电能计量自动化系统在电能计量装置异常处理中的应用.pdf

照明电器 2023 年 第 3 期 总第 178 期 光源与照明136电能计量自动化系统在电能计量装置异常处理中的应用康 艳福建省计量科学研究院，福建 福州 350003摘要：电能计量装置一旦出现异常，需要工作人员立即定位故障点并处理故障。若能安装电能计量自动化系统，便能够对电力系统运行中产生的各项数据进行自动化采集，并完成初步的数据分析，使工作人员了解电能计量装置的运行情况。若出现异常数据，系统会发出警报，让工作人员可以及时处理。文章主要分析电能计量自动化系统在电能计量装置异常处理中的应用，希望能够为电能计量装置故障检修、电能计量自动化系统创新发展等提供帮助。关键词：电能计量；自动化系统；电能计量装置；异常处理分类号：TM933.40 引言在电力系统运行过程中，若电能计量装置存在异常，可能造成严重的经济损失，影响正常供电和电力企业效益。在传统的电能计量装置异常处理过程中，由于电力系统存在复杂性和多样性，工作人员往往无法及时察觉异常或找到故障点位，难以完成高效率的故障检修，导致存在一定的安全隐患，影响后续电力系统正常运行。引入电能计量自动化系统后，工作人员能够随时随地对电能计量装置进行监控，能第一时间察觉异常情况，提高了故障检修的速度及效率，也能妥善解决电能计量装置的异常，并快速恢复供电，保障电力系统持续、稳定运行。1 电能计量自动化系统的结构作为电力系统营配一体化的核心组成部分，电能计量自动化系统可以用于电能计量装置的故障分析、营销计量、数据统计等工作，可以实现全电网计量点的整体数据收集和动态化监测，同时分析用电负荷，实现精准统计。电能计量自动化系统可以满足辖区范围内各电能计量点的信息储存、数据基础处理、动态监测、实时监察等要求，并以每 15 min 为 1 个基本时间单位，通过 GPRS 技术将数据信息传送至计量自动化主站，实现全天候、不间断的电能计量点数据信息统计、监测工作。1.1 自动化集抄读数系统自动化集抄读数系统是电能计量自动化系统中较为重要的组成部分。通常，自动化集抄读数系统会利用计算机通信技术、低压扩频载波技术等先进科学技术，对供电终端用户的日常用电行为进行自动化统计，也能够监控不同用户的用电情况，实现全天候的实时监测统计1。在自动化集抄读数系统终端安设电能计量装置，可以自动完成电能表码数据的收集整理、统计、分析和上传等一系列工序，在一定程度上节省了上门抄表的人力成本，也大幅度提高了抄表工作的效率，保障了数据上传的及时性和精准性。自动化集抄读数系统可以实时监测不同用户的用电异常情况，并合理分析电路系统中的线损率，及时察觉不法分子的违规行为（如偷电等），保障电力企业的营收。1.2 远程遥测系统一般情况下，电力企业会指派专业人员抵达电能计量装置投放点位，现场开展人工抄表作业，这不仅要耗费大量的人力、财力和时间成本，还容易存在人为疏漏或失误，如抄错、漏抄等现象，难以得到准确的数据，也无法对电力系统运行过程中各地用电负荷量和线损率进行有效检测和统计，最终检测数据的精准性和完整度均有不足。在电能计量自动化系统中可以搭载远程遥测系统，能够在较远的距离下实现远程抄表。远程遥测系统的组成包括供电电源、信息采集装置、主站系统、电能计量装置和连接的通信设施。其数据收集功能强大，可以对电厂、变电站和用户独作者简介：康艳，女，本科，高级工程师，研究方向为电学无线电计量。文章编号：2096-9317（2023）03-0136-03光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 照明电器137立计量表中的各项数据进行采集、统计、储存和基础分析，能够提高信息采集的准确性、传输的安全性的储存的完整性，可以避免人工数据统计过程中常出现的各类数据错误和数据漏洞，提高数据信息采集质量。