智能电能表采集系统在自动化电网中的应用

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年5期   作者:刘雅俊 韩玉环
[导读] 随着信息技术的不断发展,人们的生产生活也逐渐趋于智能化
        摘要:随着信息技术的不断发展,人们的生产生活也逐渐趋于智能化,家用小型智能电表随之出现。小型智能电表是由传统电能表逐步发展而来的,是智能电网中的重要终端系统,不仅能够满足传统电能表的用户电量计量的需求,还能实现多费率计量、分时分类计量、双向通信、多种控制防窃等功能。小型智能电表的出现与大规模使用,使我国智能电网节能高效的优势和安全性能得到充分的体现,为我国智能电网的进一步发展提供基础。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对智能电能表采集系统在自动化电网中的应用提出了一些建议,仅供参考。
关键词:智能电能表;采集系统;自动化电网;应用
引言
    我国社会发展与建设依托于电力资源的应用,而随着我国综合国力的持续提升,各行业的用电需求呈现出逐年增长的趋势。在此背景下,以往人工电力营销模式不再适用于现阶段智能电网的发展,且人工信息采集的低效率性、低准确性严重影响了电力营销的开展效果。通过建设智能化、全覆盖化、精准化的用电信息采集系统,可实现实时采集用户用电量信息、电压信息以及负荷信息等,达到用户在线监测的目的,促进电力营销工作的智能化、自动化开展,为我国智能电网建设打下基础。
1用电信息采集系统作用分析
        1.1有助于提升电力营销管理效果
        依托于用电信息采集系统的建设,用户的具体用电情况会被电力企业实时且全面监测。在此基础上,用电企业可加强对用户用电情况的监管,全面监测是否存在线路损毁情况,避免在用电期间出现异常用电现象,第一时间解决电路损坏问题,提升用户实际用电情况监测的精准性、实时性,为用户提供更优质的用电服务,大幅度提升用电管理水平。
        1.2实现自动抄表
        通过对电表数据进行计量与采集,再将采集到的数据矩阵执行自动抄表算法,完成对小型智能电表的抄表过程。最终抄表结果由终端设备呈现,控制中心通过下达远程通信指令,将抄表结果传输至显示器终端,再由技术人员对抄表内容进行核对,实现对自动抄表过程的远程控制经过上述定义,将设计的基于大数据的自动抄表方法在小型智能电表内进行一次自动抄表推演,并将设计的抄表算法融入,同时简化计算步骤,实现快速、准确的抄表过程。至此,完成对小型智能电表的自动抄表方法设计。
        1.3有助于提升电力营销服务质量
        智能电网建设背景下,构建全面覆盖的用电信息采集系统,可以为用户提供高质量的用电互助服务,进一步提升电力营销的智能化、自动化。在具体用电服务提供期间,系统可精准定位用电用户所在位置,做到对用户用电情况的精准、真实采集,大幅度提升电力营销服务质量,为电力企业创造更大的经济利益。
2用电信息采集系统的应用
        2.1设计原则
        针对采集系统的建设,必须在系统设计阶段遵循以下原则,确保其系统设计效果满足预期要求。(1)先进性。信息采集系统设计必须满足先进性要求。作为现代化信息平台,采集系统核心内容体现为应用相关信息技术,所以在构建信息采集系统时必须立足于对信息技术发展特点的分析,确保系统中信息技术应用具有先进性、智能性,以期借助信息技术转变当前用电信息采集现状,保障信息采集平台的智能化、科技性。(2)规范性。针对信息系统建设,必须遵循相应原则标准。建设前期需按照规定要求制定科学的系统规划方案,以此为依据打造高质量信息采集平台。同时,遵循相应技术标准设计信息采集平台的通信信道、计量设备结构,实现对信息采集系统的规范化、统一化建设。(3)实用性。信息采集系统构建的核心理念体现为用户用电服务的提供,所以信息采集系统建设必须遵循实用性原则,在建设前期阶段,深入调研用户用电服务具体需求,以此为依据分析并明确信息采集系统建设的核心要素,在确保用电信息采集系统构建达到用电企业预期目标的同时,满足用电客户的具体服务需求。


        2.2电表数据处理
        电表数据处理主要包括电表数据的采集、分析与统计三个环节,具体设计过程如下:利用大数据技术,从小型智能电表内充分挖掘电表数据,并经过采集通道的精密电阻分压处理后,对有效电表数据进行筛选与采集,再通过对电表数据执行滤波算法,使采集的电表数据无噪声干扰,并且保持相对完整。
        2.3用电器特征参数获取
        通常用电设备正常工作稳态电流存在一定的统计规律特性,而且根据基尔霍夫电流定律,一个入口节点的电流由各个出口支路的电流线性叠加得到。但是,在时域上并不是简单的幅值相加,还需要考虑到各个用电设备的相位。如果仅仅根据时域上的电流电压等电能参数来进行用电器识别,识别准确率较低,因此为提高用电器识别准确率,这里引入信号的频域表达理论,将电流信号用一组谐波特征进行表征,以此作为用电设备特征。
        2.4特征更新及丢弃算法的应用
        特征更新算法:特征更新算法与特征提取算法类似,即在预测的同时添加符合条件的新的用电行为特征。在实时预测的过程中,计算用户实时产生的用电行为序列与特征集中已有特征之间的相似度,如果当前用电行为序列与特征集中已有的特征均不相似,则截取该序列作为新的用电行为特征添加至特征集中。特征丢弃算法:特征丢弃算法需要对每个特征添加两个属性,即每个特征首次出现的时间和特征被使用的次数。算法的思路是:对特征集中所有的特征进行遍历,如果特征首次出现的时间早于设置的最早时间,并且特征被使用的次数低于设置的最低次数,则将该特征删除。通过特征丢弃算法,可以删去丧失时效或因偶然因素产生的用电行为特征,进而节省存储空间与特征对比空间,提高程序的运行效率。
        2.5控制功能
        作为智能电网建设的核心组成,用电信息采集系统的建设可以发挥处理器的功能。在具体管理控制过程中,信息采集系统管理对象包括每个用户计量点,借助信息采集系统可实现对用户的合理分群与分组。信息采集系统控制功能体现为遥控信号、跳闸信号的下达。例如,用户欠费后,依托于智能电表,系统可下发电表控制信号,达到远程欠费管理控制的目的,或者是发出遥控信号控制用户的公用负荷。
        2.6建立远程通信逻辑
        以电表数据统计量为参考,将表盘内的电表数据在通信行为中进行定义。考虑到家用小型智能电表的额定电压受限,将上行通信接口和下行通信接口进行串行,以降低整体通信电压,实现电表数据的远程通信过程。远程通信过程主要通过定时器计时得到串行接口的数据通信周期,建立通信逻辑后,使定时器自动计时,实现电表数据的远程通信过程。通过定时器进行自动通信的框架。
结束语
        综上所述,用电信息采集系统的高质量建设,可以在促进电力企业电力营销模式创新的同时,提高信息采集的即时性与准确性,为用户提供更优质的服务。鉴于此,电力企业需加大用电信息采集系统的全面建设,结合新技术、新理念不断开发、创新应用用电信息采集系统,提升企业电力营销水平
参考文献
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