用電信息采集系統(tǒng)電能計量數(shù)據(jù)異常探討(1)

鄭志昭

摘要：采集系統(tǒng)是智能用電服務環(huán)節(jié)的技術(shù)基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)采集的準確性對智能電網(wǎng)建設(shè)具有重要重要意義。尤其隨著采集系統(tǒng)深化應用工作的不斷推進，各專業(yè)對采集數(shù)據(jù)準確性的要求逐漸提升，因此各供電單位應加強數(shù)據(jù)采集異常問題的監(jiān)控與分析，并從源頭上做好預防工作，有效提高采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集。

關(guān)鍵詞：采集系統(tǒng);異常數(shù)據(jù);異常分析

1用戶用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)審核原理

數(shù)據(jù)審核是利用數(shù)據(jù)間的橫向和縱向關(guān)聯(lián)度進行比對，對數(shù)據(jù)本身是否可信進行審查，利用數(shù)據(jù)時間戳、分時計量示值間、前后日期間的邏輯關(guān)系進行審查，甄別出錯誤數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)作出標識，標識數(shù)據(jù)可信度，為后續(xù)的數(shù)據(jù)應用做好準備。電能計量類數(shù)據(jù)存儲在電能數(shù)據(jù)表中，分為：日凍結(jié)、月凍結(jié)、抄表日凍結(jié)、結(jié)算日凍結(jié)4個表，按照采集對象、采集日生成記錄，具體字段包括正向有功，反向有功，正向無功，反向無功，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限無功的14個費率共計112個字段。

2電能計量數(shù)據(jù)審核邏輯

2.1數(shù)據(jù)時間戳檢查

從用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)場采集終端中獲取數(shù)據(jù)時，終端已對數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)發(fā)生時刻的標識，在G/DW376.1通信協(xié)議中稱為“終端抄表時刻”，更為準確的名稱應為數(shù)據(jù)發(fā)生時刻。檢驗數(shù)據(jù)時刻原本是為了檢查終端對抄表失敗的處理邏輯，當終端與電能表通信失敗時，終端內(nèi)存中的實時數(shù)據(jù)區(qū)會保留上次成功時刻的數(shù)據(jù)，但在形成日凍結(jié)數(shù)據(jù)時，常有終端廠商有意或無意地用此數(shù)據(jù)作為日末凍結(jié)值，導致日凍結(jié)數(shù)據(jù)很可能是多天以前的數(shù)據(jù)。

2.2不能出現(xiàn)空值、零值

電能表對有功電能示值的計量，至少必須有正向有功總電能示值，對于兩費率電能表還有峰、谷示值，對于四費率電能表還有尖、峰、平、谷示值。但在數(shù)據(jù)采集過程中，常會發(fā)生數(shù)據(jù)缺項，例如：有峰谷示值，但缺少總示值等異常情況。檢查邏輯分為3個部分：數(shù)據(jù)記錄中“正向有功總”不能為空值（NULL）;有功電能示值中，尖峰有值（不為零或者空）時，峰、平、谷任一無值（空或者零），但允許峰平谷同時無值;有功電能示值峰、平同時有值，而谷為NULL或者平、谷同時有值而峰為NULL。電能表通信規(guī)約中，對于多費率表定義了費率1、費率2、費率3……費率14，可以設(shè)置多個時段，設(shè)置時段與費率的關(guān)系。由于參數(shù)可設(shè)置，不同類型、不同廠商、不同時期、不同供電單位對此均有不同的設(shè)置，結(jié)果同樣的四費率電表，費率1代表的可能是尖，也可能是峰;也可能用費率4來代表尖，這就是費率順序不同。

2.3電能示值下降

在通過前面幾項檢查后，同一個記錄內(nèi)的數(shù)據(jù)間邏輯已檢查通過，下面考慮同一只電能表連續(xù)幾日之間的數(shù)據(jù)關(guān)系。電能示值應該是一直累計增長的一個數(shù)值，當日的數(shù)值一定不會小于昨日的數(shù)值，所以檢查邏輯也很簡單，僅針對“總電能示值”檢查：當D1

