基于智能化用電信息采集系統的中低壓供電可靠性研究

孫元凱，張海玲，毛暢樂

（陜西地電周至縣供電分公司，陜西 周至 710400）

全面實現全覆蓋、全采集，實現中、低壓供電計量設備的自動采集統計，而中、低壓供電可靠性尚無成熟統一的自動采集統計的技術手段和規范。完善的、智能化的用電信息采集系統，可以實現對智能采集終端和智能電能表進行停上電信息采集，通過對采集到的停上電信息進行統計分析，可以實現對公司中壓和低壓供電可靠性。

1 采集終端和智能表停上電信息的生成

采集終端（戶表集中器、專變采集終端）和智能電能表的停電事件，包括完整的采集終端（戶表集中器、專變采集終端）和智能電能表的停電以及上電事件，停電以及上電事件組成完整的事件。采集系統建設中，相關等級的采集設備各自的供電情況皆有不同，三相電能表、單相電能表、戶表集中器和專變采集終端按照不同的電壓變化定義，形成相對應的停電以及上電記錄，進而組成一條完整的停電事件，具體情況如表1所示。

2 采集終端和智能表停上電信息的獲取

2.1 采集終端停上電信息的獲取

采集終端（用戶集中器和專變終端）正常供電電壓為220 V，出現供電電壓小于132 V（60%的臨界電壓）時，采集終端就會自己產生終端停電事件信息記錄，并且將相應的變動時間等信息自身存儲并上報給相應的采集系統主站進行記錄存儲；出現供電電壓大于132 V（60%的臨界電壓）時，同樣的采集終端就會自己產生終端上電事件信息記錄，采集終端本身會對2條記錄的時間合理性進行判斷，并將相關時間記錄信息上報采集后臺存儲（具體參見3.1.1的時間篩選辦法）。

2.2 采集終端停上電信息的確認判斷

采集終端自身對停電事件記錄的時間與上電事件記錄的時間進行對比，若時間先后順序符合常理，采集終端就會認為此事件為合理事件；此時采集終端需要采集其所在臺區下的一定數量戶表進行對比，一般選擇為臺區下0～3塊戶表，采集智能表最近一次的停上電事件記錄的停上電時間，與終端事件時間進行對比，此種情況可以有效的避免采集終端因為供電電壓波動而產生不真實的停電事件。

表1 停上電事件定義

2.3 智能電能表停上電信息的獲取

智能電能表停上電信息的采集仿照集中器采集智能電能表電量的方式，區別在于不同的事件有不同的定義代碼，由于停上電事件內容的數據量遠大于單純電量的數據量，不能單純使用主動上報方案或者照搬戶表集中器采集臺區戶表電量的采集和存儲方式，本文對此種情況進行了具體研究和分析。

3 事件數據邏輯判斷

3.1 采集終端和電能表的自主判別

采集終端或者智能電能表中有了具體的斷電時間記錄，缺長時間未能出現與之對應的復電時間記錄，這種情況認為這次停電事件不是正常的停電事件，采集終端或者電能表本身即可判定為無效記錄，一般認為3天或以上時間內皆無復電時間記錄，即可認為無效，正常用戶斷電，局方人員會在24 h內處理完畢，不會出現太長時間的記錄。正常的一個停電事件，斷電和復電的時間間隔應該在合理范圍之內，斷電和復電的時間間隔過小或者過大，也認為存在問題，一般認為1 min以上、3天以內為合理范圍，這樣可以有效的避免將電壓波動以及更換終端等影響因素排除，以便更準確的進行可靠性的研究統計。

3.2 采集終端與智能電能表時間配合判別

終端或模擬主站按照“電能表數據分級歸類參數”將電能表測量點歸類，通過“電能表數據分級參數”設置每一類電能表的事件等級，通過“電能表數據分級周期參數”設置每一級事件的抄讀周期。

3.3 用電信息采集系統主站判斷邏輯

采集系統主站判斷邏輯是指通過采集系統主站軟件，結合系統其他采集數據及基礎檔案等信息，對上報的用戶停電事件進行進一步的分析處理，相關判斷邏輯主要包括：對停電事件數據頻繁上送視為異常予以剔除；停電事件上送時間明顯異常的視為終端故障，予以告警或剔除；終端上報的重復停電事件數據，對重復記錄予以剔除；結合“線路—臺區”之間的拓撲關系進行用戶停電事件關聯性分析，對同一線路、同一臺區的用戶停電事件發生情況進行統計分析，輔助進行線路停電、臺區停電、單用戶停電的判斷；采集終端停電并觸發停電事件上報，終端地址未發生變化，可以判定為正常停電事件。

