淺談關于計量自動化系統(tǒng)采集異常數(shù)據(jù)的分析及處理

莫曉瑜

摘 要 計量自動化系統(tǒng)需要在計量裝置的基礎上進行一系列的創(chuàng)新技術，其涉及范圍較廣，業(yè)務層次比較復雜。本文從當前我國智能電表的運行情況說起，并對計量自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集異常的原因進行了分析，最后針對計量自動化系統(tǒng)采集異常數(shù)據(jù)的處理提出了相關的措施，旨在于提高我國計量自動化系統(tǒng)中對于采集異常數(shù)據(jù)的分析以及處理能力。

關鍵詞 計量自動化；數(shù)據(jù)采集；相關措施

隨著我國電力事業(yè)改革的不斷推進以及人民群眾對電力需求的不斷提高，我國關于建設智能電網(wǎng)的步伐不斷加快。電能計量自動化是智能用電領域最核心、最關鍵的技術，是建設智能型電網(wǎng)的基礎。智能電表是智能電網(wǎng)中最重要的部分，承擔了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計量以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾蝿铡Ｍㄟ^智能電表，可以迅速地完成信息集成、信息優(yōu)化以及信息展現(xiàn)的任務。除此以外，通過計量自動化系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娏Y源進行合理的安排與分配，提高電力部門的工作效率。因此，提高計量自動化采集系統(tǒng)對于異常數(shù)據(jù)的分析以及處理能力是極其重要的。

1 我國智能電表的運行現(xiàn)狀分析

相關數(shù)據(jù)表明，在2017年12月底，深圳已在全國首個實現(xiàn)智能電表與低壓集抄兩個全面覆蓋，計量自動化系統(tǒng)承擔了為供電局各部門提供了大量翔實可靠的原始遠程抄表數(shù)據(jù)的任務。在系統(tǒng)平臺的建立方面，初步實現(xiàn)了關于電能數(shù)據(jù)的在線管理，但是除了一些基本數(shù)據(jù)之外，關于某些智能電表的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)等沒有被采集到，因此，為了使得智能電表更全面的為人們服務，提高對于電量數(shù)據(jù)管理能力具有重要的意義。

目前，我國智能電表采集數(shù)據(jù)還較為單一，智能電表中將通信技術中使用的電子式計量設備引入其中，使之集成度較高，計量能力以及通訊能力都較為豐富。但是不可否認的是計量自動化系統(tǒng)也只是采集了最基本的計量數(shù)據(jù)，對一些數(shù)據(jù)例如表計電壓等并未進行采集，在一定程度上造成了信息的閑置。

我國的智能電表運行狀況不夠理想還表現(xiàn)在信道利用率低這方面。現(xiàn)行通道大體分為上行通道以及下行通道兩種。上行通道多為4G信號通道，下行信號通道一般為電力線載波信道。信道的負荷較小，在電量抄送完成后大多數(shù)的通道都處于無任務狀態(tài)，造成了資源利用率不足的情況。除此以外，還存在人工排查電表狀況時方式單一、效率較低的特點。針對這些現(xiàn)狀，采用科學的方式，進一步優(yōu)化智能電網(wǎng)系統(tǒng)，提高資源的利用率是未來迫切需要解決的問題[1]。

2 計量自動化系統(tǒng)采集異常數(shù)據(jù)的原因分析

2.1 系統(tǒng)運行存在異常

圖1所示為目前常用的計量自動化系統(tǒng)的示意圖。眾多耗電設備在使用電力的時候，計量自動化系統(tǒng)依舊處于正常運行的狀態(tài)，但是在極個別的情況下依舊會出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的情況。造成這種情況的原因主要是由于計量自動化系統(tǒng)運行時出現(xiàn)問題，系統(tǒng)中的個別軟件無法正常運行，使得計量自動化系統(tǒng)在讀取數(shù)據(jù)時受到干擾，導致系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤。

2.2 終端與主站通信出現(xiàn)異常

計量自動化系統(tǒng)的終端與系統(tǒng)的主站之間主要依賴GPRS進行通訊，終端通過GPRS與主站之間構成了一條完整的通信線路。在這一通信線路中任意一個節(jié)點出現(xiàn)問題都會導致數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)異常，甚至造成數(shù)據(jù)丟失。出現(xiàn)這種情況的主要原因是現(xiàn)場通訊信號不能滿足正常通信信號的要求。例如通信卡故障、終端參數(shù)設置錯誤以及地址錯誤等。通訊信號無法滿足需要主要是由于通信現(xiàn)場無信號、信號強度較弱或者遭到人為破壞等原因。除此以外，如果通訊SIM卡沒有綁定相關的數(shù)據(jù)業(yè)務、SIM卡損壞或者SIM卡與終端接觸不好也會導致各種異常狀況的發(fā)生[2]。

2.3 終端與電能表通訊故障

計量自動化系統(tǒng)的終端與現(xiàn)場與星電能主要通過RS485通訊為主，因此只有當終端與電能表的RS485的端口功能正常，才能夠保障終端數(shù)據(jù)采集的準確。在實際工作中，經(jīng)常存在485數(shù)據(jù)接線不規(guī)范、電能表參數(shù)設置錯誤的狀況，這種情況都會導致電能表采集到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。其中最為常見的錯誤主要是終端中的測量點號、測量點的狀態(tài)、電能表通訊地址或者通訊規(guī)則設置錯誤。如果終端軟件沒有按照相關計量自動化終端通訊規(guī)約進行開發(fā)或者軟件功能的設計存在不足之處，就會導致數(shù)據(jù)的采集出現(xiàn)中斷，總體數(shù)據(jù)結(jié)果不穩(wěn)定。

