用电信息采集系统全事件采集运行效果分析

用电信息采集系统全事件采集运行效果分析

郭劲汝

（国网山西省电力公司计量中心山西省太原市030032）

摘要：现阶段，随着社会的飞速发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高。2009年以来，国家电网某电力公司以“全覆盖、全采集、全费控”为建设目标，按照“统一规划、统一标准、统一实施”的原则推动用电信息采集系统建设，已实现了电量采集、数据分析等基本业务功能的应用。2016年国家电网公司在用电信息采级系统上开始部署全事件采集功能，并于8月份进行考核，考核重点为档案准确率及事件类型完整率。某省计量中心根据国家电网全事件采集工作的相关要求，依据工作方案组织各单位及采集厂商开展了实验室测试、现场试点测试以及应用推广等，完成了符合条件的终端的全事件参数配置下发工作，在部分台区进行全事件采集。从运行情况来看，在现有采集系统主站及采集终端软硬件版本情况下，若简单提高全事件采集覆盖率会导致电量采集成功率降低。为找到问题原因，对某省用电信息采集系统全事件采集状况进行了详细调研及分析。

关键词：用电信息；采集系统；全事件采集；运行效果分析

引言

用电信息采集系统全事件采集业务开展以后，如果采集全事件电能表超过一定比例，日冻结数据采集成功率就会显著下降。文中详细分析各类低压台区采集方案的通信性能和集中器采集工作流程，查找影响日冻结采集成功率下降的原因。之后给出提升集中器采集日冻结和全事件数据的解决方案，并提出针对本地高速通信信道的集中器抄读机制改进建议。

1现状

全事件采集内容是现场运行的各类单相电能表、三相电能表发生的各种事件；按重要程度分为4级，采用主动上报或定时查询的采集策略进行采集。全事件采集涉及环节较多，主要影响量包括集中器类型、现场表计类型、本地通信模块类型、集中器与表计之间的本地通信网络拓扑关系、全事件采集参数等。

1．1设备情况

全事件采集是Q/GDW1373－2013《电力用户用电信息采集系统功能规范》标准新增的功能，只有符合标准的集中器才能全面支持，但是山西省现场运行集中器设备，只有部分符合标准。电能表方面，符合Q/GDW1354－2013《智能电能表功能规范》标准（2013版）的电能表支持事件跟随上报，符合Q/GDW354－2009《智能电能表功能规范》标准（2009版）的电能表不支持事件跟随上报；符合2013版标准的电能表支持事件类型多，符合2009版标准的电能表支持事件类型少。

1．2本地通信网络

山西省用电信息采集本地通信网络主要是小无线通信和窄带载波通信。近期招标了一批宽带载波通信模块，但是仅有少量试验台区，大部分还没有投入运行。小无线通信模块有4家品牌，通信波特率范围1kbps～20kbps；窄带载波通信模块有9家品牌，通信波特率范围50bps～20kbps。目前窄带载波通信模块占大部分。本地通信组网方面，主要是全小无线或全载波模式，即集中器通过本地通信网络直接抄读电能表，没有经过采集器环节。

1．3全事件参数

根据现场情况，采集难点主要是居民用户电能表事件采集效果差，表2列出了居民表事件采集的参数情况。对表2中的一级事件主动上报功能，只有符合2013版标准的电能表才具备，对符合2009版标准的电能表，只能采用定时查询方式采集。采集间隔为每日时，需要每天将相关事件以轮询的方式采集一遍；采集间隔为每月时，需要每月将相关事件以轮询的方式采集一遍，采集时间分配到该月的每一天，直到采集完成为止。

1．4全事件采集效果

通过实验室实验及现场测试情况看，在采集完整率方面，按照2017年3月用电信息采集系统数据抽取情况，事件上报种类符合国家电网对事件完整率要求。全事件采集可以指定采集特定的电能表，不一定采集全部电能表的事件，当然能采集的电能表越多越好。全事件采集的电能表数量过多时，通信负担增大，会影响对电能表日冻结数据的采集。经实际运行验证发现，典型台区采集全事件的电能表数量超过30%左右，台区日冻结采集成功率下降明显。

