配电自动化终端数据质量分析工具应用

配电自动化终端数据质量分析工具应用

万金楠,韦保雄,刘光宇,韦春名,牙泽林

广西电网有限责任公司南宁马山供电局 广西马山 530600

摘要：随着供电可靠性要求的不断提高，配网自动化终端的应用愈发广泛，而终端的应用效果需要以可靠的运行数据为前提。基于此，本文通过在配电主站开发数据质量分析工具分析配电自动化终端三遥信息数据质量问题，通过工具分析配电自动化终端遥控失败，遥信抖动、频发，遥测存在死区设置过小、不合理和不刷新等情况原因，解决配电自动化终端数据质量问题，提高配电主站数据质量。

关键词：配电自动化终端；异常数据；数据质量；分析工具；配电主站

引言

随着计算机和传感器技术快速发展，大量电力设备数据被采集、存储和应用，但随着采集数据不断增长，不需要或是错误的数据也不断出现，影响调度员监控和数据应用，文献提出了基于Apache Spark的大规模数据并行预处理的方法，提出了针对这些问题的数据治理方案，提升了配电网数据预测精确度和数据预处理速度。但在配网调度员实际工作过程，并没有解决影响调度员实时监视问题，错误的数据依然出现。

1.终端运行数据质量问题成因分析

1.1电流互感器变比影响因素

电流互感器变比对终端遥测数据会产生较大影响，导致不刷新率较高的情况。以600：5以及600：1的电流互感器为例，两者电流变比分别为120倍与600倍，转换后二次电流相差5倍。在相同采集精度下，终端对600：1电流互感器的二次电流检测难度显然更大。所以若终端采用600：1变比互感器进行小电流检测，容易频繁出现不刷新的现象。

1.2二次回路线径影响因素

根据相关技术规范要求，电流测量回路导线线径不小于2.5mm2，遥信回路导线线径不小于1.5mm2。而在实际工程中，受到多方面因素影响，线径之间细微的差距难以被准确发现，若二次回路中原有2.5mm2导线被1.5mm2线径所取代，势必会影响到测量数据的准确性。

1.3采集模块精准度因素

为探析配网自动化终端采集模块精度对运行数据质量的影响，采用继保仪对某型号终端进行测试，以0.01A为步长逐步增加电流。当电流变化0.01A时，会出现采集量不变的情况，其可靠变化是在电流变化达到0.02A时。以变比600：5进行转化计算，表明当一次电流变化值不小于2.4A时才能做到电流的准确采集。

1.4通信信号强度弱

采用无线公网通信的配网自动化终端，受到地形、环境等因素影响存在信号强度较低等问题。尤其是地下开闭所、配电室等出现终端通信不稳定、通信中断等问题较为常见。若因信号问题导致终端无响应，主站系统会默认采用上一次数据值，从而影响到终端数据的精准性。

1.5主站与终端时间不同步

配网自动化终端会以一定时间间隔与主站进行校时，若终端因停电而出现失电现象，而校时时段中终端运行出现守时故障，或者是终端运行时间超出规定要求，极易导致主站与终端时间出现差异，致使变位遥信时间要晚于SOE发送至主站超过15s，因SOE超时导致数据质量受到影响。

1.6配对错误

在配网自动化终端长时间掉电恢复后，受到系统软件故障等因素的影响，极易导致配对错误的发生。其SOE记录与配电主站遥信记录之间呈现出错误匹配的问题，SOE表现为正常状态，而遥信则在上述因素影响下丢失，进而因配对错误导致遥信正解率受到影响。

1.7运维消缺管理不到位

现阶段由于配网自动化终端型号多、数量多，人员技能水平不足、管理体系不完善等因素的影响，导致配网自动化终端缺乏行之有效的运维消缺管理，甚至部分终端从未开展过相应巡视维护等工作，增大终端出现故障、缺陷等可能性，直接影响到终端的运行数据质量。