1.3 用电负荷管理系统用电负荷管理系统应用了通信技术、计算机技术、自动化技术等各类先进技术，实现了电力系统负荷的整体监控管理工作。合理应用用电负荷管理系统，可以第一时间侦测到电能计量装置的异常或故障现象，以此提高电能计量装置异常处理效率。在实际应用时，用电负荷管理系统的主要功能有终端电量运行复合分析、远程抄表读数等，通过用电负荷管理系统，能够实现各区间用电负荷的在线监测管理，可以实时采集用户终端的用电信息，并分析电力系统整体的用电负荷量。用电负荷管理系统由计算机管理系统、用户电能终端、电能计量表和信息传输网络等部分组成。2 电能计量自动化系统的功能技术人员可以利用电能计量自动化系统建立一套针对各类装置异常的动态监管系统，用于分析异常数据、及时辨析数据来源、查询故障模块、完成初步诊断，并推送给前台工作人员。系统内部应用信息技术设立了多个异常数据检测、分析模型，足以完成大部分电能计量装置运行异常的初步处理、分析2。同时，系统搭载了 APN 通道，可以通过各类高速通信接口，实现计量自动化系统与营销系统的对接，能够获取更加精准的实时监测数据3（见图 1）。系统内部还搭载了故障处理专家模型，可以对基础故障进行简单分析，并检测整体系统构建。计量装置异常数据动态辨识及处理系统计量自动化系统营销系统专用网络计量移动作业平台APN 通道设备档案管理异常数据分析模型异常工单管理模块计量故障专家库统计报表管理图 1 计量自动化系统与营销系统的对接电能计量自动化系统可以根据采集用户数据信息，并经由系统内部的动态辨识，筛选疑似异常数据，随后人工介入审核，确定异常数据后，开始异常数据的处理工作（见图 2）4。电能计量自动化系统对异常问题的处理包括实时动态分析和统计两部分。系统会对异常数据的分析结果进行工单归档，上报工单数量，并对工单中的异常数据进行归类处理，统计出故障类型、故障数量、处理事件数量和未处理事件数量等。系统可以将疑似异常数据自动标记，随后生成工单，并将其推送至前台，交由工作人员处理。工作人员处理后，工单需要交由计量自动化系统进行工单归档（见图 3），以实现工单统计，完成异常处理。数据分析模块未发布工单工单审核待处理工单工单推送工单归档工单统计APN 通道专用网站计量自动化系统计量移动作业平台图 3 异常数据生成工单流转图在电能计量自动化系统中搭载合理的技术插件，优化系统建设，实现对电能计量装置异常数据的动态分析和处理，可以进一步提高异常处理效率5。3 电能计量自动化系统在电能计量装置异常处理中的具体应用3.1 电表表码不进位在电能计量装置异常中，电表表码不进位是极为常见的故障问题，主要特征为电能表码未能正常进位，但用户依然可正常用电。这会导致用电量无法得到统计，平白流失电量，对电力企业造成经济损失。与此同时，电能表码因故障无法正常进位时，电能计量装置依然可以正常运行，这使得工作人员难以在第一时间察觉计量装置存在故障，也无法了解计量装置出现故障的具体时间和问题点位6。开展用电核算时，工作人员会按照用户正常用电量估算实际用电量，但估算显然无法保证用电数据的准确性。搭载电能计量自动化系统后，可以实时监测电能动态辨识人工审核异常处理计量自动化原始数据数据正确存入数据库正确数据异常数据疑似异常数据图 2 异常数据处理流程图 照明电器 2023 年 第 3 期 总第 178 期 光源与照明138表码状况，并准确记录运行中的各项数据，精准定位电能计量装置出现异常的准确时间和故障点位，以及电能计量装置恢复正常运行的时间，从而统计出故障时间和故障期间的运行电量，提高电费核算时用电数据的准确性，减少电费核收时电力企业与用户间的费用矛盾。3.2 计量装置失压电能计量装置极易受到环境因素或其他外界因素影响而出现失压现象，失压后，电能计量装置将无法正常使用。