4 獲取停上電信息的對相應用采設備的要求

4.1 采集終端的要求

智能化用電信息采集系統中的采集終端，進行中低壓可靠性分析的采集終端需要處理的數據量遠大于普通的進行電量采集的終端，需要對內存容量進行擴增，以便能采集和存儲電能表內的事件信息；同時考慮到斷電后終端能否正常記錄事件信息，需要對終端的電池剩余電量情況進行記錄分析，以確保不會對新增事件進行遺漏。

4.2 用采系統相關通信協議的要求

現有的用電信息采集系統中，采集終端與采集主站、采集終端與臺區戶表，之間的通信傳輸協議規約已不能滿足停上電等事件，需要對相關通信規約進行擴展，實現采集終端對智能電能表的事件信息記錄進行遠程召測以及主動上報，以便更準確的統計研究中低壓供電的可靠性。

4.3 用采系統設備硬件要求

停電事件記錄的準確性與時鐘的準確性有密切的關系，時鐘又與時鐘電池有密切的關系，因此需要提出對電池欠壓分析、電池性能、時鐘準確度等方面的要求。用電現場發生停上電事件后，采集裝置定期抄讀電能表存儲的停上電事件，將抄收到的最近10次停上電事件存儲到采集裝置中。用電信息采集系統主站設置定時任務，每日定期抄讀采集裝置存儲的停上電事件數據，將抄到的新增停電事件數據進行后臺存儲。

5 停上電信息的統計上報

智能表用電信息采集系統建設的過程中，可以通過采集終端獲取到終端本身以及智能電能表的停上電信息，更進一步要利用此部分信息來統計分析得出中、低壓供電的可靠性。采集終端的停上電信息的獲取，主要采取主動上報的方式，當變壓器復電后，采集終端供電上線連接主站，其會將本身的停上電信息作為異常事件上報采集主站，采集主站將信息存儲下來，進行按饋網線路、按時間段分析線路下所有采集終端的信息，并進行同時間段對比停上電事件的異同，即可獲知中壓線路供電的可靠性指標。

當模擬主站向集中器下發電能表周期采集參數后，集中器和電能表首次產生事件，集中器在第一個周期按測量點順序依次采集電能表內對應的2、3級事件相關數據并暫存，作為下次周期抄讀電能表掉電事件新增次數的判定依據，不上報模擬主站，當電能表再次產生掉電，集中器將抄讀的事件次數與上次暫存數據對比，有新增事件產生，集中器抄讀新增的一次（或多次）周期事件相關數據并上報模擬主站。

圖1 先存儲后定時被動上報技術路線

5.1 抽樣采集研判機制

停電事件抽樣采集點選取所需支持數據，當低壓智能電能表記錄停電事件并上報至用電信息采集系統后，需要將該智能電能表停電事件同步至電能質量系統。該數據主要作為生成低壓用戶停電事件的基礎信息。

5.2 停電事件研判思路

臺區下抽樣點同時（停、送電時間相同或偏差不超過15 min）停電/上電，可判該臺區低壓用戶全停。臺區下抽樣點同時（停、送電時間相同或偏差不超過15 min）停電/上電停電用戶數/接入點數≥75%。單表箱抽樣點30%戶同時（停、送電時間相同或偏差不超過15 min）停電/上電，可判該接入點低壓用戶全停。城區用戶停電/上電事件時長低于0.75 h，農網用戶停電/上電事件時長低于1.5 h的時間予以剔除。(陜西地方電力供電服務“十項承諾”：供電搶修人員到達現場的時間一般不超過：城區范圍45 min；農村地區90 min；特殊邊遠地區2 h，低于此時長自行恢復的一般為用戶內部故障)

6 結束語

基于現有的系統可以有效的提高經濟效益，避免了建設新系統進行此項工作而帶來的重復投資；研究了中、低壓供電的可靠性，可以通過中低壓可靠性管理水平的提升來提高中、低壓供電的可靠性，既有效的規避了存在的安全隱患，同時提高了用戶的用電可靠性，減少了用戶停電時間、次數，到達更好的供電服務；通過系統分析處理，可以極大減少了低壓可靠性統計分析人員的工作量，提升低壓可靠性管理工作精益化水平，也能保證人員的安全。