蒋砾
云南志晟电力科技有限公司 云南昆明 650011
摘要：近年来，客户用电规律及用电量呈现出多元化的特征，未来电网必须能够提供更加优质、清洁、可靠、安全的电力供应。同时，随着营配一体化协同工作机制的建立，用电客户的用电数据能够与客户缴费、客户档案等关联起来，对这些用电数据进行深度挖掘能够帮助电网了解客户的个性化、差异化服务需求。如何通过提取天气参数、客户信息、用电负荷等相关数据，建立电力主网的负荷特征与客户群体的负荷特征的模式匹配关系，对提高整个配电系统的工作效率和管理水平有着重要的意义。
关键词：大数据；电能计量系统；用电规律
引言
我国的经济发展和保障电力工业进步的系统是电力系统，电力系统中计量工作是企业得以实现良好经济效益较为重要的环节，因为计量自动化系统运行中可能出现维护以及失误的行为会给企业造成工作成本增加。为了减少计量运行中出现的失误，提高技术手段，从而提升计量运行、维护工作的质量和效率。计量自动化系统关键是由计量自动化系统程序进行工作的监管以及控制，实现计量工作的正常运行和维护工作更加智能化，能够减少运行维护环节中浪费人力物力的情况，对企业的工作成本控制起着重要意义。
1电能计量系统概述
1.1实施电能计量系统自动化的必要性
在现代化社会发展过程中，电力企业为满足社会对电力能源的需求，已经转变传统的电能计量方式，采用低压集中抄表的方法，配合使用配变监测计量方法以及厂站电能量遥测技术，实施电能计量自动化措施，一方面对用户使用的电能进行自动化计量，通过自动化技术完成统计、结算以及审核电量等工作，另一方面缓解大用户电力负荷管理压力，提高大用户线损统计以及母线平衡能力，避免工作人员在电力计量中出现错抄、漏抄等情况，有效降低电力运行成本，使电力企业具备可持续发展能力。
1.2电能计量系统自动化功能
电能计量自动化系统是电力系统营配一体化的重要组成部分，能服务于计量设备故障分析、线损统计、营销计量与决策等，围绕变电站、公台或专台变压器等实现全电网计量点的数据收集、用电动态监测、负荷分析、计量统计等功能。此自动化系统能够对辖区中不同区域的电能计量点的信息、数据等进行动态监控与实时监察，计量点能够把自身的电量数据，具体包括电压数据、电流数据、表码等，每隔15min利用GPRS传递至计量自动化主站，这样运维人员就能凭借计量自动化系统来动态、全天候地监测不同计量点的相关数据、信息。
2电力计量系统用电规律模型的构建
客户用电规律分析是对历史数据的处理过程，本文对海量数据进行聚类分析，用电规律分析需要对以下算法进行研究，聚类算法、最优聚类评价算法、日期匹配算法、曲线相似性度量算法。其中，聚类分析是将海量数据集划分为若干个子集，并使集合内的数据具有较高的相似度。ＥＭ聚类算法作为一种迭代算法，用于含有隐变量的概率参数模型的极大后验概率估计，ＥＭ算法主要分为Ｅ步骤和Ｍ步骤，通过两步骤逐步改进模型的参数，最后终止于一个极大点。Ｋ－ＭＥＡＮＳ算法是将数据对象划分为ｋ个聚类，具体过程为：从数据对象中任意选取ｋ个对象作为初始的聚类中心；分别计算每个对象到聚类中心的距离，并将其分配到最近距离的聚类；分配完成后，重新计算ｋ个聚类的中心点，对两次聚类中心进行比较，输出聚类结果。用电规律聚类算法需要进行初始化，一般可以通过业务经验对聚类的个数进行设定。为实现自动化识别最佳聚类个数。本文提出了最佳聚类算法，该算法通过对用电规律进行评价，以实现用电行为性能消耗的最小化，划分效果的最优化。
3电能计量系统的设计与实现
3.1构建终端数据采集装置
电力计量自动化系统建设的中心技术就是构建终端数据采集装置，确保采集数据的准确性，根据数据内容进行有效分析，能够为电力企业营销提供一定的帮助。构建终端数据采集装置工作需要以下几点:其一:电表中的数据要转变为低度值。其二:其装置能够对数据和信息起到一定的保护功能，还能对数据内容进行存储，当出现断电意外发生，采集装置也能对数据进行备份，保护数据不丢失。其三:数据在传输中，时常会出现数据传输错误等现象，终端数据采集装置能够将其错误传输概率降到最低，预防误计算功能能够保障数据的准确率。其四:其装置具有自动检测系统，并针对错误数据下达指令进行维护与修正。其五:其数据采集设备能够使用不同的传输工具将数据内容传输到所需要的电力部门，从而对整个电站进行监管。
3.2客户群用电规律分析
用电行为分析引擎是以算法包的形式实现，对用户规律分析之前，需要对数据进行预处理，包括新旧测量点处理、负值处理、缺失值处理、“０”值处理、异常值检测处理等。使用ＥＭ聚类对主网负荷数据进行聚类，将历史负荷曲线分成多个群体，从而获得在不同时期主网负荷的不同特征，主网聚类分析算法流程。主网负荷的聚类分析对聚类结果、聚类分布、聚类结果特征，能够直观的展示负荷分类以及日期构成等。客户群用电规律分析实现了用户用电规律分析和用电规律预测。结合主网负荷聚类、客户负荷聚类、削峰填谷模式匹配执行结果，直观的展示对比情况；用户用电规律预判支撑查询匹配结果。主网负荷数据管理和用电客户负荷查询以表格和图形形式展示日主网负荷情况，以及主网、客户群、用电客户三者之间的对比关系，用于查询主网负荷数据和用电客户负荷数据。
3.3有效的数据交换
数据自动计量是通过后台服务完成工作内容的，管理人员对计算机设备进行设定，对不同时间电量的使用进行自动计量，其次，数据自动计量还能够对数据进行自动检测，根据以往的数据内容进行分析，确保数据的准确性。电力计量自动化系统运行中有大量的信息数据互相交换，技术人员需要创设合理交换有效数据的方案，确保信息交换的有效性和准确性，数据交换平台为开放形式，内部与外部管理人员对数据交换进行统一管理。管理人员要根据数据交换信息量和交换平台的不同设定不同的管理方式，确保进行有效的数据交换。
3.4其他异常的监测
配网系统实际运转过程中，电力线路或设备还可能因为遭受自然力、外力等的破坏而出现局部短路问题。计量自动化系能够通过参照变压箱中监测表的电压曲线异常图来识别故障，从而提高故障识别效率，以便及时消除故障。
结束语
从对计量自动化系统在企业中的运行使用情况来看，计量自动化系统在不断发展中改变了以往传统的计量方式，也为计量工作的运行开拓了不同的发展方向，使计量自动化系统强化了在计量工作中的投入使用，即有效的控制了成本，又提高了计量工作的工作质量和效率，提高了电能计算的装置稳定性、安全性和可靠性，为计量的中心管理和决策工作的有序开展提供了可靠技术支持。为了减少运行中出现的设备硬件故障问题，实现计量自动化程序可平稳运行，要逐渐提高设备和终端技术质量水准，从而实现企业的经济效益稳步提升。
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