此类问题多由电能计量装置内部电压回路接触不良引起，接触不良会导致回路电压值低于正常电压水平或接近 0。启动电能计量自动化系统，能够24 h 不间断监测运行参数，启用数据分析、对照功能，便可及时察觉电力运行中的异常参数，将参数整理成报表发送给工作人员，工作人员便可根据报表中的数据信息，对电能计量装置开展针对性的检测核验和解决故障。电能计量自动化系统高效、精准的数据处理功能，极大地节约了故障成因分析的时间，提高了故障检修速率，也能够避免故障因无法及时处理而持续扩大。例如，某地电力调度台的电能计量自动化系统发出电能计量装置失压警报后，有关部门立即派出专业维修人员抵达现场，对计量装置进行勘查维修。工作人员进入现场后，对电压回路异常现象作出了诊断，发现在接线盒某处存在线路烧毁现象，致使电压回路为 0。随后，工作人员开展了紧急维修，在更换接线盒后，解决了电力装置失压的问题。3.3 其他常见异常除上述两种较为常见的电能计量装置异常外，电能计量装置正常运行过程中，还可能因内、外部因素的影响而出现各类异常情况，极有可能造成电力企业的经济损失。例如，部分电能计量装置在长期使用后，线路或装置零件出现老化、短路等情况。电缆或线路的老化，势必会降低线缆中的电能传输速率，致使线路失流。部分电能计量装置架设在野外自然环境，天气因素对电能计量装置的影响极大。日常的风吹、日晒、雨淋或冰雹、大雪等恶劣天气，都会导致电能计量装置线路受损或出现短路等问题。野外环境中的动物短暂停留于电线上部或计量箱内部，也可能导致电能计量装置受损，无法正常运行7。各类导电物体（动物、雨水等）导致的线路短路等情况，还可能引发较为严重的电力安全事故，对周边环境造成极为严重的影响，甚至可能危害到周边野生动物或活动居民的生命安全。上述异常多由客观因素引起，难以通过技术手段合理规避，为此，需要合理搭设电能计量自动化系统，针对异常现象进行检测和数据分析，在发现异常数据或参数时，及时找到对应故障点位，以便节省故障检修、处理时间，减少故障扩散造成的危害。合理应用电能计量自动化系统，能够及时感应各类故障问题引发的数据异常，也能够对电能计量装置的异常成因作出初步分析，缓解了检修人员的工作压力，确保了整个供电系统的稳定性及安全性8。4 结束语电能计量装置日常运行过程中，受各类因素影响，极易存在异常现象，无法及时记录用户电数据，给供电企业带来一定的经济损失，或者在电力系统后续运行时产生一系列连锁反应，引起更为严重的计量装置故障问题。因此，相关部门应明确电能计量自动化系统的应用方式和使用价值，以此提升电能计量工作质量，及时了解电能计量装置出现异常的原因，并做出针对性的处理，以提高电能计量装置运行的稳定性。参考文献1 陈龙.电力计量技术管理策略研究J.光源与照明,2022(8):246-248.2 郑楷洪,肖勇,王鑫,等.一个面向电力计量系统的联邦学习框架J.中国电机工程学报,2020,40(S1):122-133.3 黄坚勇,代波,张磊,等.电能计量装置异常数据动态辨识研究J.广西电力,2018(4):53-55,64.4 张静.智能电能表及其计量故障处理研究J.光源与照明,2023(1):168-170.5 俞磊,陈海滨,朱铮,等.动态传输下基于改进卡尔曼滤波的电力计量计费数据状态估计J.电力系统及其自动化学报,2021,33(2):102-107.6 王桐.适用于电力计量的制造业自动化控制系统研究J.制造业自动化,2020,42(8):152-156.7 燕凯,岳振宇,高嘉浩.基于大数据的电力计量设备运行状态评估与故障诊断方法研究J.电子器件,2019,42(5):1095-1098,1121.8 刘金硕,刘必为,张密,等.基于GBDT的电力计量设备故障预测J.计算机科学,2019,46(S1):392-396.