深挖用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提高用電檢查效率和針對(duì)性

張小龍 李煒 榮毅

摘 要：現(xiàn)階段，隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)的深入應(yīng)用]，電力企業(yè)自動(dòng)化、信息化和智能化的管理水平也因此大幅度提。用電信息采集系統(tǒng)承擔(dān)著居民戶電量自動(dòng)抄表和自動(dòng)化管理的任務(wù)，是電力系統(tǒng)中一種重要技術(shù)支撐系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)停電狀態(tài)檢測(cè)功能不僅可以提高電力企業(yè)供電服務(wù)的質(zhì)量，還能提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但是，用戶側(cè)停電，信息采集和上傳時(shí)電能表也掉電了，需要補(bǔ)充后備電源才能實(shí)現(xiàn)上述功能;其次，用戶電能表以前并不通過開關(guān)狀態(tài)采集供電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)停電狀態(tài)采集新功能時(shí)盡量不要引入新的接線施工;第三，停電狀態(tài)自動(dòng)上報(bào)給臺(tái)區(qū)采集終端，也盡量不要增加額外的通信接線，即不要改變電能表的安裝環(huán)境。

關(guān)鍵詞：深挖用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù);提高用電檢查效率;針對(duì)性

引言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展迅速，我國的電力行業(yè)建設(shè)的發(fā)展也有了創(chuàng)新。電力用戶用電信息采集系統(tǒng)（以下簡稱“用采系統(tǒng)”）是對(duì)電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)用電信息的自動(dòng)采集、計(jì)量異地監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、用電分析和管理、相關(guān)信息發(fā)布、分布式能源管控、智能用電設(shè)備的信息交互等功能，提高了工作效率，為量價(jià)費(fèi)損管理、電網(wǎng)改造等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與依據(jù)。

1核查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性、有效性

1.1核查臺(tái)區(qū)覆蓋率，確保臺(tái)區(qū)所有用戶全覆蓋

操作方法：點(diǎn)擊用采系統(tǒng)桌面“用戶采集覆蓋率統(tǒng)計(jì)”，選擇要查詢的班組名稱，統(tǒng)計(jì)口徑選擇“全口徑”，點(diǎn)擊“查詢”按鈕，即可查詢?cè)摪嘟M轄區(qū)所有用戶的覆蓋率。只有全口徑100%覆蓋，才能確保采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性。

1.2核查臺(tái)區(qū)采集率，確保臺(tái)區(qū)所有用戶均能成功采集

操作方法：點(diǎn)擊用采系統(tǒng)“基礎(chǔ)應(yīng)用”→“數(shù)據(jù)采集管理”→“采集質(zhì)量分析”→“采集成功率”，即可查詢班組采集成功率。確保采集成功率100%，才能保證采集的供、售電能量的完整性。

1.3核對(duì)用采系統(tǒng)與SG186臺(tái)區(qū)戶數(shù)，確保臺(tái)戶關(guān)系正確

操作方法：點(diǎn)擊用采系統(tǒng)“基礎(chǔ)應(yīng)用”→“檔案管理”→“抄表段名稱”→“查詢”，即可查詢?cè)摮矶尾杉脩羟鍐危ㄈ缫粋€(gè)臺(tái)區(qū)非一個(gè)抄表段號(hào)，則需分別查詢）。確保該用戶清單與SG186系統(tǒng)“臺(tái)區(qū)所有低壓用戶”一一對(duì)應(yīng)，確保臺(tái)戶關(guān)系正確。

2停電事件上傳

用戶電能表自動(dòng)抄表是用電信息采集物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心，重點(diǎn)需要解決的問題是電能表到數(shù)據(jù)采集主系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信連接。隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在居民戶抄表領(lǐng)域的發(fā)展，高速電力線載波（HPLC）和低功耗無線射頻（RF）技術(shù)成為電能表到臺(tái)區(qū)采集終端的主要通信技術(shù)。除了通信的可靠性之外，工程上的易實(shí)施性是這兩種技術(shù)在居民戶抄表領(lǐng)域推廣應(yīng)用的關(guān)鍵，即不需要改變電能表的接線環(huán)境即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表的通信連接。此外，臺(tái)區(qū)采集終端到主站一般采用3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)與主站實(shí)現(xiàn)通信連接，這樣就構(gòu)成了從居民表→采集終端→用電信息采集主站的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)。本項(xiàng)目主要實(shí)現(xiàn)居民戶電能表到采集終端的信息上報(bào)功能。

2.1HPLC停電事件上傳

高速電力線載波HPLC是一種在400V線路上實(shí)現(xiàn)的低壓電力線載波技術(shù)，主要用于居民電能表自動(dòng)抄表的通信連接。在電能表實(shí)現(xiàn)停電狀態(tài)采集之后，利用現(xiàn)有的通信鏈路將停電狀態(tài)上傳是本項(xiàng)目的任務(wù)之一。就自動(dòng)抄表技術(shù)而言，先前的抄表協(xié)議多是PoLLing式問答規(guī)約，上位機(jī)詢問，下位機(jī)作答，但是用戶側(cè)停電態(tài)需要下位機(jī)主動(dòng)上傳（unSoLiCiteD）。下位機(jī)需要主動(dòng)上傳信息時(shí)，通信接口電路需要具有沖突檢測(cè)機(jī)制，HPLC的MAC具有沖突檢測(cè)和隨機(jī)避錯(cuò)機(jī)制，其鏈路層還具有信息轉(zhuǎn)發(fā)和回避網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的機(jī)制，因此HPLC是一種比較先進(jìn)的信息接入通信技術(shù)。HPLC電路采用12V工作電源，由3.3V經(jīng)過DC/DC變換獲得，降低供電電路切換邏輯的復(fù)雜性。