2改进措施

提高用电信息采集成功率，可以从硬件和软件层面综合采取措施，从系统建设角度分析提高采集成功率的措施。对已有的系统增加功能、改进性能时，只能通过分析修改软件采集流程等方面进行了。对当前集中器改进的目标是，在不影响日冻结抄读成功率的情况下，提高抄读全事件的电能表数量。可以从改进抄读流程、改进失败电能表的处理方式等方面着手。新型本地通信技术不断出现，基于OFDM技术的窄带高速和宽带高速［10］本地通信模块通信速率较高，使用数量越来越大。仅仅提高本地通信性能仍然不够，要消除载波失败等待因素的影响，还需要集中器改进抄读机制，才能更好的提升本地通信整体性能，详见后文改进分析。

2.1抄读流程改进

可以看出，这种流程没有区分日冻结电能量采集、日间隔全事件采集、月间隔全事件采集，三者基本平均分配抄读时间。这造成日冻结抄读时间大大减少，稍微增大全事件抄读表数就导致日冻结抄读成功率下降。抄读流程修改为每天首先进行一轮的日冻结电能量数据采集，然后进行一轮日间隔全事件采集，不进行月间隔全事件采集。由于月间隔全事件采集的时间可以持续一个月时间，所以把月间隔全事件的采集放在后续的补抄时段，一天抄不完可以第二天接着抄读。而且月间隔全事件抄读可以增加前提条件，比如日冻结抄读成功率达到考核指标或者连续几轮补抄没有抄回任何数据。

2.2失败电能表处理的改进

由于对失败电能表的抄读要占用很长的等待时间，所以尽量避免对失败表的重复抄读。在首轮次日冻结数据抄读时，记下成功的电能表清单，在后续抄读全事件的时候，只抄读这些成功的表计，不抄读失败的表计，尽量避免失败的抄读过程。在首轮次的日冻结和全事件采集之后，进入补抄轮次。补抄轮次的改进方式是，补抄循环条件是日冻结抄读失败的电能表，一旦一个电能表日冻结补抄成功，立即补抄该表的全事件信息，因为抄读成功，说明该时间段里该表附近的干扰较小，再次抄读成功几率较大。补抄阶段的这种处理，取消了单独对全事件进行的补抄循环，更容易确保日冻结抄读成功率。即使电能表日冻结抄读成功后，立即抄读该表全事件也可能失败，所以会存在日冻结抄完后全事件不能全部成功的情况。可以在日冻结抄读成功率达到考核指标或者连续几轮补抄没有抄回任何数据情况下，开始逐个补抄电能表全事件。

2.3本地高速通信速率下采集机制改进

随着通信技术的快速发展，基于OFDM的窄带高速或宽带高速本地通信模块越来越成熟，已经在逐步扩大应用。通信速率上，窄带高速可达20kbps，宽带高速可达2Mbps。如果考虑到中继，以3级中继计算平均速率，窄带高速可达6kbps～7kbps，宽带高速可达几百kbps。本地通信模块速率提高以后，如果仍然采用当前的集中器抄读机制，相比较窄带低速的几十到几百bps，I型集中器采集模式下整体台区下行通信速率可达2kbps左右。

结语

随着用电信息采集系统的建成，各种深化应用也越来越多。从实际效果看，低压电力线载波在速率和抗干扰方面还需要更大改进。各种功能增加进采集系统后，抄表系统工作流程必须仔细推敲，否则很容易引起各种问题。对于性能越来越好的新型载波通信模模块，需要集中器等设备在采集机制上做改进，更好地利用载波信道性能，提高采集数据吞吐量，推动发展用电信息采集系统更多高级应用。

参考文献：

［1］Q/GDW1373-2013，电力用户用电信息采集系统功能规范［S］．

［2］陶鹏，王鹏，张艳．不同通信方式对用电信息采集系统采集成功率的影响分析［J］．河北电力技术，2017，36（1）：3-4，11．

［3］徐晴，刘建，田正其，等．用电信息采集系统速度提升的研究［J］．自动化与仪表，2017，32（2）：34-40．