可以提供對外數據接口，借助這些對外的數據接口，可以將數據提供給其他的系統[2]。借助于智能電表平臺的應用服務器的接口，接口的服務器可以有效獲得智能電表的平臺數據庫需要的PQMS數據，同時在PQMS數據庫的服務器之中對這些數據進行儲存。

二、智能電表獲取電能數據的分析方法

（一）趨勢分析

趨勢分析就是通過對最近的兩期或者兩期以上的同一連續指標加以對比分析，對它們增減的變動方向、變動的幅度以及數額加以明確，進而全面明確變化的規律以及趨勢。在智能電表獲取電能數據的分析過程中，趨勢分析屬于一種十分常用的分析方法，在應用趨勢分析方法進行數據分析的過程中，最為簡單直接的方法就是借助很多條的趨勢曲線對某一用戶的電量環比數據以及電量同比數據加以全面展示。良好的趨勢分析可以在設備出現故障之前對設備之中零件損壞的情況以及操作方面的故障進行有效辨別。

（二）相關分析

相關分析是一種用來統計的分析方法，通過這一分析方法，可以研究各種現象間是不是存在著某種關聯性。在相關分析之中，主要包括偏相關分析以及線性的相關分析等，智能電表對電能獲取數據的分析通常采用線性的分析方法對兩個變量之間的線性關系程度進行研究，同時用R來表示并描述相關的系數。在此過程中，可以采用溫度和負荷之間的關系來進行相關分析，與天氣情況之間實現合理結合，進而實現對負荷峰值的預測[3]。同時，也可以將兩個智能電表分別連接在同一個配電變壓器的兩側，根據電壓的測量值分析某一組智能電表存在的相關性。

（三）異常分析

異常分析就是對一些與一般的規律偏離的現象或者是異常的事件以及現象的原因加以追溯，這種分析方法對于用電異常的情況以及設備故障的情況等的有效診斷起到至關重要的作用。例如：在對變壓器的故障進行統計之前，就可以采用異常分析的方法進行歷史異常數據的抽樣以及建模，進而對變壓器將會出現的故障做到有效預測，實現對變壓器的及時檢修或者更換。

（四）聚類分析

所謂的聚類分析，就是按照一定標準對某一類的數據進行匯集。比如：對于連接在同一個變壓器上的智能電表來講，它們就可以采用這種分析方法來實現對該變壓器負荷的有效確定。虛擬的電表屬于人為定義聚類，可以對有著同樣屬性的電表數據加以聚類，典型的虛擬電表就是對具有線性關系的電表區域進行規劃以及分析。

三、智能電表獲取電能數據的應用實例分析

例如：在某一臺區，有電力用戶智能電表13個，通過這13個智能電表在一周之內的小時電壓分布序列的相關性分析，以樣本數據作為參考，對相關系數加以計算，下圖為這一臺區所有的智能電表在一周之內每小時電壓的曲線相關系數的矩陣圖。

通過上圖可以發現，除去第11個和第13個電表以外，該變壓器的其他所有智能電表在每小時的電壓相關系數全都在0.97以上，有著如此高的相關性，足以表明所有的電表都是接在同一變壓器上。但是從上圖可以看出，第11個智能電表以及第13個智能電表相關系數較低，僅僅在0.67到0.78這個區域之間，這樣的現象表明，這兩個電表實際上很有可能連接的是其他的變壓器設備。因此，將第11個電表以及第13個電表與相鄰臺區之內的智能電表量值進行比較以及相關系數進行分析的過程中就可以對其實際接線的位置進行確定。

四、接口系統構建過程中應該注意的事項

（一）對基礎數據的自動更新加以注重

在電能質量的系統之中，電站以及線路等的這些基礎信息都是由智能電表的系統所提供，因此這兩者在基礎信息方面應該完全相同。智能電表會發生不定期的變化，所以不可以采用人工的方式對基礎信息進行更新，應該對自動更新的方式進行合理應用，在智能電表新增的情況下，系統就可以對新的設備信息進行獲取，進而實現信息數據的同步。

（二）對數據的轉換以及共享加以注重

不同系統的格式都是應用自定義的形式進行設置，如果不同的系統之間，信息不能做到良好的兼容，就很容易出現“信息孤島”。在智能電表之中，雖然提供有對外的數據接口，但是這一接口依然應用的自定義形式，如果其他的系統想要在智能電表的系統之中實現對數據的獲取，就一定要單獨為此設計一個與之相匹配的接口軟件。

（三）對系統安全性加以注重

智能電表獲取電能質量數據的系統一定要對電力信息的系統所規定的安全內容加以全面遵守。同時，系統不可以對電能質量的檢測系統造成影響，也不能對智能電表的正常運行造成影響。因此，在這一系統之中，應該設有獨立的PQMS數據庫的服務器，在必要的情況下可以實現數據庫的集群建立，進而使其與主數據的服務器分離，僅僅對智能電表的系統實現讀操作，而不實現寫操作。通過這樣的方式，就可以對系統運行的安全與穩定起到有效的保障作用。

結束語：

綜上所述，在當今的智能電網之中，對于電能質量的監測也有著越來越高的要求，監測設備的數據也就越來越龐大。所以，電能質量的監測系統一定要成為一個可以擴充的完善信息平臺。智能電表在這一信息平臺之中的應用，可以實現對相關數據信息良好的獲取以及分析，進而使得電能質量的監測范圍以及監測服務實現進一步的擴大，在節約投資的基礎上實現電網電能質量管理效果的顯著提升。

參考文獻

[1]郭慶，郭建炎. 智能電表在智能電網中的應用與發展[J]. 電工電氣，2017（3）.

[2]張宇帆，艾芊，肖斐，等. 數據驅動電能質量分析現狀及其支撐技術與展望[J]. 電力自動化設備，2018，38（11）：193-202.

[3]崔立真，史玉良，劉磊，等. 面向智能電網的電力大數據存儲與分析應用[J]. 大數據，2017（06）：44-56.

（作者單位：國網四川省電力公司綿竹市供電分公司）