用电信息采集系统电能计量数据异常原因探讨

雎 康

（国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司，江苏 扬州 225000）

0 引 言

随着国民经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，科学技术的发展越来越快。电力作为不可缺少的能源，其利用效率直接影响国家经济和社会稳定。用电信息采集系统的问世，解决了供电供需矛盾，减轻了供电压力。电力信息采集系统测量电能，通过实地检验大量电力使用者的信息，传送给计算机进行异常数据分析。

1 用电信息采集系统概述及现状

1.1 用电信息采集系统概述

用电信息采集系统能够实时监控和管理用户用电信息，采集、汇总以及处理用户的各类用电行为信息，提升电网供电质量和用户使用体验。用电信息采集系统包括主站、通信信道以及采集装置3个主要部件，能为客户提供连续的供电服务。在不同的时间周期中，它显示电流、电压、功率、客户剩余电费、电能的示值以及功率的影响因子，每15 min收集1次，以便用户实时获取相关信息。电力行业用电信息采集系统需处理大量数据，因此供电公司须不断改进和优化用电信息采集系统，以减少异常情况的发生概率，确保供电公司稳定运行[1]。

1.2 用电信息采集系统的发展现状

电力信息采集系统由采集设备、网络通信和系统主站组成。使用电力信息采集系统，采集和上传电网电能质量的监测数据，综合分析电力信息，完善电力信息采集系统。供电公司采用电力信息采集系统的目标是准确可靠采集配电网络中各用户数据，为配电网络规划提供全面的指导。电力计量数据的采集过程较短暂，数据量较大，而用电信息采集系统不够完善，难以为用户提供便捷的供电服务，且电能计量数据的甄别难度大，易造成电能计量数据异常，对电网的长期发展造成了负面影响。

2 电能计量数据异常影响因素

2.1 管理方面

首先，没有进行安装检查，不能有效保证变压器和仪表等设备的质量，易出现仪表错误问题。其次，人工测量设备的操作有误。例如，人员读写不规范，影响后续的统计和测量工作。最后，由于测量仪大多在户外，易受周围环境的影响，如果不及时维护，将影响测量设备的测量精度。

2.2 技术方面

首先，仪器仪表是计量工作的关键设备，其精度的选取将直接关系计量工作是否能够顺利进行。其次，在选定和配置仪器后应进行相关检测。在两相流量负载中，配置一套合适的设备，对其进行双向测量，若一个环节有问题，将造成测量结果的偏差。再次，仪表的安装位置，直接影响到测量的精度，如果不在测量设备上设置防止谐波的设备，将引发出现测量问题。最后，由于经济因素，一些区域的计算方法不够成熟，或者使用的设备质量不好，技术标准不够完善，达不到电力使用强度要求。

2.3 外部环境方面

因为电力测量装置大多在室外，所以测量结果会受到外界环境的影响。如果机械仪表的安装位置有问题，那么转盘上的额外扭矩会造成测量错误。如果设备的安装条件不适合，在高温和剧烈的震动下会发生故障，影响仪表的测量结果。

2.4 互感器故障引起记录数据误差

变压器仪器本身和安装等因素的故障可能导致仪表参数记录错误。变压器设备需在有负载的情况下才能够保证测量精度，因此无负载测量时会导致变压器和电能表测量精度降低，影响电能表的二次绕组铁芯安装。工作人员安装时要避免测量和保护零线之间的隔断出现循环电流，确保仪表中线位置的精确度，减少仪表错误[2]。

2.5 试验接线盒方面的故障

测试接线箱是现场测量的关键设备。如果接线箱的接线端或者线路有问题，会引起发热问题。电力维修者不能检测并控制测试接线箱的发热问题，会造成电线的不可逆损伤。由于测试接线盒长时间使用，内部的金属片易被氧化而造成导线接触不良。安装测试电源箱时，由于操作不当如没有旋紧螺钉等，会造成电力测量资料异常。

2.6 终端异常

故障终端是电力信息采集系统的关键环节。故障终端是指一个通信设备和一个供电设备。大量数据分析显示，虽然终端失效的概率低于表计故障和变压器故障概率，电力公司的有关工作人员仍应加强对终端故障的关注。造成终端失效的原因有终端计时器失效、终端画面暂时失效、部分终端资料丢失、终端软件和设备的操作失败以及载波块的拼接异常等[3]。终端设置如图1所示。

