電力信息采集的計量管理方案

摘要：隨著電力系統(tǒng)引入智能用電信息采集技術(shù)，電力計量技術(shù)也不斷完善，使得電力計量工作的工作效能有所提高。大數(shù)據(jù)的價值在于，能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)集成管理，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、挖掘，以推動電力計量管理水平的提升。文章從大數(shù)據(jù)的角度針對電力信息采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制定最優(yōu)的配置方案，實施科學(xué)監(jiān)測、智能管理。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；電力信息采集；計量管理方案；智能抄表系統(tǒng)；云計算 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2015）14-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.067

大數(shù)據(jù)是一個開放的巨系統(tǒng)，可以為企業(yè)創(chuàng)造巨大的價值。電力企業(yè)作為國家基礎(chǔ)能源單位，要在大數(shù)據(jù)時代獲得發(fā)展，就有必要采取必要的應(yīng)對策略，以在大數(shù)據(jù)時代獲得競爭優(yōu)勢，電力計量工作是電力系統(tǒng)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)，其是運用電力信息采集系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)制定計量管理方案。因此，電力計量裝置作為自動化信息技術(shù)設(shè)備，其所發(fā)揮的作用對于促進(jìn)電力企業(yè)的計量管理發(fā)揮著積極的促進(jìn)作用。

1 大數(shù)據(jù)的涵義

大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)集合，其是對有限的時間內(nèi)常規(guī)軟件所無法收集、整理并進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合。從數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的角度而言，大數(shù)據(jù)所囊括的內(nèi)容不僅是數(shù)據(jù)本身，還將數(shù)據(jù)收集的工具、數(shù)據(jù)管理平臺以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)納入其中，統(tǒng)稱為“大數(shù)據(jù)”。基于大數(shù)據(jù)量大、種類多，且多為非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的特點，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值，就要對數(shù)據(jù)實施專業(yè)化處理，經(jīng)過分析之后，二次開發(fā)，將大數(shù)據(jù)作為一種資本經(jīng)過共享、復(fù)用之后，獲得數(shù)據(jù)的最大價值。

2 電力企業(yè)要提高電力信息采集的海量數(shù)據(jù)的選擇和分析能力

現(xiàn)在正處于大數(shù)據(jù)時代，電力系統(tǒng)要實施計量管理，就要對于電力信息采集系統(tǒng)所獲得的海量數(shù)據(jù)以篩選和分析，具備良好的處理大量數(shù)據(jù)資料的能力是非常必要的。面對電力信息采集系統(tǒng)所產(chǎn)生的大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)，加之云計算服務(wù)中心作為第三方服務(wù)業(yè)的興起，為電力計量管理提供了高質(zhì)量的整合服務(wù)信息。由于這些數(shù)據(jù)不僅數(shù)量龐大，而且分布不均勻，故而難以建立起相互之間的聯(lián)系，更無法集中為資源池。因此，實施計量管理的時候，要對于這些數(shù)據(jù)具有針對性地篩選，并擴(kuò)展數(shù)據(jù)資源。為了能夠?qū)⒂袃r值的信息提煉出來，要將與計量管理存在著密切聯(lián)系的數(shù)據(jù)資料作為篩選目標(biāo)。對于所提煉的數(shù)據(jù)，電力企業(yè)需要具備信息處理能力，對于數(shù)據(jù)分析的一系列工作都要能夠高效完成，包括樹立儲備數(shù)據(jù)挖掘意識，對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、整合，總結(jié)出數(shù)據(jù)信息中所存在的規(guī)律，并做出相應(yīng)的預(yù)測，作為計量管理方案制定的參考資料。

3 電能計量信息采集通信技術(shù)

電能計量信息采集通信技術(shù)運用于電能計量裝置中，不僅可以提高裝置功能性，而且使用性能穩(wěn)定，且功耗較低，不僅可以顯示和儲存數(shù)據(jù)信息，而且還可以輸出數(shù)據(jù)，同時對于電流和電壓進(jìn)行運算。

電能計量信息采集通信技術(shù)主要采用的是數(shù)字乘法器的計量原理：

式中：

i（t）和u（t）中的t——時刻電流的瞬時值和時刻電壓的瞬時值

I——電流有效值

U——電壓有效值

Im——電流峰值

um——分電壓峰值

φ——電流和電壓的相位差

基于用電負(fù)荷是不斷變化著的，采用平均電能，將采集的電流量和電壓量都轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量并相加即可。將所獲得的數(shù)值與采樣周期乘積通過數(shù)字乘法器完成，獲得電能測量結(jié)果。

電能計量信息采集通信技術(shù)運用于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，是對系統(tǒng)主站與系統(tǒng)采集終端間傳遞的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理。目前電力信息采集可以采用專用線與光纜等通信資源所構(gòu)成的公網(wǎng)通信，包括移動GPRS、聯(lián)通CDMA等。專網(wǎng)通信主要為230MHz無線專網(wǎng)，其具有通信環(huán)節(jié)的優(yōu)勢，可以提供信息傳遞效率。在通信連接上，是將終端與主站之間建立起連接，所采用的頻點為220MHz、240MHz，在此頻段范圍內(nèi)，都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸。由于230MHz無線電通信是采用異頻半雙工方式，因此信息的采集和接受都可以實現(xiàn)雙工頻點的接收和發(fā)送，對于信息的發(fā)送和接收中所存在的諧波、地物干擾等，可以發(fā)揮一定的防御作用。如果信息采集系統(tǒng)在對所獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計算的時候，發(fā)現(xiàn)信號所體現(xiàn)出來的特性與實際結(jié)果存在著差異性，就要將230HMz無線電通信網(wǎng)建立起來，以對數(shù)據(jù)傳輸信號進(jìn)行測試，并對信號傳輸形式進(jìn)行研究。

