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电力系统监控和数据采集系统研究刘冰

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：刘冰

[导读] 摘要：随着深入推进电力体制改革、建设能源互联网、实施大数据创新应用等国家战略的推进，计量传统业务向新型业务拓展，营销业务向社会化全业务链延伸。

        （国网新疆电力公司吐鲁番供电公司新疆吐鲁番 838000）
        摘要：随着深入推进电力体制改革、建设能源互联网、实施大数据创新应用等国家战略的推进，计量传统业务向新型业务拓展，营销业务向社会化全业务链延伸。跨专业协同持续深化，对电力系统监控和数据采集系统的支撑能力提出新的要求。面对新形势新挑战，全面总结采集系统建设的基本情况和主要成效，梳理系统建设过程中的不足，分析面临的内外部形势，结合业界成熟的新技术，提出新一代电力系统监控和数据采集系统。
        关键词：电力系统监控；数据采集；系统架构
        引言
        随着电力技术的飞速发展，电力技术的信息化、智能化、网络化的时代已经到来。电力设备远程监测技术也得到了快速的发展。由于市场的需求和用户的需求，单一功能的系统很难满足现代电力电网运行、管理的需要。恶劣环境现场的负荷监控、抄表和防窃电工作给现场工作人员造成很大的不便。电力负荷监控系统是十分必要。
        1用电采集系统架构
        系统基本架构分为采集系统主站、通信信道、采集设备三个层面。其中采集系统主站的功能是实现系统数据交互、存储和采集业务流程管理，主要包括数据采集服务、数据存储、主站应用等部分；通信信道包括远程通信和本地通信两部分，远程通信有自建的230M无线专网、GPＲS等无线公网、光纤专网等信道，本地通信包括窄带载波、宽带载波、微功率无线、485总线等信道；采集设备是现场计量设备、采集终端的集合，主要包括电能表、集中器、专变终端等设备。
        2用电采集系统现状
        2.1数据采集服务
        在全面采集客户用电信息的基础上，计算和分析客户用电负荷、电量、电能质量、线路损耗等数据信息的合理性。若发现异常数据，系统可以通过自动补采实现采集数据的完整性和准确性。定值控制：系统通过智能电表、智能终端、直接跳闸、输出遥控信号等实现对单一电力客户或群体电力客户用电功率、电量费率等定值的远程操控。系统除了具有自动化抄表功能，预付费管理功能，用电异常情况跟踪监测功能，线损和变损情况计算分析功能，缴费、停电、复电等信息发布功能外，还具有系统时间设置及调整，系统运行监测，报表管理，密码权限管理，档案、通信、路由、用电设备工况管理等功能，从而实现不同业务间的数据信息共享和有效衔接。
        2.2主站应用
        主站应用主要是实现采集业务流程管理以及基于采集数据开展的数据查询、数据统计分析等相关应用。主要存在的问题是接口缺乏有效管理，加大采集系统负载压力。采集系统为其他业务应用系统提供大量的数据支撑，目前众多接口采用的方式不尽相同，各业务系统间数据需求存在交叉，一对一方式的接口应用导致接口开发重复无度，对采集系统本身造成了很大的接口服务压力，影响采集系统对外提供数据。
        3改进方案
        3.1制订安全防护方案
        根据《关于发电企业电力监控系统安全防护工作要求的通知》，加强发电企业的电力监控系统的安全防护管理。第一，项目在前期的评审期间，根据“安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证”的基本原则，要求发电企业分区配置接入相应的加密认证装置、物理隔离装置、防火墙等相关安全设备。第二，主厂站专门对安全设备进行联合调试，调试完成后进行现场检查验收，严格要求完全通过验证流程。第三，部署入侵检测系统。具有等保二级系统的发电厂，需要主动部署入侵检测系统，实现对数据网数据的全监视，提前发现入侵行为。并在其他方面要求发电企业制定内部安全管理制度，明确网络安全管理措施与网络安全负责人，要求发电企业制定网络安全事件应急预案，并且需要进行定期的演练。

