用电信息采集终端异常原因分析及防范措施

发表时间:2020/8/18   来源:《中国电业》2020年3月8期   作者:吴斐
[导读] 近年来,我国的社会经济取得了很大的发展进步。
        摘要:近年来,我国的社会经济取得了很大的发展进步。在这样的背景下,居民用电量不断提高,使得供电企业抄表收费的压力随之增大。保障用电信息采集系统正常工作,是电力系统运转的关键环节。采集系统收集数据的准确与否,将直接影响电网企业的工作效率。工作人员对系统的终端容易出现的各种问题,要妥善对待,及时处理故障,保证电力系统正常运转。基于此,本文主要分析了用电信息采集终端异常原因分析及防范措施。
关键词:用电信息;采集终端;异常;防范
引言
        用电信息采集终端是信息通信的重要节点,要关注和加强用电信息采集终端的监管和保护,将可信计算信息安全技术融入到用电信息采集终端之中,以完整性检测技术为支撑和依托,切实保障用电信息采集终端的信息安全,实现度量范围的有效延伸和拓展,实现用电信息采集终端中可信平台模块和度量进程间上下级转换的全新模式。
1智能电网用电信息采集终端概述
        智能电网用电信息采集系统是集现代通信技术、计算机软硬件技术、用电异常判断告警技术、电能计量技术、电力负荷控制技术和电力营销技术为一体的用电需求侧综合性的实时信息采集与分析处理系统,满足电力用户用电信息全采集、全覆盖、全预付费的应用目标。全采集、全覆盖的采集系统面向的是海量采集终端设备的接入,系统采用事件驱动的模型对于各类运行异常终端进行筛选、分类,然后根据异常的类别分别启动不同的处理流程。终端运行质量管理是根据采集终端的运行情况进行分类统计,并能根据不同的异常分类处理相关的缺陷流程,如终端通讯异常筛选及处理流程、上线无上报数据终端筛选及处理流程、超容量运行情况筛选及处理、低负载运行情况筛选及处理、采集数据异常筛选及处理以及其他可能的运行质量筛选分析及处理。
        1.1用电信息采集终端的原理
        用电信息采集终端的实现原理是通过测量并采集电力设备的电流和电压等数据,经过预先制定的电量计算公式进行计算,将电量数据进行存储并发送到用户信息采集主站。终端采集质量分析是从供电公司角度分析采集质量,按管理单位进行考核,按维护部门进行考核,从终端厂家角度分析采集质量,按不同厂家采集质量分析,便于厂家现场人员及时发现故障点,评估厂家终端设备运行情况,为后续的采购提供依据[1]。
        1.2用电信息采集终端的应用现状
        用电信息采集终端目前在电力行业中得到了广泛的应用,是进行用户用电信
        息采集的基本途径。其中线损管理是全采集、全覆盖的采集系统运行情况的最终体现,线损正常也就意味着整个采集系统及设备运行情况正常。适应各类电网拓扑线损分析,要求系统满足以下电网拓扑线路线损分析:星型结构线损分析(绝大多数线路)、变电站联络线线损分析、线路间联络开关线损分析、开闭所线损分析、任意线路合并线损分析。
2用电信息采集终端故障分类
        2.1通讯地址异常
        通讯地址异常是指由于通信网络不够稳定,导致的通讯地址无法准确识别的现象。包括通讯地址出现乱码、通讯地址出现重复、无法显示通讯地址等。这些通讯故障都会导致用电信息采集终端的故障,影响用电信息的收集[2]。
        2.2通讯端口异常
        通信端口异常主要是指485 通讯端口的异常情况。从前,电力系统使用的电表并不需要遵守《485 端口通讯管理条例》。因此,有许多电表都不能够满足485 通讯端口的通讯要求。还有一部分电表,虽然具有485 通讯端口,但是由于搁置许久或其他原因导致485 通讯端口损坏或无效。这些情况都不能够满足电力系统对通讯的要求。
        2.3通讯基站问题
        用电信息采集系统涉及CDMA 终端和GPS 终端。

这两个终端的通信分别涉及到不同服务商的服务。如果出现了采集系统的终端,无法与主站进行通信的情况,认为这种故障的原因较为复杂。可能是安装方面问题、终端侧问题、参数设置原因、设备版本问题等。