4 根據(jù)電力信息采集所獲得的大數(shù)據(jù)制定計量管理方案

4.1 自動抄表系統(tǒng)的管理流程

自動抄表系統(tǒng)的管理分計量電表數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲、記錄。用戶側(cè)計量電表數(shù)據(jù)的采集工作中，所獲得的電表數(shù)據(jù)傳遞是通過GPRS信道來完成的。自動抄表的遠(yuǎn)程抄表功能，就是用戶側(cè)計量電表與SG186系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)信息共享平臺，形成接口服務(wù)。此外，很多常用的設(shè)備都可以通過通用接口進(jìn)行連接，以建立起兼容性，包括電話撥號、短信以及電臺等，實現(xiàn)接口連接。自動抄表的具體操作主要是在主站系統(tǒng)的支持下，可以采用遙測的形式獲得電表數(shù)據(jù)信息。要獲得有效數(shù)據(jù)，可以通過多種方式，比如，每天0點至23∶59的有功功率和無功功率的平均數(shù)就是較好的電費計算方式，此外，還可以采用需求量功率因數(shù)的計算方式。

自動抄表的數(shù)據(jù)存儲功能，主要為自動抄表系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫并行，并安裝系統(tǒng)引導(dǎo)盤，數(shù)據(jù)被存儲在RAID 5陣列中。一旦技術(shù)服務(wù)器出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)庫生效的節(jié)點可以起到數(shù)據(jù)恢復(fù)的作用。做好自動抄表的數(shù)據(jù)記錄工作，除了電能數(shù)據(jù)信息的采集和儲存之外，還要記錄好電能表費率變化的周期，包括自動抄表系統(tǒng)所出現(xiàn)的電流電壓回路異常，脈沖和互感器故障等都要詳細(xì)記錄下來。這種電能表故障記錄是終端事件記錄中的重點項目，其不僅確保了電力企業(yè)電費回收的個性化管理，而且還保證了抄表安全質(zhì)量。

4.2 建立計量數(shù)據(jù)分析管理平臺

計量數(shù)據(jù)分析管理平臺，是指利用現(xiàn)代計算機(jī)通信技術(shù)，對電能量在發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的計量數(shù)據(jù)，進(jìn)行集中統(tǒng)一采集、監(jiān)測、統(tǒng)計、分析、應(yīng)用和發(fā)布等規(guī)范化管理的管理平臺。通過運用大數(shù)據(jù)對電力信息采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以運用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，對采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并在云中儲存。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不僅對計量數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計和分析的功能，而且還能夠?qū)惓?shù)據(jù)挖掘出來，找出處于非正常工作狀態(tài)的計量設(shè)備。在計量數(shù)據(jù)分析管理平臺上，云計算將大大提高計量問題設(shè)備的發(fā)現(xiàn)及時率，提高計量設(shè)備故障和計量異常事件的處置效率，有利于減少計量故障退補(bǔ)電量，降低供電企業(yè)的電費回收風(fēng)險，從而提升計量管理和自動抄表管理職能。

4.3 運用大數(shù)據(jù)的云計算對計量管理流程以重構(gòu)

在電力企業(yè)的計量管理流程重構(gòu)中，采用大數(shù)據(jù)的云計算進(jìn)行管理方案機(jī)制，可以使各項計劃順利有序地實施。電力信息采集系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)在“云端”儲存，可以同時生成有關(guān)的業(yè)務(wù)流程，計算出計量數(shù)據(jù)。各種數(shù)據(jù)報表和各項指標(biāo)都可以在云端計算，電力信息采集部門、計量管理部門等都可以通過共享各類數(shù)據(jù)信息，以完成各自職能范圍內(nèi)的工作。運用大數(shù)據(jù)下的云計算，還可以軟件服務(wù)的方式將所采集到的電力信息傳送給企業(yè)。對于電力信息資源的使用，企業(yè)用戶根據(jù)資源使用量以及使用時間來付費。電力企業(yè)在計量管理中，要確保信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)信息的安全系數(shù)，就要對大數(shù)據(jù)的云計算充分認(rèn)識，促進(jìn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，提高市場競爭力。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著人們生活水平的提高，對于供電服務(wù)質(zhì)量也提出了更高的要求。供電企業(yè)在市場壓力面前，要獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，就要創(chuàng)新服務(wù)，不斷完善計量管理方案，以最大程度來滿足用電客戶的需求。電力信息采集系統(tǒng)是基于智能化技術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)而建立起來的。作為全封閉的創(chuàng)新模式，該系統(tǒng)成為了供電系統(tǒng)與用電客戶之間充分互動的平臺，不僅可以實時采集客戶的用電信息，還可以運用所獲得的信息不斷完善系統(tǒng)功能，以運用計量裝置進(jìn)行高質(zhì)量在線檢測。

參考文獻(xiàn)

[1] 阮湘珠.電力計量自動化建設(shè)方案實施探索[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012，31（32）.

[2] 慕明娟.計量自動化系統(tǒng)的一體化設(shè)計與應(yīng)用研究

[J].建材與裝飾，2012，（32）.

[3] 趙永良.用電信息采集系統(tǒng)本地通信方式對比研究

[J].電力系統(tǒng)通信，2010，（10）.

[4] 張克武.電力計量技術(shù)的管理現(xiàn)狀及應(yīng)用對策分析

[J].科技與企業(yè)，2013，（5）.

[5] 梁宇文，肖娣.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2011.

[6] 王曉峰，李庚清.用電信息采集系統(tǒng)發(fā)展新趨勢[J].電力需求側(cè)管理，2010，12（5）.

作者簡介：林建邦（1981-），男，廣東陽江人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽江供電局工程師，研究方向：電力計量管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）