罗靖
河池罗城供电局 546400
摘要:当前,我国电力行业发展非常迅速,对于电能计量的研究也提上了日程,同时,随着自动化技术以及智能化技术的不断发展,电能计量自动化系统也逐渐性形成,并在电力行业中得到了广泛的推广和应用,为电力行业的发展注入了新的活力,对加快电力行业的发展起到了重要作用。用电检查是电力企业发展中的重要工作之一,而电能计量自动化系统的应用,不仅可以减轻工作人员的压力,还能加强对电力系统运行的监督,能够更好的满足人们对电能的实际需求,而且还能为电力企业的长远发展提供重要保障。
关键词:电能计量;采集运维;工作问题
引言
智能电能表在传统应用中,用户以用电为主,电能绝大部分从电网侧到用户侧单向传递,即使有反向电量,占总电量比例也很低,因而不用特别考虑电能表在电能方向频繁切换时的准确度。太阳能光伏发电等分布式能源目前得到了广泛应用,当发电量小于负荷耗能时,不足电量由电网提供,当发电量大于负荷耗能时,剩余的电能会反送给电网。这样分布式能源和电网之间的电能会有频繁的双向流动。
1电能表国家标准体系
从20世纪90年代至今,形成了三代标志性的国家电能表标准体系[8-10]。第一代国家标准体系:GB3924-83《交流有、无功电度表》标准体系。它让国内电能计量行业建立了生产许可证管理体系、形成计量认证型式评价体系、指导86型三大系列电度表的联合设计,使国内电度表设计达到国际80年代水平。第二代国家标准体系:GB/T17215《1级和2级静止式交流有功电度表》标准体系。它将我国电能表行业引入电子化、信息化时代,开启了复费率、预付费、载波表等可以提供更多增值服务的多功能电能表时代,提升了我国用电管理水平,使自动抄表(AMR)成为可能。同时,构建了完整的电子式电能表国家标准体系,为后来启动的智能计量器具的开发奠定了基础。第三代国家标准体系:它是正在修订的“有功电能表系列标准”,是在过去几年工作的基础上,特别是在国网与南网企业等用户端需求和国家制造业技术进步的牵引下,基于国际建议(R46)和国际标准(IEC)最新标准化成果,突出体现时代特征和面向未来发展需求,形成中国第三代电能计量产品国家标准体系。它将成为引领中国电能计量技术进入智能化时代、与国际接轨的标志性的标准化成果。
2电能计量采集运维工作问题
系统运行中故障类型多,准确定位难。电力企业的电能计量采集运维系统在运行中,会涉及到智能电表、数据采集终端、通信通道等多个方面。系统在运行中,常常会出现故障,而电力企业在目前对故障的定位工作上,困难重重,运维人员很难在极短的时间内对故障进行准确定位,无法迅速排除故障,这也对电能计量采集运维工作带来了一些挑战。
3电能计量采集运维完善途径
3.1基于数据挖掘的电能计量设备异常并行诊断
结合朴素贝叶斯模型和Spark计算框架,将基于Spark的朴素贝叶斯并行诊断应用到电能计量装置的异常挖掘中,以此提高电能计量装置异常诊断效率。而在对电能计量装置异常诊断前,需要对电能计量装置的特征进行提取,然后再构建朴素贝叶斯并行分类器。为实现电能计量装置的并行诊断,首先需要对电能计量装置的异常信息进行处理。而在处理过程中,可分为两部分:一是对异常信息进行多维分析;二是在多维信息分析的基础上,进行智能诊断。
3.1.1电能计量装置异常特征计算
要对多维信息进行分析,前提是要对异常进行判断,然后在判断的基础上找到其中的异常信息。
对电能计量装置来讲,异常特征可分为电量异常、电压电流异常、异常用电、负荷异常、时钟异常、接线异常6部分电能表倒走异常的判断首先需要判断用户是否为专变用户。针对专变用户,如果电能表的日正/反向有功总电能小于前一天,或24小时内的象限的无功电能小于前一天,则说明电能表倒走异常。针对低压用户,若日正/反向有功总电能小于前一天,或正向有功总电能示值小于上一小时,则电能表倒走异常。
3.1.2基于Spark的朴素贝叶斯并行诊断模型构建
对基于Spark的朴素贝叶斯并行诊断主要分为两个部分:一是对训练数据进行朴素贝叶斯分类训练;二是在训练模型的基础上,对数据进行分类。,电能计量装置异常的判断,一方面随着数据的增长,传统的挖掘方式已经不能满足,因此,采用当前的大数据框架是当前的主流;另一方面,在大数据框架下,实现电能计量的诊断的一个关键就是要构建多维分析方式,这样才能更好地实现对故障的诊断,提高诊断结果。而在本研究中,改变以往的OLAP数据仓库方式,充分利用HDFS的存储优势,并借助Hive+SparkSQL的方式,大大提高了查询效率。同时通过Spark+朴素贝叶斯的方式完成架构搭建,大大提高了海量数据处理效率。结果也表明,构建的方法可行,为当前电能计量设备的大数据分析提供了参考。
3.2电子式电能表
电子式电能表基本结构中乘法器是关键器件,常见的为模拟乘法器和数字乘法器两种,数字乘法器可继续分为:硬件乘法器。由移位寄存器、加法器组成,通过时序控制,根据乘法(0或者1)决定累加和右移,运算速度较快,需要额外的硬件电路;软件乘法器。通过A/D转换器转换电流、电压数据,利用乘法指令实现数字量相乘,运算速度相对较慢,可使用CPU自带的乘法器、加法器,有利于节约硬件成本。目前技术条件下电子式电能表得到了普遍运用,电压、电流分别施加于采样元件上,两大参数同步采样并同时输入乘法器。在实际运行中,负载电压、电流均在滤波处理后方输入采样元件,乘法器计算的是工频正弦电压、电流信号。由此,传统电子式电能表未考虑谐波分量所致的误差。现阶段我国电能计量中主要采用电子式电能表,与传统的感应式电能表相比,由于电能表内未设置转盘,以微电子电路为基础,电能计量更加精确、可靠。改善谐波对于表计精确度的影响具有必要性:其一,这是供电企业遵循市场经济规律的必要措施;其二,实现电力费用的科学管理,合理保护客户利益。
3.3设备运行管理
计量自动化系统,监测功能也发挥着重要作用,能够对供电线路、变压器的相关运行数据进行多方面的分析和检测,为设备的稳定运行提供了重要的技术保障,也能为管理部门节省人力物力开支,实现了对设备的实时监督,还能减少不良情况的发生率。
结语
随着科学技术的创新发展,计量自动化系统在我国的电力行业中也得到了广泛的推广和应用,这是社会发展的必然趋势,也是电力企业创新发展的需求。将计量自动化系统应用在用电检测工作中,可以有效的提升用电检测工作的效率,还能实现人力物力资源的节省,对提供电力企业的经济效益以及社会效益均有重要作用。
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