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基于智能电表大数据的异常用电检测

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：佐日古丽.艾合拜尔

[导读] 随着我国经济水平的不断发展，科技和观念也在不断的变化，能源的高效利用成为可持续发展的关键，而在用电方面电能的高效利用也成为不断探索和研究的方向，推广高效节能的用电技术和新能源的电力系统;实施用电阶梯政策;提高节能意识等都是提高电能利用率的方法。

墨玉县市场监督管理局新疆和田地区佐日古丽.艾合拜尔 848100

摘要：随着我国经济水平的不断发展，科技和观念也在不断的变化，能源的高效利用成为可持续发展的关键，而在用电方面电能的高效利用也成为不断探索和研究的方向，推广高效节能的用电技术和新能源的电力系统;实施用电阶梯政策;提高节能意识等都是提高电能利用率的方法。而用户用电信息采集系统可以充分的实现电网智能化，通过方便快捷的方式筛查异常用电用户。
关键词：智能电表；大数据；异常用电；检测
        1智能电表的概念
　　    智能电表是科技时代的新产物，能够进行测量、数据处理，测量单元、数据处理单元是其重要组成部分。在智能电表这一系统中，它能通过各类型的芯片来进行电能的测量、计算、存储，并且具有实时监控功能和自动控制等功能。与传统的电能表相比。计量功能是智能电表的最基本的功能，而它本身就是一个电子电表，并且它能够通过端口与外部时钟进行通讯。电表诞生于1880年，最早的电表是以电磁感应为基本原理制造而成。为了满足工业化和电源管理发展的需要，电子仪表已经出现。基于感应原始电子仪表仍然具有测量的功能，但所述盘的旋转成为一个电脉冲;其次是基于乘数原理的电子式电能表，数字倍增器电子仪表具有扩展功能，适用于自动化系统集成等特点，已成为当今电表的主要发展方向。
　　    目前，智能电表主要分为电感式、电子式和智能型等几种类型，我国生产的电能表不仅可以满足地区和国家的市场需求，而且还有价格优势。因此，中国的电能表在世界各个市场都具有良好的竞争水平。随着中国电网的不断智能化，我们对电表等电能计量装置的要求也在不断提高。中国的电网技术与国外的相关科技差别不大。同时，它还是低碳经济，可持续发展道路的重要部分，因此其发展前景相当乐观。与国外同类产品相比，中国智能电表具有完善、规范、分类单价和控制负荷的功能，均高于其他国家。它更能满足中国现代智能电网建设的需要。
        2智能电表数据分析方法
　　    2.1相关分析
　　    相关分析是研究现象之间是否存在某种关联关系的一种统计方法。相关分析分为线性相关分析和偏相关分析等，在智能电表数据分析中，线性相关分析最为常用，它研究两个变量间线性关系的程度，用相关系数R来描述。可以利用负荷与温度的相关关系，结合天气情况来预测负荷高峰。也可以利用连接在同一配电变压器二次侧的智能电表电压测量值来对某一组电表的相关性进行分析。
　　    2.2聚类分析
　　    聚类分析就是以一定的标准来汇集某一类数据。例如，连接同一个变压器的电表可以通过聚类分析来确定变压器的负荷。虚拟电表是人为定义的聚类，能够聚类具有同一属性的电表的数据，一种典型的虚拟电表是聚类具有线性关系的电表来进行区域规划和分析。
　　    2.3异常分析
　　    异常分析是指对偏离一般规律的异常事件或现象进行原因追溯的分析方法。异常分析在设备故障和用电异常诊断等方面能发挥重大作用。如统计变压器故障前的一系列历史异常数据，对其进行抽样和建模，就可以预测变压器的故障，从而及时检修或更换。
　　    2.4趋势分析
　　    趋势分析是将两期或多期连续的同一指标进行对比，得出它们的增减变动方向、数额和幅度，以揭示事物变化趋势和变化规律的一种分析方法。趋势分析是智能电表数据分析的常用方法，最简单直接的分析就是利用多条趋势曲线同时展示某一用户用电量的同比或环比数据。设备故障前的趋势模型也能够用于辨别零件的毁坏或操作故障。
        3智能电表大数据的异常用电检测
        3.1电压电流异常的检测方法
　　    电压的检测主要涉及如下几个方面：线电压、相电压以及电压的突变量、三相不平衡电压、断路器装置等。电流检测主要涉及如下几个方面：相电流及相电流突变量、三相不平衡电流、断路器位置等。检测人员可以将检测到的数据与正常的数据进行比较，确认数据是否异常。