2.实现内容

配电自动化终端三遥信息分遥信、遥测和遥控。实现逻辑如下：

（1）量测数据分析量测合理性分析：配电自动化终端量测采集包括功率、电压、电流、功率因素和频率等，通过电压、电流和功率分析单个配变自动化终端量测合理性，通过变电站出线开关量测数据和单线图拓扑分析整条馈线量测合理性。量测异常分析：对单台配电自动化终端单个采集点分析遥测死区设置过小、不合理和不刷新。通过分析实时数据中配电自动化终端量测数据状态，当某一采集点在某段时候内频繁变化且幅值较小时，则进行标记提示遥测死区设置过小。当某一采集点在某时间发生突变，突变量超过限值，则提示越限。当某一馈线多个配电自动化终端量测在一定时间，没有发出现变化，则判断为不刷新。不平衡分析：对终端电压、电流进行不平衡分析，用电压、电流100%*（最大值-最小值）/最大值结果则为不平衡率。

（2）遥信数据分析频繁告警分析。分析告警事项，当一段时间内同一告警事项达到次数，则进行屏蔽并本标识遥信板有问题或者开入量频繁抖动，可以频繁告警进行历史事项查询，内容可设置今天、昨天、最近24小时频繁告警分析，并可设置频繁告警次数。遥信变位异常分析。分析终端告警事项的SOE时标和COS时间，时间相差达到一定数值则判遥信变位异常。

（3）遥控异常分析读取历史操作事项，只读取调度员遥控失败操作事项，对预置失败、返校失败、返校超时和遥控拒动等进行分析，并给出遥控失败的原因。

（4）终端异常分析终端采集数据及时性。分析“统计某段时间内采集终端上送的遥信事项，分析最长延迟时间、最小延迟时间和平均延迟时间，分析终端采集数据及时率，可有效知道该终端在变位或遥测变化时上送到主站情况，分析该终端网络延迟或是信号不稳定等。终端在线异常分析。实时读取采集点事项，分析该终端实时在线率情况，当实时在线率低时分析故障原因。

3.结果验证

数据质量分析工具在配电自动化主站基础上进行开发，不单独开发程序，通过在配电自动化主站设置独立页面实现所有功能，读取实时和历史库内容，根据判断逻辑实现数据异常分析。针对上述要实现内容，本节主要截取分析工具部分内容进行说明，不对所有情况进行讨论。由终端异常分析界面可以显示当前状态、当日在线率、健康度、故障原因和频繁变化数据状态检测，可以方便知道存在问题终端情况，方便运维人员快速定位问题。针对出现遥测频繁变化终端，判断遥测死区设置过小，频繁上送导致流量超标，需要运维人员及时处理。针对通讯停止终端，给出故障原因，方便运维人员快速定位故障。

终端数据合理性分析，对终端量测有功、电压、频率、功率因数等进行合理性判断，监测包括当前实时值、实时刷新时间、当日最大最小值和发生时间。电压设置±7%范围，超出范围判断为异常。有功合理性判断为采集的数与1.73*电压*电流*功率因数，设置误差范围，超出范围判断为异常。运维人员通过分析工具可以方便查找到电压异常和有功异常终端，可以方便知道是否为PT烧坏或系数设置错误。

馈线量测数据合理性分析，出线开关有功和电流正常情况都是大于终端的有功和电流，如果出现相反则判断为异常。在馈线出现接地故障时，此时母线电压和终端U0都会出现异常值，可以在分析工具中直接显示，辅助判断接地故障。

终端采集数据及时性分析界面，读取历史事项，统计一天时间内所有终端事项，分析采集数据及时性问题，通过判断SOE信号时标和主站接收到时间差，给出统计记录数，最大延迟、最小延迟和平均延迟。终端正常上送到主站的时间都比较短，延迟小，如果某台终端平均延迟较大，可以判断终端信号不稳定或是终端自身存在问题。

4.结论

本文通过在配电自动化主站开发配电自动化终端数据质量分析工具，对终端量测信息进行分析统计，可对配电自动化终端量测数据、遥信数据、遥控异常、终端异常进行分析，并在界面展示终端异常量测数据和原因，分析终端遥控失败，遥信抖动、频发，遥测存在死区设置过小、不合理和不刷新等情况，方便运维人员快速查找异常终端，并对通过在数据质量分析工具中解决配电自动化终端数据质量问题，提高配电主站数据质量。

参考文献

[1]马龙.配电自动化终端技术分析[J].通信电源技术,2018,35(06):182-183.

[2]张宇翔,华子钧.基于主站的配电自动化终端闭环检测方法[J].自动化应用,2021(06):96-98.

[3]伍文侠. 配电终端数据采集与管理系统研究开发[D].广西大学,2021.