赵志
国网晋中供电公司 山西晋中 030600
摘要：在农电配网中，数据采集系统的建设一直都是一个重要课题，因为通过数据采集系统能获取线路的负荷、电流、电压、功率因数、用户用电量及线路故障等电网运行数据，不但能为农电配网的运行提供详细、准确的基础数据，而且是电力企业进行分析和决策的重要依据。因此文章重点就智能数据采集系统在农电配网中的应用展开分析。
关键词：智能数据采集系统；农电配网；应用
随着经济的快速发展，我国对农电配网的智能化建设越来越重视，“推进智能电网建设，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性”已成为国家电力网络规划建设的重要部分。为此，如何推进农电配网的智能化建设，已成为电力领域中的一个研究热点。
1农村配电网自动化发展背景与现状
近年，随着电力行业持续优化营商环境，降低电力故障停运时间，满足群众对高可靠性供电的要求，供电公司从维护群众利益角度出发，提出了降低10kV线路故障停运率和供电服务投诉率两项可控的指标任务，切实提高供电质量和优质服务水平，其中如何提高供电可靠性显得尤为重要。
降低10kV线路故障停运率，缩小停电区域范围，缩短停电时间是提高供电可靠性的有效方式，也是直接面对客户的基层供电人员从技术层面支撑优质服务的最简便可行的抓手。目前较为先进的配电网技术就是自动化技术，但是由于农村电网线路覆盖面广、接带负荷分散，长期以来供电企业只重视城区配电网自动化的建设和技术应用，而忽视了农村地区自动化技术的应用。农村配电网自动化技术标准不一，应用水平参差不齐，最终导致农村地区线路自动化水平偏低。当前，农村配电网中10kV线路已经延伸到了每一个村庄，电力已经进入了每一个家庭。早期建设的农村10kV线路还主要采取单辐射方式，一条线路从变电站一直延伸到最偏远的村庄，线路保护多是单纯地依靠变电站出线断路器作为总保护实现。线路一旦出现故障，就会造成整条线路停运。一旦线路停运，整个供电区域内的客户就会全部停电，造成客户频繁停电，电动机等设备短路或烧毁事故发生。近年来，虽然供电公司高度重视农村配电网线路故障停运情况，通过逐步规划安装具备自动化功能的线路分段断路器（开关）、大客户分界断路器和线路联络断路器，线路故障停运率明显下降，但仍然存在较多问题急待解决。
2智能数据采集系统在农电配网中的应用
不少地区的农电配网仍以10kV电网为主，具有使用年限长、线路老化严重、噪声污染严重、负荷较大、智能化程度低等问题，导致农村配网的数据采集系统难以采集到准确的数据，影响了农电配网运行的稳定性，同时也无法为决策人员的分析决策提供准确依据。为此，需要根据农电配网的特点，提高数据采集系统的智能化程度，最大程度提高采集电网运行数据的准确性与效率。
2.1智能数据采集系统的总体框架
智能数据采集系统是一套完整的主站系统，能实现对农电配网各项运行数据的采集、分析与智能化处理。县市级电力公司可通过数据网络实现与省级电力公司的数据共享。智能数据采集系统的总体框架如图1所示。
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由图1可知，智能数据采集系统总体结构由三层构成，分别为用户终端层、主站控制层和最高决策层。
（1）用户终端层。该层主要由数据采集终端、智能仪表等设备构成，这些设备主要用于采集用电量、电流、电压、功率因数等运行数据。
（2）主站控制层。该层主要由数据管理子系统、数据采集子系统、数据查询子系统构成，用于处理和查询用户终端层采集到的各项运行数据，是智能数据采集系统的核心部分。数据采集子系统主要包括数据挖掘子系统、数据分析子系统、数据监测子系统。主站控制层的结构较复杂，但可高效、可靠地同时执行多种任务，对农电配网中的各项运行数据进行统一处理，从而能实时获得准确的电网运行数据。
（3）最高决策层。国家电网是最高决策层的管理者，该层的主要功能是对农电配网中的各项运行数据进行汇总，从而实现电能调度，即对用电负荷较大区域增加电力供应，对用电负荷较小区域减少电力供应。
2.2智能数据采集系统主站的子系统构成
智能数据采集系统主站，根据具体功能的不同，主要分为数据采集子系统、数据管理子系统和数据查询子系统。这3个子系统各自具有独立的结构和功能，通过网络进行数据交流，相互协作与配合。
2.2.1数据采集子系统
数据采集子系统的主要功能包括数据采集、数据存储、任务调度、信道管理等，支持接入多种数据采集终端类型，可通过负载均衡技术，实现数据采集终端的大规模接入与大规模数据采集，可根据农电配网的实际需求实行优先级调度任务、定时任务、各种控制任务等，高效利用信道资源，提高数据采集效率，还可根据配置的任务进行补召数据。数据采集子系统按功能可划分为采集前置与通信前置。其中，采集前置主要功能是实现与Ｗｅｂ系统的交互，数据采集指令的生成、分配与执行，数据补召，数据编码／解码等，采集各项运行数据；通信前置的主要功能是提供信道，支持第三方与系统通信，实时监控信道占用情况，自动生成信道占用日志并记录。数据采集子系统在进行电流、电压信号采样的过程中，要先通过电压／电流互感器转换电路和调理电路对采集到的电压／电流数据进行降压处理，再通过低通滤波器和运算电路进行数据的处理，最后对处理后的数据进行傅里叶变换、相频分析、幅频分析、有效值计算，从而得到准确的采集数据。
2.2.2数据管理子系统
数据管理子系统主要功能是对农电配网中的各项数据进行采集与存储，并对各数据采集终端进行统一管理，提高对农电配网运行的监控强度，防止漏电、偷电、电网故障等情况的发生。数据管理子系统为数据采集子系统提供及时、准确的农电配网运行数据，是智能数据采集系统的重要组成部分。数据管理子系统采用自上而下的模组化结构，分为最上层、中间层和最下层。其中，最上层的功能主要包括数据自动采集、数据管理、电费管理、时钟管理等；中间层的主要功能是对最上层中的数据进行管理和调用，实现数据的初步挖掘，并为最下层提供数据支持；最下层的功能是进行日志管理、第三方插件管理等公共基础服务。
2.2.3数据查询子系统
数据查询子系统通过分布式发布－订阅消息系统Ｋａｆ－ｋａ、Ｓｔｏｒｍ分布式流计算引擎等，构建农电配网的数据实时分析系统，实现农电配网海量数据的实时查询。采集管理子系统的采集前置作为数据查询子系统的数据源，生成的消息数据（包括农电配网中的实时运行数据、历史数据及事件数据等）发送到Ｋａｆｋａ中，并通过ｓｔｏｒｍ分布式流计算引擎进行实时分析，消息数据的实时分析结果储存在分布式缓存中，提高了消息数据分析效率。
总之，随着信息技术的快速发展，农电配网的智能化也在不断加快。数据采集系统是电力企业进行电网监测与管理的重要工具，其智能化程度需要不断增强。智能数据采集系统对农电配网的监测与管理带来了诸多好处，不仅使电力公司进行农电配网的数据收集变得更高效、准确，提高了电网管理水平，还减少了人力、物力的投入。随着技术的不断发展，未来的智能数据采集系统必将更加智能化。
参考文献
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[2]冯明,孙婧思.农村配网自动化的发展及运行管理探究[J].绿色环保建材,2020(01):224+227.