        2.4电源故障
        用电信息采集终端的电源故障,主要分为输入故障和输出故障两个方面。输入故障常常由于电压断相或导线虚接导致。而输出故障是指,终端的电源输出值为零或与标称值不相同[3]。
        2.5读数故障
        终端实现成功读数,需要具备的条件有:处于终端处的电表应具有RS485 接口;终端位置的软件,要具有各种性能完好的抄读电表的App 程序;通讯主站要准确设置电能表的通信规程、电能表的通讯地址等。常见的电能表读数故障有:终端没有抄表数据、抄表数据错误等。
3用电信息采集终端故障解决对策
        3.1 采集终端本地完整性检测过程分析
        可以采用可信计算相关技术,进行用电信息采集终端的本地完整性检测,以嵌入式可信平台模块ETPM 作为可信根,对TCG 软件栈进行适当移植和改写,上层应用借由TCG 软件栈调用TPM。在采集终端启动时,ETPM 要先进行自我验证,再度量Bootloader 的完整性,通过TPM 的调度实现底层组件间的控制权移交,直至上层应用程序,其各组件的完整性值依照度量顺序扩展至PCR 中,TPM 通过对比判断当前阶段的可信性,呈现出一种静态的信任度量方法。在可信采集系统终端运行的过程中,因TPM 的操控主动性不强,为此要采用处理器调度的方式,由采集终端中的度量进程完成信任度量工作,经由TSS 进行度量进程的扩展操作。通过采集终端中存储度量事件的度量存储日志SML,负责存储平台的启动配置和相关进程。对于已经结束的进程或删除的组件,可以将其度量值重新扩展至PCR 之中,并在SML 中删除该对象,使当前的PCR 值实时反映采集终端的状态,并与度量日志相匹配[4]。
        3.2 采集终端的可信网络连接设计
        结合用电信息采集系统对网络安全、通信安全、隐私保护的需求,可以进行采集终端的可信网络连接设计,终端主要包括有主站、信道、采集终端、智能电能表等,采集对象涵盖专用变压器用户、中小型专用变压器用户、单相一般工商业用户、居民用户、公用配电变压器计量点等,并采集关口计量、分布式电源接入、充放电及储能接入等信息,采集终端的可信网络连接设计主要由主站层、通信信道层和采集设备层构成,在可信计算平台的主板上嵌入可信平台模块TPM,内部封装搭建一个可信计算平台所需的安全存储、密码应用、证书机制、安全检测等安全功能,在计算机系统中添加了一个具有防攻击、防篡改、防探测的可信第三方,由其实现对终端内操作系统软件和应用程序组件的度量,支持主站、数据采集层和采集终端间的可信连接,为采集系统建立了通信模型,验证终端的可信度,实现终端网络接入和远程证明[5]。
结束语
        综上所述,随着社会经济的快速发展,电力行业得到快速发展。智能用电服务体系顺应发展要求,在用电信息采集系统“全覆盖、全采集、全费控”的目标下,电力用户用电信息在采集、处理、传输、使用过程中面临较大的信息安全风险,整个用电信息采集系统中,最关键的部分就是用电信息采集终端。要在用电信息采集终端中引入可信计算技术,结合用电信息采集终端的设计要求和工作特性,构建可信的用电信息采集终端,提升用户用电信息采集系统的安全性。
参考文献
[1] 刘海峰. 路宗歧. 用电信息采集系统深化应用研究[J]. 供用电.2018,21(13):13-15
[2] 贾丽萍, 茹世文, 弭勇, 等. 用电信息采集终端自动化检测系统构建[J]. 产业与科技论坛, 2012(17):67-68.
[3]用电信息采集终端常见故障及处理[J]. 林喜.  民营科技. 2014(11)
[4]提升用电信息采集终端的采集成功率[J]. 林小渝.  中国新技术新产品. 2015(10)
[5]用电信息采集终端远程故障诊断系统开发与应用[J]. 危阜胜,陈锐民,肖勇,孙卫明,党三磊.  电测与仪表. 2012(S1)
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