刘建平 张大仟
北京盈拓润达电气科技有限公司
摘要：低压农村电网配电台区普遍存在电力设备种类繁多、智能化水平低、供给侧和需求侧之间双向互动性不足、电压在线监测实时性差以及能效管理环节薄弱等问题，使得供电侧对用户信息、电气量和开关量的获取能力不足，给电力系统的正常运行、调度管理、安全监控、故障情况的紧急处理带来了困难。本文对台区智能终端数据集采APP的设计和实现进行分析，以供参考。
关键词：台区智能终端；数据集采；数据中心
引言
电力学术界和工业界也逐步开展了低压配电智能台区的研究，目前对智能台区的研究主要集中在台区三相不平衡治理、台区低压线损降损、智能台区风光储能量管理、智能配电台区协议以及智能台区经济运行的研究，而对智能台区终端的研究相对较少。
1概述
随着电力网络的发展，配电系统已为新技术更新做好了准备，从而形成了“云到边”体系结构。引入外围设备，如。b .新体系结构中的变风量控制器和新智能电子表格为配电系统提供了可靠的决策基础，其中包含各种状态监测数据和用户信息。但如今，智能终端和智能电网等多区域配电网分配工作负荷较大、缺乏标准化、维护相关拓扑存在困难等缺点。对于配电系统中央的智能终端和终端应用，接入通信网络后，终端通过与配电站数据交互并创建相应的数据采集点，自动允许接入主配电站，以便对配电系统中央的设备输入/输出进行正确、即时的控制。此外，配电系统中区域智能终端的实时更新和终端的拓扑关系允许对从各个终端收集的数据进行正确的分类，或者立即更新和交互拓扑数据(在工程中称为开关系统区)，从而实现拓扑检测。这两者都是配电网中各种高级应用方案的重要构建块，例如b .故障定位、导线冲击计、智能维修、负荷预测管理等。，基于即插即用拓扑。因此，查看随插即用如何自动更新拓朴资料非常重要。
2终端需求分析
2.1智能台区数据量采集
用户端的电力负荷监测设备和智能电子设备可以使用无线电通信技术实时传输采集的数据。在实施过程中，为负责信息采集的智能电子设备之间的认知无线电数据采集发送模块建立一个采集点。每个收集点负责收集图附近智能电子设备收集的信息。由于实际环境使无线通信范围受到建筑物的高度屏蔽和隐蔽，因此每个采样点的采样次数可以根据实际情况确定。将变频器的无线通信骨干与采集站进行比较。
2.2智能区域中数据的预处理
(1)缺失值的处理。将缺少的值替换为最可能的值，以最大限度地提高缺少的值与其他值之间的关系。您可以执行以下操作:b .使用手动填充，填充最可能的值。(2)异常值处理。异常值是与大多数数据不同的记录。由数据值生成的数据，这些数据值通常是标准偏差值的两倍以上。与平均值相差三倍以上的数据称为非常不寻常的值。由于电力系统数据的特殊性，需要整合整个模型进行即席分析，以考虑到异常数据。在此过程中，应考虑到电气设备的安全性。(3)数据集成。合并来自多个不同数据源的数据将创建一个统一的数据存储，将来自不同数据库的数据合并到一个数据存储中。主要涉及冗馀和冲突检测及处理。(4)数据标准化。按比例缩放数据，使其落入一小部分，而不影响原始数据的分布。原始数据的平均值和标准偏差可以用z评分法标准化。
3自适应即插即用机制
台湾地区智能终端分为应用程序分析层、数据采集层、监控层采集层和底层第3层结构，从数据采集到分析和负荷预测层收集数据。正确的配电板剖面拓朴资讯是执行此程序的基础。由于配电装置中的信息交互通常是通过树型拓扑进行的，即配电装置主节点连接到多个区域智能终端，因此每个区域智能终端都有多个终端。为此，IEC61850标准为PDU中的智能终端提供即插即用功能，主要用于主要位置的智能终端(以及每个地区的智能终端)和低压设备。安装本地智能终端和终端并通过射频识别(RFID)标签获得运营商的合法授权后，即插即用机制使模型描述标准化，并自动更新降水中所有终端类型的接入和拓扑信息维护。
4配电台区建设及运行现状存在的问题
1）配电网点多线长面广，大部分处于盲调状态。2）目前，通过不断增加相对独立的信息化小系统来满足业务需求的方式导致资源浪费和业务割裂。3）伴随着电网规模的不断扩充，采集信息的逐步完善，低压配网监视推进，当前采用的主备服务集中式处理模式在海量终端接入、数据处理速度、存储能力、分析效率方面存在明显的瓶颈，维护和扩展困难。
5数据集采APP整体设计
数据集采APP的核心设计思路是按照任务配置准时把设备数据采集到数据中心，供台区智能终端内其他APP使用。为了降低APP风险和适合项目团队开发，按照正交性设计原理，把此APP划分为5个功能专一的模块，每个模块是一个独立的线程运行，模块之间使用消息队列遥测传输协议（messagequeuingtelemetrytransport,MQTT）交互数据。任务调度模块为数据集采APP的主控模块，数据中心为任务方案参数和数据存储模块，串口模块、交采模块和载波模块为通道管理模块。
6关键技术研究
数据中心，为了解决这个问题，设计上采用数据中心思想，把任务方案和数据封装一个单独模块处理，此模块就是数据中心。数据中心负责与运检类APP和营销类APP交互，这两类APP把需要采集的数据组成任务方案发给数据中心，数据中心接收后审查对比，重复的任务和无法执行的任务直接回复否认，不予存储，保证数据采集正常运行。任务调度模块执行任务方案时，不区分任务为哪类APP下发的，按照优先级从高到低执行，执行后把数据发给数据中心，数据中心统一处理，这样可以保证相同数据的唯一性，并可以给两类APP同时使用。台区智能终端具有边缘计算的能力，使用数据中心方式，能够很好地为各种边缘计算APP提供数据支撑。
7模块软件设计
串口模块设，按照数据集采APP的整体设计，串口模块需具备报文转发和管理功能：1）任务调度模块请求抄读的报文，此模块按照转发请求发到对应RS485通道或RS232通道，串口参数可配。2）按照等待时间，等待通道对应的设备回复报文，设备回复超时，回复任务调度模块为空报文。3）支持任务调度模块批量请求抄读报文，并按优先级从高到底执行。4）串口模块管理的所有RS485通道和RS232通道能够实现并行收发，使采集效率达到最大化。
结束语
根据台区智能终端的数据采集需求，本文设计了一种能对智能配电台区所有设备进行数据集采的APP，在实际现场应用中，此APP能够采集设备的电压、电流、电能示值、低压智能断路器和电容器的状态等，同时可以通过数据中心把数据上送到营销和运检的主站中，解决了台区智能终端所有设备数据集采和数据上送的难题。
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