用电信息采集系统电能数据异常的原因分析及优化解决措施

杜海燕

摘 要：在对用电信息采集系统进行概述的基础上，探讨了电能计量异常数据的主要形式，并结合实际情况详细地分析了导致用电信息采集系统数据异常的原因。以提高用电信息采集系统运行可靠性与运行质量的基础上，分别从环境优化、数据优化以及其他技术管理措施三个方面提出了相应的优化解决措施，形成了较为完善的用电信息系统数据异常处理策略体系。

关键词：用电信息；采集系统；电能数据异常

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0130-02

随着社会经济水平的持续提高，能源的高效利用已经成为了经济社会可持续发展的关键和核心。在当前信息化社会环境下，充分提取用电信息，获得其中的异常变化情况，分析导致异常的原因，能够为快速地筛查用电客户提供翔实的数据支撑。因此，必须做好用电信息采集系统电能数据异常的分析及优化工作。

1 用电信息采集系统概述

一个完整的用电信息采集系统包括通信信道、主站和采集设备三个部分，可以实现对用户数据的全覆盖和完全采集。具体来讲，用电信息采集系统不但能够对用户的用电行为进行实时的监控、采集与处理，而且还能够采集用户在各个不同用电阶段的电能消耗值和剩余电能量，以及用电参数，包括电压、电流、功率、功率因数等指标。一般，系统的采集频率为15分钟一次，虽然采集频率不算高，但是大量用户在一日内采集得到的数据量依然十分庞大，若完全采用人工筛查或者分析的方法，将会消耗大量的时间，甚至可能出现疏漏的情况。通过应用用电信息采集系统，就可以对用户的电能运行情况进行科学、高效的统计分析，为智能电网的高效运行提供依据[1]。

2 电能计量异常数据的主要形式

电能计量的异常数据主要是指其中与众不同的信息不符，其中的异常数据包括畸变数据与坏数据。畸变数据是因为事件导致的电量波动，其对于智能电网中因为事件导致的电量波动有重要作用；坏数据则主要是因为失误或者故障，使得数据超出了合理的范畴，在具体的管理过程中可以通过退补电量的方式进行适当的调整。另外，随着系统运行效率的迅速提升，用电信息采集系统在运行过程中可能会产生大量的数据信息，从而导致系统数据冗余。数据冗余会导致信息系统数据分析及系统控制智能决策的工作量加大。因此，在系统信息采集过程中，要合理的控制采集数据的频率，在保证数据分析样本足够的基础上，合理控制样本数据规模。

3 导致用电信息采集系统数据异常的原因

3.1 电能表存在的异常

电能表是用电信息采集系统的重要构成部分，其直接为用户的用电信息采集、数据处理和监控工作提供重要的数据支持。通常，电能表对用电信息采集系统产生的影响主要表现在以下几个方面：

（1）电能表自身的质量问题。因为市场上电能表生产厂家生产的类型较多，而且电能表的具体质量良莠不齐，诸多小厂生产的电能表不能够达到现代电网对计量质量的要求，使得用电信息采集系统容易出现异常情况。

（2）电网中电能表的具体型号选择问题。电能表的型号必须根据电网、变电站的具体情况进行具体的选择，例如使用功能、功率等，电能表的通信规约、波特率等，部分用电信息采集系统数据异常的一个重要原因就在于电能表的型号和功能没有正确选择。

3.2 互感器异常

电子式电流互感器的异常主要表现在以下几个方面：

（1）互感器受潮。这主要是因为互感器的工作环境较为潮湿，工作人员在检修和维护过程中对互感器的干燥处理不予重视，导致互感器容易受潮气侵蚀，一旦受潮，将导致电力系统的数据传输受阻、出现故障，使得用电信息采集系统出现异常。

（2）电流互感器出现二次开路情况。当出现二次开路时，会使得电流的传输功率受到影响，使得互感器的数据采集异常的概率增加[2]。

3.3 系统通讯故障

3.3.1 环境因素造成的系统通讯故障

在用电信息采集系统安装的过程中，因为地理位置会对采集系统产生影响，例如系统集中器的天线处于箱体内部，使得其GPRS信号稳定性不足，从而导致主站发送的数据不能够及时的传递至集中器。这使得表计在集中器中的注册行为受到影响，使得其不能够对下级的智能电能表下达相应的指令，导致电能表采集的数据出现异常。