2.2ZigBee停電事件上傳

基于射頻通信技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)Zig-Bee具有微功率、介質(zhì)訪問控制MAC和沖突檢測(cè)機(jī)制等技術(shù)特點(diǎn)，是一種靈活的物聯(lián)網(wǎng)終端無線組網(wǎng)技術(shù)，也是一種居民戶抄表系統(tǒng)末端微網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)。電能表檢測(cè)到停電事件之后，由于無法確定是單個(gè)節(jié)點(diǎn)停電還是區(qū)域性停電，停電上報(bào)機(jī)制設(shè)計(jì)為單播和廣播上報(bào)方式結(jié)合的機(jī)制，上報(bào)過程分為單播和廣播兩個(gè)階段。①單播報(bào)告單節(jié)點(diǎn)停電，信息上傳前要先進(jìn)行沖突檢測(cè)，防止主動(dòng)上傳沖突。②廣播報(bào)告區(qū)域性停電信息，廣播前先完成區(qū)域信息合并，實(shí)現(xiàn)信息的壓縮上報(bào)，提高上報(bào)的效率。當(dāng)然，廣播上報(bào)也要進(jìn)行沖突檢測(cè)，這是信息主動(dòng)上傳的必要條件。③復(fù)電上傳機(jī)制。系統(tǒng)檢測(cè)到復(fù)電狀態(tài)時(shí)，MCU正在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自舉和業(yè)務(wù)加載。電表軟件的通信協(xié)議包加載完成之后，采用單播方式將信息上傳。復(fù)電后ZigBee鏈路通信穩(wěn)定，通信負(fù)載率低，上報(bào)成功率有保證。

3電能計(jì)量采集系統(tǒng)故障處理對(duì)策分析

1）在長距離通訊方面，若是電能計(jì)量采集系統(tǒng)采取的是485總線，那么應(yīng)用過程中通訊路線會(huì)受到距離的限定，一般情況下要控制在1km以內(nèi)，一旦超出該范圍就非常容易造成信號(hào)衰減問題。隨著距離的增加，信號(hào)必然會(huì)受到多種因素的干擾，所以485總線的通訊信號(hào)會(huì)隨著距離的增加發(fā)生較大衰減。若采取的是較長距離的485總線，那么在實(shí)際通訊過程中一定要采用帶屏蔽線的電纜，同時(shí)也要保證屏蔽線能夠進(jìn)行可靠接地。另外，為了能夠有效降低信號(hào)減弱所造成的不利影響，也可以在采集器接口以及電能表通訊接口之間設(shè)置120Ω左右的電阻，這樣能夠起到比較好的信號(hào)控制效果。2）針對(duì)通訊參數(shù)方面的問題，現(xiàn)階段電力用戶用電信息采集系統(tǒng)采用的是網(wǎng)卡和主站間進(jìn)行通訊，從而確保通訊參數(shù)的實(shí)際設(shè)置和計(jì)算機(jī)的連接設(shè)置相一致。為了確保通訊的有效性，需要按照具體需求對(duì)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)IP地址、子網(wǎng)掩碼等進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置，并且要在采集器和主站端之間設(shè)置TCP偵聽端口，并且及時(shí)和主站通訊。3）若是電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)都進(jìn)行了較為準(zhǔn)確合理的設(shè)置，同時(shí)參數(shù)的運(yùn)行也較為正常，此種情況下若無法正常通訊，那么可以判定問題主要發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)或者采集器方面，此時(shí)就要委派相應(yīng)的技術(shù)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行排查。實(shí)際操作時(shí)一般都是先接入電能計(jì)量采集器的網(wǎng)線頭，將其準(zhǔn)確插入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，同時(shí)要確保電力用戶用電信息采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡設(shè)置的一致性，之后在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行“ping192.168.1.1t”命令，這樣可以確保同一局域中的計(jì)算機(jī)IP地址，在具體運(yùn)行過程中可以對(duì)IP地址進(jìn)行替換，需要注意的是，所選擇的IP地址和電力用戶用電信息采集系統(tǒng)IP地址要處在不同時(shí)段。4）針對(duì)電能表自身存在的問題來說，通信模塊是采集終端應(yīng)用最多的接口形式，能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)的快速傳輸，可以減少外部因素的影響，保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，通過通信模塊也可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)電能表自身的故障并且進(jìn)行報(bào)警，以便相應(yīng)工作人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行及時(shí)處理，對(duì)于存在故障的脈沖表及時(shí)進(jìn)行更換。

結(jié)語

電能計(jì)量采集運(yùn)維是電力企業(yè)相關(guān)工作中非常重要的組成部分，所以一定要確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性和有效性。本文主要分析了電能計(jì)量采集系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)維中的故障，在此基礎(chǔ)上提出了電能計(jì)量采集系統(tǒng)故障處理對(duì)策。希望通過本文的介紹能夠?qū)﹄娔苡?jì)量采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供一定的參考和幫助，對(duì)于提升電力企業(yè)管理水平具有現(xiàn)實(shí)意義。

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