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　　    3.2功率因数异常检测
　　    功率因数的检测主要包括：负荷的功率因数、断路器位置等。通过测取的数据，对比功率因数突变量是否超过限制量，功率因数值在较长的时间内是否会恢复到原来的数值，有无断路器分闸及检修信息。通过比较分析，就能够判断是否功率因数存在异常。
　　    3.3开关信号异常监测
　　    开关信号异常即指计量装置内部的部分开关存在信号异常动作，进而导致相应异常数据的产生。通常情况下，电能表故障代码、电能表内部电流回路监测信号及电能表白检错误信号等均为需要重点监测的开关信号。
        4电能表在集中器控制下的数据异常排查和处理
　    　4.1在集中器的控制下较多一部分电能表的信息异常处理
　　    影响电能表信息异常的有两点因素：一是电能表电路短路导致数据异常，其次是电路断路。一般情况下，检查电路数据异常都是使用万能表来推断的，将RS485两根线路连接到万能表欧姆档，如果没有出现数据异常的情况，即说明线路正常。在电路排查过程中若发现电路短路的现象，利用万能表将RS485的两根线路实现对换连接，一旦出现数据异常的现象，就说明线路断路，需要对其调节纠正。对线路断路的排查中，使用万能表将正极跟C线连接，负极跟D线连接，没有出数据异常的就说明线路出现异常问题，需要现场进行纠正和调式。
　　    4.2集中器控制下全部电能表出现数据异常
　　    集中器控制下的电能表一旦出现数据异常的现象，首先需要检查电能表与集中器的连接情况是否正常，如若检查后没有出现数据异常，更换RS485端口。对更换RS485端口进行参数调整，再次检查，查看电能表数据有无波动。如若电能表上依旧没有显示数据，就能推断出电能表的超表功能出现问题，换取新的集中器去解决该问题。
        5提升用电信息采集系统数据准确性的有效举措
　    　5.1提升数据管理水平
　　    在用电信息采集系统运行之前，电力企业管理人员应做好前期准备工作以及后期维护工作。首先，对配电网覆盖范围内的电力用户进行走访，明确区域内电力用户的用电高峰时段，通过对走访结果的比对，利用电力用户的用电间隔时段进行电能计量数据的采集工作，从而提升数据采集工作的效率，保证数据的准确性;其次，在对信号传输装置进行布置时，需要充分考虑当地的信号强度及范围，尽量选择干扰程度较低的位置进行布置，从而确保电能计量数据的传输质量，降低异常数据出现的概率;最后，合理布置采集设备的数量，采集设备的数量，直接影响采集数据的数量，过多的重复数据会加重用电信息采集系统的运行负荷。因此，采集人员应合理设置采集设备，保证用电信息采集系统的稳定运行，规避数据异常现象的发生。
　　    5.2维护计量设备的正常运行
　　    为提升用电信息采集系统获取电能计量数据的准确性，系统管理人员应确保计量设备的正常运行。首先，在电表的选用过程中，应依据电力用户的实际需求，选择较为精确的智能化电表。同时，加强对电表运转过程的监督，保证电表运行不受其他因素影响;其次，加强变压器的防护措施，尽量避免铁磁谐振现象的发生;然后规范线路的连接标准，确保接线盒内线路的准确连接，从而降低接线盒的负荷压力，保证用电信息采集系统的正常运行;最后，加强对整体用电信息采集系统设备的维修与养护，及时分析影响系统正常运行的各项隐患并予以排除，有效降低数据异常状况的发生概率。
        结束语
　    　综上所述，电力信息采集系统运行的过程中，可以获得一些信息，通过分析所采集的信息，就可以掌握用户用电的情况，如果电能计量装置收集信息的时候发现异常数据，就可以对这些数据信息进行分析，结合电能计量所获得的异常数据所属类型以及所具备的特点，将用电信息采集系统制定出来，确保系统科学有效地运行。对于系统运行中所存在的问题，要及时提出改进措施，提高系统的运行效率，提高电力效率，为电力公司更好地发展创造条件。
参考文献
[1]王登学.用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析[J].科技传播，2016，8（11）：168+205.
[2]吴嘉轶.基于用电信息采集系统的电能计量装置异常智能分析方法研究[J].科技创新与应用，2016（27）：216.