用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析李腾

用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析李腾

李腾

国网河南省电力公司中牟县供电公司451450

摘要：电力线载波技术作为用电信息采集系统的表现方式，根据其载带通信的频率和速率的不同可以分为电力线宽带载波通信和电力线窄带载波通信两种技术形式。其调制方式、通信速率不同，所应用的方向也不相同。其中前者适用于抄表、计量和家电控制；而后者更适用于智能电源管理、自动化楼宇或者路灯监视等领域。

关键词：用电信息；采集系统；电能计量；数据异常

1导言

随着我国国民经济的发展，人们对电能需求量越来越大，为了保证供电质量，供电企业需要做好用电信息采集工作，分析计量数据，从而帮助供电企业做出正确的决策，提升供电企业电力管理水平。但是在系统实际运行过程中，受到各方面因素的影响，导致电能计量数据经常出现异常，影响了电力系统的正常运。

2用电信息采集系统架构分析

2.1系统架构

用电信息采集系统是由众多的软、硬件有机组合而成，主要包括用电信息采集终端、系统主站以及通信信道等。用电信息采集系统主要完成对用户相关数据的采集、分析、处理以及应用。

2.2用电信息采集终端

2.2.1低压集中器

低压集中器的首要功能就是抄表。根据主站的抄表命令，集中器就可以进行电能表数据的抄读，抄读的数据主要内容包含了电表状态信息、反向有功电能示数、电表时钟等。其次，集中器可以冻结负荷曲线，即按照需求记录并冻结上述的数据内容、本地设置的记录内容以及时间间隔。再次是计算，主要是利用采集到的电能表值来进行月电能量以及日电能量的计算。最后，是告警和异常事件上报功能。集中器能够监测自身和电能表的运行状态。具备终端停上电、电能表示数倒走、通信测试请求、参数丢失等相关的事件上报功能。

2.2.2专变采集终端

专变采集终端的主要功能也是抄表。终端可以对每个测量点的抄表通信规约进行单独设置，可以支持DL645-1997、DL645-2007、ZFB、ABB、ZMD、ISKRA等通信规约。再者，专变采集终端的交流采样功能主要用于防窃电，有功采样精度为1级，无功采样精度为2级。用电信息采集终端上行通信信道有很多种，用户可以按照实际的需求，在230MHz无线专网、GPRS、PSTN、CDMA、3G等通信方式中选择一种。另一个主要功能是购电控，购电控主要通过4路开关量输入接口以及4路控制节点实现功率控、远程电控、电量控。

3电能计量数据出现异常的原因分析

随着电力行业的迅速发展，极大地提升电能计量系统的性能，与此同时，计量数据也呈现出爆炸式的增长，从而增加了出现故障和异常的概率，比如通信故障、设备故障以及电网波动的影响，都会导致电能计量数据出现异常。

3.1计量装置自身出现问题

在用电信息采集系统实际运行过程中，会受到计量装置自身性能的影响。第一，互感器出现问题。这种问题经常出现，导致问题和故障的原因主要由于运行环境比较潮湿，或者互感器内部连接出现连接错误，出现铁磁谐振问题。第二，表计故障。在计量装置实际运行过程中，由于电池性能不稳定、内部程序出现错误以及电子元件性能出现老化，就会直接导致计量装置无法正确读取数据，影响到整个系统正常运行。第三，系统终端出现故障。由于系统运行中，会受到外界各种因素的影响，就会出现中断事故。但是不同原因就会造成不同的故障，比如电源故障和通讯故障等。第四，接线盒出现故障，导致出现故障的原因是由于线路长期运行，管理人员没有进行有效的维护和检查，导致内部螺丝出现松动问题，导致计量装置不能正常运行。

3.2线损率统计量数据出现异常情况

第一，线损率会影响到计量数据。在通常情况下，用电信息采集损失率大概在1%左右，但是一旦大大超出了这个范围，很有可能是计量装置出现了问题，有的电力单位为了节省成本，没有根据实际情况，及时更新计量装置，再加上的安装过程不符合标准，导致计量装置保持很高的异常率。第二，电能表接线出现错误。在变电站电能计量装置属于一种考核装置，但是在实际运行过程中，由于管理维护不完善，导致出现较高的线损率。但是一旦出现故障，管理人员只能根据接线情况和容性负载等问题分析其中的原因。

