用电信息采集系统电能计量数据异常的原因和优化措施

常继超

摘要：随着我国经济的快速发展，人们的生活水平得到了极大的提高，人们的生活得到了极大的方便。由于电力设备的使用量越来越多，规模越来越大，我国的电力用户群体也越来越多，对电力能源的需求也越来越多。因此，电力企业对于用户用电信息的采集工作变得越来越复杂。

关键词：用电信息；采集系统；电能计量；数据异常；原因探究

1.用电信息采集系统电能计量数据异常的检测方式

1.1规律性的非连续计算

规律性非连续性，指的是某个时间点是正常的，某个时间点则是不正常的，这是因为某个时间点的突然变化，导致的“不连续”。根据这一特点，利用不连续的规律计算，可以在采集到大量的信息的情况下，对测量装置中的数据进行分析，找到有针对性的处理办法，从而保证了电力计量数据中的异常现象可以被有效地解决。

1.2功率因素类型的计量数据异常情况的检测

当电网出行数据出现异常时，应利用电网出现异常时的实测数据，与电网功率系数的正常值相比较，揭示出异常值的变化情况。第三，在对故障器分闸、维修信息以及故障原因进行分析的基础上，找到了造成这些问题的根本原因，并安排有关人员对这些问题进行处理，保证电能测量数据中出现的异常现象可以被及时地处理掉。

1.3开关信号类型的计量数据异常情况的检测

其中，由于计量装置中的某些开关信号出现了故障，引起了电能测量数据的异常，即“开关信号异常”。通常情况下，电能表会出现异常，而引起电能表失灵的根本原因就是电流回路中出现了不正常的信号。为此，亟须对切换信号型的测量数据进行探测，以准确地辨识出故障类型，以提升故障求解的效率[1]。

1.4计量装置类型的计量数据异常检测方式

在很多时候，由于仪表的故障，会导致测量数据出现异常，为了解决这样的问题，本课题拟研究一种以现实为背景的智能化测量方法，具体来说，就是要对采集到的数据进行仔细的分析和解释，从中发现可以用于分析的有效信息，建立一套科学的、可操作性强的数据分析模型，并对因仪表故障而产生的异常数据进行合理的组合和累积。

2.用电信息采集系统电能计量数据异常的原因

2.1电能表故障

在智能电网中，电能表是用户用电信息采集的关键部件，对用户用电信息的采集、处理和实时监控起着至关重要的作用。电能表的常见故障有以下几种。(1)电能表自带的品质。我国的电能表厂有很多，但是其产品的质量良莠不齐，许多小电能表厂的产品质量都比较差，给用户的电能信息收集系统带来了一些问题。(2)电能计的类型及功能不适当；用电信息采集系统的类型、功能、用途、电力需求各不相同，所以，对于电能表的需求也是不同的，所需的电能表的通信规范、波特率等也是不同的，许多的电力测量数据的异常，都是由于电能表的型号和功能的选择造成的。

2.2互感器故障

在实际工作中，往往会发生互感器故障，具体包括了以下内容：内部程序错误、电池故障、电子器件老化、计算器故障、黑屏故障、内存故障、互感器受潮、电流互感器二次开路、电磁式电压互感器连接错误、电压互感器铁磁谐振（铁心饱和引起铁磁共振，这是一种因为励磁特性不同而产生的异常现象）等。其中，变压器受潮和二次短路是变压器最常见的一类故障。

(1)变压器的湿度。在电力数据收集系统中，由于变压器受到工作条件的影响，加上电力部门对变压器的干燥与维护不够重视，导致变压器容易受到水汽的侵蚀。当变压器受湿时，将会引起电力信息的传输受阻，甚至发生故障，从而引起电表数据的异常。

(2)变流器次级短路。二次短路将会对电流变压器的输出电流造成影响，增大变压器在数据采集时发生异常的几率。

2.3其他设备故障

(1)端子发生错误。在实际应用中，电力系统的故障时有发生，故障的种类很多，有抄表、供电和通信设备故障等。

(2)连接箱发生故障。当接线超过一定的负载时，接线箱中的接头螺钉会松开，导线与接线箱中的胶木会长期接触，从而导致接线箱产生高温，橡胶、胶木会烧焦冒烟，接头也会因为高温而熔化，最终导致接线箱损坏。