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        3.2线损管理
        在电力营销过程中，发生线路损耗属于正常现象，但线路损耗需要保持在一个正常范围之内，如果超出正常范围，不仅影响电力系统的正常运行，也会给电力企业造成一定的经济损失。传统线损管理，依靠人工进行计算分析，不同时间段、不同工作人员采集的线损数据不仅存在误差，无法反映线索的真实情况，而且工作效率低下。借助用电信息采集系统，能够实现在同一时间内冻结线损数据信息，为工作人员提供真实、准确的线损数据信息，再结合自动化抄表，可以实现对线损数据的整合和分析，从中找出线损原因并采取有效的应对措施降低供电线路损耗，从而提高线损管理质量。
        3.3电能表传输规约
        对于用电信息采集终端的数据传输，可以采集精度较高的传输规约，如可采用小数位数为三位小数的传输规约，以提高数据的传输精度。一般在电能量系统中，有专门的可以设置电能表小数位数的窗口，只需要进入更改小数位的设置即可。同时，对于传输规约的选择，也可以按照同样的方法完成更改。不同的传输规约，在数据的处理和传输过程中，都会有所区别，应该根据实际情况加以选择和区分。
        3.4网络安全监测装置的功能实施
        在网络安全监测装置功能实施之前，需要能够实现对该装置的安装，首先需要注意安装布线，完成网络安全监测装置的设备上架及网络布线，在接线的工作完成之后，对接入的设备进行及时的软硬件的更新和升级，并且根据实际的运行，使用相关的运行数据进行适当的修改和调整。按照国家能源局〔2015〕36号文件及部分省电力公司调度的要求，35kV及以上电压等级并网发电厂，要求在一、二区部署网络安全监测装置。
        3.5数据存储及分析计算
        对于数据的分析计算，在计算之前，应支持数据进行分批计算，需要能导出本批次清单基础数据，便于数据核对。如果发现某条线路或者某个台区的电力信息数据差距较大，则可以根据整个数据表中的信息进行仔细的比对，通过逐个线路进行排查，发现可能存在问题的线路或者台区，从而找到出现问题的原因。当发现电能表中存在缺陷时，可以及时通知相关人员前往处理。
        3.6实时数据共享
        实时数据主要是指采集系统的实时负荷数据、电压电流曲线数据、终端异常事件等数据等，对外部系统进行数据共享服务的具体实现方式如下：数据订阅配置。首先根据外部系统的实时动态数据需求，为外部系统配置订阅模式，主要有订阅项目、订阅时间频度要求、订阅内容等，并存放到共享数据库中。实时数据获取。要求采集系统采集前置机集群在收到采集终端实时数据后，通过采集系统前置机分2路分发，或采集系统通过抓取等技术，为统共享服务平台提供实时数据。实时数据共享。将实时数据按需组织，通过接口服务分别推送给相应的外部业务应用系统。
        3.7风险评估技术
        在安全防护技术中，风险评估是非常重要的一项技术，是对主机的风险泄露和通过网络远程监控其他主机风险漏洞的分析，风险评估系统的主要工作目标便是服务器、工作站和数据库等，利用网络安全监测装置扫描监控目标可能存在的风险隐患。并对其安全性和风险程度进行分析，确定系统网络信息是否安全，并对系统网络信息的安全性提出具体整改建议。在进行风险评估技术时，也经常会利用网络漏洞扫描方式。在信息安全防护过程中，风险评估主要是一种辅助手段，还需要利用VPN、防火墙比如氢检测的方式来完成信息安全防护工作。
        结束语
        综上所述，随着电力系统监控和数据采集系统的全面建设，提升系统海量数据处理及分析性能，实现采集网络状态智能感知，是电力系统监控和数据采集系统发展趋势。电力监控采集系统凭借自身优势，融合先进的计算机技术，能很好的满足电气企业发展和使用需求。
        参考文献：
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        [2]吴静之，朱民茂.简述在电网监控中如何做到数据的准确性[J].科学技术创新，2017（33）：51-52.
        [3]何镇庭.电力系统监控和数据采集系统研究[J].中国战略新兴产业，2017（08）：185-186+189.