3.3.2 人为因素造成的系统通讯故障

由于传统的机械式电能表的灵敏度较低，所以有些电力用户在传统的机械表使用过程中形成了不良的习惯，而在智能电能表使用过程中依然采用这种使用习惯，导致数据出现异常。例如，现在的智能电能表是基于1.0级的电能表进行设计生产的，其灵敏度迅速提高，精度也明显上升，通常还增加了通讯线，使得部分电力用户认为这会导致电量多计，而人为的将其拆掉，使得数据采集出现异常。

同时，还会出现数据采集错误。在开展用电信息采集系统建设的初期，设计的数据采集工资表较为简单，没有完全考虑现场实际数据采集量和采集情况，使得获得用户数据不够规范，甚至出现错误，影响了系统数据采集的准确性[3]。

4 用电信息采集系统数据异常优化解决措施

4.1 优化使用环境，减少异常数据

因为用电信息采集系统的终端信号强弱受到区域信号强度以及地理位置的影响较大，所以可以适当采用高增益天线，使得系统的接受能力和抗干扰能力更强，这可以有效的增加信号数量，或者还可以在该系统中设置多个谐波阻断器，在整体上创造一个良好的运行环境，保证系统运行稳定性。

因为用电信息采集系统具有综合性的特点，涉及的相关设备较多，而且这些设备还必须处于稳定的运行过程中，在系统维护过程中必须及时清理可能出现的线路老化情况，减少不稳定因素。在整理过程中，还应该对既有的接线情况进行合理的规划。若属于操作缺陷，则可以提高载波通信線路强度。另外，还可以对载波功率发射方式进行调整，使得载波表在临界点可以正常工作。为了减少功率，可以在电力用户集中且数量较少的区域，采取设置微功率无线通讯的方式，确保系统采集的安全性。

4.2 统筹规划，优化数据

在优化过程中不但要对计量设备的内部及具体的环境使用因素进行相应的改进，而且要检查系统的完整性与稳定性，这就必须做好系统的统筹及管理工作。在系统投入到具体的使用前，必须对其中可能覆盖范围的所有电力用户进行实地调查，同时掌握用户的集中用电时间段与用电高峰值，对调查的结果进行深入分析。例如，可以采用大数据分析方式，挖掘获得数据中的相关关系，获得用电信息的发展趋势与规律，从而为用电管理的统筹规划、提高用电信息采集的成功率提供可靠参考。

4.3 用电信息采集系统电能数据异常处理的其他措施

在日常的巡查工作中，首先要做好电能表质量检查以及工作状态控制工作，并根据线路功率以及实际电能供应形势选择合适的电能表型号，保证电能表计量结果的准确性；同时，还应该做好用电信息采集系统红互感设备的维护和保养工作，例如，加强对互感器的干燥处理、保护，提高电流与电压互感设备的功能质量，保证用电系统信息采集的稳定性和可靠性；要对接线盒的安装进行严格的监控，从而减轻接线盒在系统运行过程中负载，避免系统在工作过程中出现故障情况；要根据线路及系统的实际情况，制定一个合理、完善的数据监管与检修计划，提高用电信息采集系统工作过程中的数据传输速率，实现信号的快速传递，便于系统运行效率的提高；最后，要重点加强对用电信息采集系统在采集终端的数据监控与测量控制工作，使得系统的供应电源、通讯系统终端中的相关参数设置满足其实际使用性能，从而有效的减少信息系统采集获得异常数据的概率，提高信息系统采集数据的准确度。

参考文献

[1]何行，何欢，谢玮，等.用电信息采集系统电能计量数据异常原因及改进[J].数字通信世界，2017，（4）.

[2]朱新民，王雨娥.谈用电信息采集系统中异常数据的分析及判断[J].电力讯息，2016，（1）.

[3]张勇勤，丁春香.用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析[J].电子制作，2015，（2）.endprint