2.4 計量自動化基礎管理環(huán)節(jié)薄弱

在系統(tǒng)建設的初期或者自動化安裝的初始階段，由于系統(tǒng)中各項功能處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，因此，安裝管理人員的主要工作核心在于重視系統(tǒng)的建設，對于現(xiàn)場安裝的規(guī)范性、建立檔案的時效性以及檔案的管理等沒有投入過多的精力，這就造成了對終端運行管理的某些管理措施落實不到位。終端中如果出現(xiàn)問題，對問題的處理不夠及時，造成各項問題堆積，系統(tǒng)運營時各項參數(shù)與終端運行中的參數(shù)設置不相符。如果此時對終端進行批量參數(shù)下發(fā)后，將導致原先通訊和采集都正常的終端出現(xiàn)部分掉線或電能表數(shù)據(jù)采集異常情況的發(fā)生。因此，在主站進行參數(shù)的批量下發(fā)時，首先應當對涉及的主站與終端、終端與電能表通訊的參數(shù)進行召測，將召測所得的參數(shù)與主站進行對比之后，再進行終端參數(shù)的批量下發(fā)。

3 計量自動化系統(tǒng)采集異常數(shù)據(jù)的處理措施

3.1 終端設備進行到貨驗收措施

終端設備時自動化采集系統(tǒng)中的主要采集設備，承擔著對電表層數(shù)據(jù)采集的以及與主站之間進行數(shù)據(jù)通信的重要工作。由此可見，保障采購的終端質(zhì)量要求能夠滿足現(xiàn)場實際應用的需求，才能夠使得終端成功采集到數(shù)據(jù)。為了確保終端設備的質(zhì)量問題，要從不同的方面來把關，例如技術協(xié)議、審批以及到貨驗收等，都需要相關的技術人員層層把關。應當在技術協(xié)議中明確規(guī)定設備的驗收方法以及驗收項目，與終端廠商共同進行設備的全能性試驗，只有當各個方面均驗收無誤后，才能開展性能調(diào)試試驗。當全面的性能試驗完成后才能夠開展主站聯(lián)調(diào)測試，測試過程中需要保障終端上線的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)采集的完備程度等。除此以外，還需要對終端出廠時的APN、主站IP等這些默認的參數(shù)進行核查，通過層層把關，共同保障終端設備的各項功能能夠滿足日常中數(shù)據(jù)的采集，提高數(shù)據(jù)采集的成功率[3]。

3.2 終端現(xiàn)場聯(lián)調(diào)

當終端上電啟動正常后，需要及時檢查終端設備的通訊參數(shù)以及抄表的通訊參數(shù)。需要正確設置前置機參數(shù)、測量點的序號、電能表的通訊地址這些信息。當各項參數(shù)均設置完成并且無誤后，需要重新啟動終端設備，在重現(xiàn)啟動終端設備之前，還需要逐一對上行通訊參數(shù)以及下行通訊參數(shù)進行檢查，確定各部位的運行狀況，確認是否存在GPRS通訊數(shù)據(jù)延時情況。

3.3 注意解決失壓問題

如果電表與連接線之間出現(xiàn)障礙就容易引發(fā)計量自動化系統(tǒng)出現(xiàn)失壓問題。如果出現(xiàn)了失壓問題，首先應當檢測連接電表的電壓，查看電路是否通暢。這其中主要的檢測步驟包括電壓回路中各個接觸點是否存在接觸不良的狀況、電壓回路中是否存在松動等現(xiàn)象，或者是否電路中的部件出現(xiàn)老化等問題；其次，對回路中的電壓進行測量，如果電壓值為零或者與標準電壓值存在較大的偏差，則說明電壓表存在失壓問題。造成電壓表失壓問題的原因可能是因為電表的負荷過重，導致線路出現(xiàn)故障，故而出現(xiàn)了失壓的狀況[4]。

4 結(jié)束語

目前我國的自動化計量系統(tǒng)還不夠完善，再運行的過程中各種原因均會導致數(shù)據(jù)的采集出現(xiàn)異常狀況，針對這些原因，相關技術人員應當認真排查異常，發(fā)現(xiàn)每一處異常的發(fā)生點，并針對不同的原因采取不同的措施進行處理。除此以外，相關部門還應當加大對數(shù)據(jù)采集工作的管理力度，提高我國計量自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的成功率。

參考文獻

[1] 周偉.用電信息采集系統(tǒng)應用于線損管理的分析與實施[D].濟南：山東大學，2015.

[2] 阮治軍.電能計量自動化系統(tǒng)運行工況監(jiān)控管理技術的研究及應用[J].通訊世界，2015，（23）：185-186，187.

[3] 張鐵忠，李娜. 用電信息采集系統(tǒng)的建設、運營和維護管理[J]. 江西電力，2013，37（05）：61-63.

[4] 陳琦，李小兵，曹敏，等. 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設的研究與探討[J]. 陜西電力，2011，（06）：66-68.