3.提升用电信息采集系统数据准确性的有效举措

3.1合理选择、安装计量设备

在安装过程中，相关工作人员必须严格遵守相关的安装和调试规程，以减小测量的误差。在电能表的选型上，应选用性能先进，性能稳定的电能表。互感器是电能表中的一个关键部件，应该尽可能地选择具有高负荷能力的复合型互感器，这样才能保证电能计量工作在额定负荷下的精度[2]。在具体装置中，要根据整个电力系统的负荷状况，对变压器进行适当的选型，才能保证变压器在额定负荷下的平稳工作。在装设电能表时，要做好相关的测试工作，要准确测量出电能表的稳定性，以提高电能表的准确度。

3.2加强对电能计量设备的监测和运维

电力数据采集系统在运行过程中，因工作环境不佳而导致部分设备失效。比如，在高湿度的情况下，很容易出现故障，造成测试结果的不正常。要加强对电能测量仪器的监测和维修，要根据仪器所处的环境，采取适当的干燥和除湿措施，避免仪器的潮湿；为了保证设备的正常工作，并能正确地获得电能计量数据，在电力用户的信息收集系统中，电能表是一个重要的装置，为了得到准确的电力计量数据，必须在适当的地方安装电能表；所获得的数据将受到变压器的干扰，要保证变压器能够长期稳定地工作，就需要保证变压器的电流和电压互感，保证变压器的稳定性和可靠性；在此基础上，要加大对用户端的监控和维修力度，做好用户端的供电管理工作，使用户端的供电性能符合技术要求，使用户端的供电性能能够满足用户端的使用要求；为了保证试验终端设备的正常使用，必须保证试验终端设备的正常使用。为了提高电力数据的传输质量，提高数据的传递速率，提高数据的收集效率，提高数据的可靠性，需要根据电力数据的真实情况，设计有效的数据管理和维护方案。

3.3优化外部环境

在此基础上，采用高增益天线，提高接收性能，减少异常数据的产生。通过增加集聚器的数量，也可以减小环境因素的影响，通过安装谐波阻塞器，也可以减小环境的影响，保证系统的安全稳定。在设备的使用过程中，有些设备会出现老化的现象，同时还会造成脱落、短路等问题。这就要求在设备安装前，要对线路进行合理的规划，因为设备的接线较为繁琐，在某些用户人数较少，且用户较为集中的地区，可以采用微功率无线通信的方法来取代接线，从而增强了信息采集系统的工作的稳定性与可靠性。

3.4提升数据管理水平

在用户数据收集系统正式投入运行之前，要做好对用户数据收集系统的前期工作，并做好对用户数据收集系统的维护。首先，通过对电网中各个区域的电力消费情况进行走访，找出各个区域的电力消费高峰期，然后根据走访和调研的结果，对各个区域的电力消费情况进行分类，以提高数据采集的准确性。其次，在设定讯号装置时，必须综合考虑本地讯号的强弱与覆盖面，并尽可能选择一些干扰程度比较小的位置，以确保电能计费资料传输的品质，并将出现的异常现象降至最低；因此，在使用过程中，需要对电能信息收集装置进行合理的配置，以保证电能信息收集系统的正常运行，防止发生异常现象。

4.结束语

本文对电能的收集与测量系统作了简要的介绍，并在此基础上分析了目前用电数据异常的成因，对怎样进行电能的测量进行了讨论，并就如何提高电能的收集效率，提高计量精度等问题进行了讨论，以期推动电力工业的发展。

参考文献：

[1]孙一浩,肖先勇,张文海,等.基于伪异常点辨识的关口电能表计量数据异常研究[J].电网技术,2021,45(11):4568-4577.

[2]妙红英,李蒙,王艳芹,等.利用大数据实现电能计量装置运行状态质量评估[J].电力大数据,2020,23(3):27-33.