用电信息采集系统数据异常探究

用电信息采集系统数据异常探究

黎丹琪

广州中诚电力工程有限公司（广东广州510000）

摘要：电力信息采集系统是电力智能化服务的关键技术，它的数据采集精度直接关系到智能电网的建设。文章就电力信息采集系统中的异常数据进行了分析，首先对电力计量等数据产生的原因进行了分析，并结合实际情况，提出了改进措施，提高了数据的可靠性和准确性。

关键词：用电信息采集；异常数据；分析

1引言

随着经济和科技的进步，新能源的发展也越来越受到人们的关注，电力市场也在不断的发展，电力市场也在不断的朝着智能化的方向发展，而电力信息的采集系统就是一个很重要的技术，在使用的时候，还需要通过智能计量的原理对收集到的信息进行分析和处理，从而识别出有问题的和不正常的电力用户。

2用户用电信息采集系统

用电信息采集系统主要是对供电企业的用电量进行收集、处理，并实现对电能质量的实时监测，以达到对电能质量、计量异常、电能质量检测的目的。常用的电力数据采集系统主要包括三个部分：数据采集装置、通讯通道和主要站点。系统的建设目标是：“全覆盖、全采集”，系统的建设要求覆盖所有的电力用户，确保对用户的各种用电信息进行全面采集，同时还要采集各时段的电能示值、电压、电流、功率、功率因数、电量、电费等数据项值。该系统建成后，可用于分析用户的仪表工作状况[1]。

图1用电信息采集系统

3电能计量数据审核逻辑

3.1数据时间戳检查

从电力信息采集系统的现场采集终端获得数据时，终端已经识别出了数据出现的时间，G/DW376.1通讯协议中的“终端抄表时间”，更确切地说是数据产生时间。数据时间本来是用来检测终端的故障处理逻辑的，如果终端和电能表通讯不畅，那么终端存储的实时数据区域就会保存上一次成功的数据，但是在数据生成的时候，往往会被一些终端用户故意或者不小心地用来冻结，造成的数据很可能是几天前的。

3.2不能出现空值、零值

电能表测量有功功率示值时，应具有总有功功率示值，两费率电能表还有峰、谷示值，四费率电能表还有尖、峰、平、谷示值。但是，在采集数据时，经常会出现诸如：有峰谷、有峰、有、无总图等的异常状况。检验逻辑可分成3个部分：“前向有功总量”不能为NULL；在有功功率的示值中，当峰值（不是0）或“0”时，峰、平、谷任一值都不存在（0或0)，但是峰平谷可同时不存在；有功电能的示值峰和平同时有值，谷为NULL，或者同时存在平和谷，峰为NULL。在电能表通讯规约中，多费率表中规定了费率1、费率2、费率3……费率14，并可设定多个时段，设定费率与时段之间的关系。因为可设定的参数，不同类型、不同厂商、不同时期、不同供电单位对其设定不同，因此，相同的四个费率电表，1的价格可以是尖，也可以是谷；也可以把价格4表示为尖，这是不同的收费次序[2]。

3.3电能示值下降

在经过了最初的几次检验之后，相同的记录中的数据间的逻辑已经被检测出来，现在我们来看看同样的一台电度计的连续数天的数据。电力显示值是一种不断增加的数字，当天的数据肯定不会比昨天少，所以检查的逻辑很简单，只检查“总电量”：D1。D1表示当天的全部电量，D2表示昨天的全部电量，D3表示前一天的全部电量。在此添加D1的判断，以避免D2的突然成长不起作用而造成错误判断。

4数据审核结果及异常数据成因分析

4.1数据时间戳检查

在试验初期，对五百万台电能表进行了时戳检验，结果显示，每日约3000台电能表的资料资料不准确，且多集中于个别厂家的终端。通知终端供应商改正，该问题在经过远程软件更新后得以解决，但是每天仍有上百次这样的情况发生，而且数据的时戳也有很大的差别。通过对终端设备的分析，发现大多数情况下都是偶然发生的，比如突然断电、死机等，但也有一些终端的电能表经常会出现这种情况，并在几天后再次发生，经过现场检查，终端的硬件出现了问题[3]。

4.2出现空值、零值情况

现场检查发现，造成空值的原因有三：第一，电表内部的电能表规范类型设定错误，电能表在通讯时由于各厂家不统一，所以在现场调试时要根据实际情况进行正确的调整；二是由于RS485通讯线路受外部信号干扰，或由于RS485接口供电能力不足，导致终端在接收电表数据时发生通讯差错，接收到的数据包有误，造成数据丢失或异常；三是电能表的内部储存资料有误，从表中读取的资料不准确。

4.3分时电量相加与总电量不合

通过对分时电量与总电量进行对比分析，得出了两种情况：差异较大，大约60%左右，这是因为上述数据出现了缺陷，或者出现了一些奇怪的数据，这是因为终端采集的电能表数据出现了故障，导致了无效的数据；差异不大，大约40%左右，在电能表中储存的数据与LCD的数据进行对比，结果表明，总电量与分时数据不一致。

图2控制开关

4.4有功示值下降对有功示值下降类异常数据的历史数据

通过现场观察，可以看出，造成这种情况的原因有两种：一是显示值突然降低，或者是大幅度的上下浮动，大约

80%左右，这是因为终端与电能表之间的通讯RS485受到了干扰，从而收到了不正常的数据；二是显示值的变化非常微小，大约20%左右，这是个别厂家某些型号的电能表在使用者不用电时发生轻微的倒退。

4.5有功示值异常突增

之所以会出现这样的情况，主要是因为之前的电表没有及时抄表，造成了错误的数据，以及在调试过程中突然出现的数据变化。产生不实资料的原因：某些厂家某些型号的电能表在某些情况下RS485通讯逻辑发生故障，收到的是不正确的通讯地址。

图3数据变化原理

6结语

因此，运用电力信息采集系统对电力计量数据进行分析是非常有意义的。在新形势下，电力公司必须加强对其异常成因的研究，根据其异常类型，把握其特征，采取相应的对策，以减少故障发生的可能性，从而推动电力公司的可持续发展。

参考文献：

[1]宋亚奇，周国亮，朱永利.智能电网大数据处理技术现状与挑战［J］.电网技术，2013，37（4）：927-934.

[2]张磊，王晓峰，李新家.电能信息采集系统运行及维护技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3]金澈清，钱卫宁，周傲英.流数据分析与管理综述［J］.软件学报，2004，5（8）：1172-1181.