2.4電能示值突增

電能表突然異常計量（飛走）或者抄表時突然出現(xiàn)一個奇異的大數(shù)值，也是自動化抄表中經(jīng)常碰到的問題，突然增長量一般不易界定，筆者建議的判定規(guī)則是：當D1-D2>1500時，D1無效;當D1-D2>300且D2-D3<10時，D1無效;當D1

3數(shù)據(jù)審核結(jié)果及異常數(shù)據(jù)成因分析

3.1數(shù)據(jù)時間戳檢查

實驗開始階段，在500萬只電能表的時間戳檢查中，就發(fā)現(xiàn)每天有近3000只電能表數(shù)據(jù)日期不正確，主要集中在個別廠商的終端上。通知終端廠商更正，在進行遠程軟件升級后，此現(xiàn)象得到解決，但系統(tǒng)每天還是會檢查到近百個此類現(xiàn)象，數(shù)據(jù)時間戳差異很大。分析產(chǎn)生此問題的原因，發(fā)現(xiàn)大部分情況是偶爾出現(xiàn)的，估計是終端特殊工況下的偶發(fā)錯誤所致，例如：突然停電，死機重啟等，而也有個別終端下的電能表大部分出現(xiàn)此類情況，且多日重復出現(xiàn)，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)終端內(nèi)部出現(xiàn)了硬件故障。

3.2出現(xiàn)空值、零值情況

根據(jù)現(xiàn)場檢查，空值的出現(xiàn)主要是3個方面的原因：一是終端內(nèi)的電能表規(guī)約類型設(shè)置不正確，電能表在通信過程中的費率順序因各個廠商并不統(tǒng)一，在現(xiàn)場調(diào)試時需要根據(jù)實際情況核對正確設(shè)置;二是RS485通信線路受到外界信號干擾或者是電能表RS485端口的驅(qū)動能力不足，導致終端接收電能表的數(shù)據(jù)時出現(xiàn)通信錯誤，受到的數(shù)據(jù)報文錯亂，導致數(shù)據(jù)丟失或奇異;三是電能表內(nèi)部的存儲數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯亂，直接從表內(nèi)讀數(shù)的數(shù)據(jù)不正確。

3.3分時電量相加與總電量不合

對分時電量相加不等于總電量此類異常數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)查看和現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生原因分為2類：差值很大，約占60%，原因和上面產(chǎn)生空值數(shù)據(jù)的原因相同，數(shù)據(jù)明顯具有缺項或者偶發(fā)數(shù)據(jù)奇異，主要是終端采集電能表數(shù)據(jù)存在通信問題造成的無效數(shù)據(jù);差值不大，約占40%，電能表內(nèi)存儲數(shù)據(jù)和液晶顯示數(shù)據(jù)比較，電能表的總數(shù)和分時數(shù)據(jù)不相等。

3.4有功示值下降對有功示值下降類異常數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)

查看和現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生原因分為2類：一是示值突然下降或大數(shù)值來回波動，約占80%，主要是終端與電能表間通信的RS485受干擾導致接收到異常數(shù)據(jù)，此外，個別廠商的某種型號電能表在特定條件下RS485通信邏輯出錯，接收非本電能表地址的錯誤通信;二是示值下降很小的數(shù)值，約占20%，這是個別廠商的某種型號電能表在用戶不用電的情況下，出現(xiàn)微量的倒走現(xiàn)象。

3.5有功示值異常突增

電能示值突增的主要原因還是此前該電能表未能正常抄表，一直抄收了虛假數(shù)據(jù)，調(diào)試后數(shù)據(jù)的突然變化導致。造成虛假數(shù)據(jù)的原因：個別廠商的某種型號電能表在特定條件下RS485通信邏輯出錯，接收非本電能表地址的錯誤通信。

4結(jié)語

綜上所述，利用用電信息采集系統(tǒng)對電能計量數(shù)據(jù)進行分析具有十分重要的意義。新時期背景下的電力企業(yè)，只有切實加強對其異常原因的分析，結(jié)合電能計量數(shù)據(jù)異常的類型，掌握智能電網(wǎng)背景下電量數(shù)據(jù)的特點，采取針對性的措施降低數(shù)據(jù)異常的概率，才能更好地促進電力企業(yè)走向可持續(xù)的發(fā)展道路，并為此而不懈努力。

參考文獻：

[1]宋亞奇，周國亮，朱永利.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（4）：927-934.