图1 终端设置

3 用电信息系统电能计量数据异常问题解决的有效措施

3.1 运用合理的规划监管电力数据

全面规划系统和管理数据，保证系统正常工作状态，实现精确测量。通过实地调研、细致走访、全面了解系统、收集客户信息、统计用电高峰以及集中用电时间，安排专业技术人员深入分析用电情况。统计、整理以及分析电力用户的详细资料，采取有效措施，减少电力数据异常问题。电力技术人员定期检修采集系统，发现并分析故障原因，以排除各类干扰。

3.2 加强对电能计量装置的监测和运维

设备所处环境较恶劣，电力信息采集系统易出现故障。若环境湿度大，动力源等设备极易发生故障而引起测量数据异常。因此，应加强电力计量设备的监控与维护，采取干燥、除湿等措施，防止设备受潮。引入配线保护措施，保证设备安装和工作环境，准确获取电能计量资料。电能表是电力采集系统的一个关键设备。在电网中适当设置电能表，加强监控与维护电能表，有助于获得精确的电能测量资料。因为采集的数据会受到变压器的影响，所以须确保变压器电流和电压互感，确保采集系统稳定可靠。加强对终端设备的监测与维护，做好终端电源管理工作，确保各项指标达到规范，以满足系统的实际应用需要。加强对测试端子箱的监控与管理，确保其安装正确和工作状态正常。针对采集系统和输电线路的实际运行状况，设计一套高效完备的资料管理与维修计划，以改善用电资料的传输质量，加快资料传送速度，增强资料收集效能，提升资料可靠性。电能计量装置如图2所示。

图2 电能计量装置

3.3 创建异常用电、异常数据分析系统

电能计量系统能够自动智能分析采集的数据，并对工厂中用电负荷过大的地区报警，自动切断电源保护，避免发生意外。车间的工作人员定期监控电能计量装置，以保证其工作效率。工厂可以根据异常数据判断工厂的用电状况，避免用电异常情况发生。工厂可以整理数据并建立一个数据分析系统，使员工能够随时监控数据，保证工厂的正常生产和经营。

3.4 优化外部环境

各种外界因素的干扰会对电力采集系统的测量信号造成影响。通过增加集线器和谐波阻断器的方式，减少环境因素对电力采集系统的干扰，提高电力采集系统的运行效率。由于电力采集系统的复杂性，它对设备的要求较高，易产生设备线路老化、腐蚀等问题而影响电力采集系统的正常工作，采用先进的光纤技术，自动切换用户设备通道，确保系统安全，节省企业的投资。

3.5 做好计量装置安装环节质量控制工作

监控计量设备的安装质量，确保计量设备的品质，在断路器和保险丝的位置设置计量设备的供电。当设备出现故障时，将故障点隔离开，避免计量设备故障进一步恶化[4]。遮盖室外设备以加强防护，防雨和沙地侵袭。对于特定地区的用户，建议采取针对性的安全措施。对于用电较大的用户，配备远传分合的远程信号断路器，实时监控以确定设备故障。重污染区采用内部的高压计量柜处理，选择耐腐蚀性材料的设备，以保证设备的化学腐蚀性。发生雷电时，采用无缝隙的维护、运行以及管理（Maintenance Operation Administration，MOA），增强对雷电环境下设备的保护。严禁在危房、工地以及丛林等场所安装计量设备。安装计量设备时应按照设计要求施工，安装后组织验收，改善设备的绝缘性能。

3.6 深度运用电能信息数据

采用低压集抄技术收集电力数据，优化电力计量系统，远程抄表电厂各设备的用电数据，掌握企业的用电规律，建立电能源大数据平台，结合其他平台资源，为企业决策人员提供具体的用电量数据。利用电能源测量系统分析电厂的异常运行情况，并进行负荷预测和设备检测等，为企业决策者提供可靠参考。

3.7 完善质量监测和维护检修工作

加强监控与维修电能计量设备，提高计量的质量和效益。加强电能表的质量检验，根据电力系统的供电状况，选用合适的电能表提高测量精度和准确度。加强对信息采集系统中各仪器的维修，改善其工作效能，提高数据采集的可靠性和稳定性。保证采集系统中通信设备供电的参数设定满足实际应用的要求，降低在采集过程中出现数据异常的可能性，提高系统的采集精度和可靠性。要加强对终端设备的监测和管理，降低终端设备的负荷和故障，制定完善的数据管理和维护方案，改善数据的传输质量和速度，提高数据可靠性和系统的工作效率[5,6]。

4 结 论

电力信息采集系统的电能计量工作对电力企业的发展有着重要作用，因此企业要加强对计量工作的关注，结合对电能计量的需求和公司的总体发展，提出一种有效的且切实可行的计量方法，通过完善计量技术标准不断提升电能计量的准确性，达到理想化的电能计量模式，保证电力企业自身持续稳定发展。