4监测计量异常技术的应用实现

4.1计量异常出现的原因

目前在电力系统当中常见的计量异常原因表现在电压回路、电能表示度、电池欠压以及用电异常等诸多方面。对于计量异常现象的检测是用电信息采集技术的一种高级拓展应用，系统可以对电力设备中单/三相电能表、专变终端、集中器、采集器、计量器、计量二次回路、计量柜等进行检测，从而通过信道的实时监测进行问题的智能化诊断，提升解决问题的能力。

4.2用电信息采集的应用

4.2.1电压回路异常

电压回路的异常判定分为高供高计和高供低计两个方面。其中高供高计的判定方式为三相三线的两个电压超过了100V±10，就可以判定为计量异常，而三相四线的三个电压在超过57.7V正负10%之外则判定为计量异常。

3.2.2电流回路异常

电流回路的异常判定分为高供高计和低供低计以及三相三线三个方面。高供高计要求A相B相的电流控制在0~0.05A、C相电流大于0.5A或者A相电流大于0.5A、B相C相电流控制在0~0.05A，一旦超过则判定为异常。低供低计则要求三相电流任意一项在范围之内（0~0.05A），其他二相之和大于阈值2A，或者任意二相电流在范围之内另一项大于阈值1A，且功率因素超过阈值并发生N次，可判定为异常。三相三线条件之下，只有当B相电流将为0，A相C相的电流不等于0可以视为正常。

4.2.3电能表停走

需要查看当日正向有功综合、反向有功综合之和是否为正数，且该数值与之前相比总值是否发生变化。此外，非居民的电表平均负荷应该大于0.03，以此作为标准进行检验。

4.2.4电能表飞走

当日电量较前一日增长了N倍，对于居民用户，超过5倍可以视为异常，因此在设置之处可以设定为3倍为正常现象。而对于高供高计则应该设置为1.2倍，且与上月电量计量进行对比，检查是否出现异常。

4.2.5用电异常

用电异常体现在各费率总和与电表总示数不相符、电压/电流不平衡超出阈值以及电量突变等几种情况。其中，费率综合不符电表总示数的检测方法为电表正反向有功电能的示值应当为正数，并且各费率相加结果也应该为正数，且电能示值和各费率之和的差值绝对值应该大于某阈值。电压不平衡指C相电压为正数，其数值与A相电压相减结果超过额定电压的10%，或者B相电压为正数其数值与A相电压相减结果超过额定电压10%可以判定为电压不平衡。电流不平衡则是指C相或B相电流值为正数，与A相电流值相减，其绝对值超过阈值0.3A，则判定电流不平衡。电量突变表现为电量突增或突减两个方面，根据公变和转变的不同，需要应用不同的计算方法进行计算。

4.2.6采集设备异常

采集设备发生异常主要表现在通信终端和主站之间通讯信息往来中断、终端时间出错、终端无法连接有效用户、终端无档案、终端频繁报警以及终端参数丢失和流量超标等。其中，终端上行文数据和流量之和等于0则表明通信终端和主站之间的通讯信息中断；终端上送事件警告次数超过设定阈值，则表明频繁报警；而终端运行状态为停运，但出现终端的上行流量以及上行报文数据大于0则表明终端通信的流量遭受到拆除或者禁止。以上内容为采集设备异常的判定。

5结束语

总之，随着社会经济的迅速发展，计算机信息的普及，极大地提升了用电信息采集系统性能，在实际应用中不断采用逐级分析上传的方式，有效降低了数据处理工作量，通过分布式的处理，可以实现对参数合理的调整和修正，建立优质的关系模型。

参考文献：

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[2]王登学.用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析[J].科技传播，2016，8（11）：168+205.

[3]蔡建辉.用电信息采集系统电能计量数据异常的原因探讨[J].信息化建设，2016（01）：31-32.