马晓铮
国网河北省电力有限公司安平县供电分公司，河北 衡水 053000
摘要：近些年我国的电力行业有了飞速发展，从相关资料可知，我国每一年的电力资源需求量都保持在3.5%-4%范围的增长。对于电力行业来说，电能计量采集运维系统是非常重要的组成部分，对电力营销有重要的作用，电力企业可以借此了解具体的电力资源分配消耗情况，以便对自身电力资源管理情况进行优化。但是在具体应用过程中电能计量采集运维系统会受到外部因素影响而发生故障，所以电力企业需要对其进行针对性的分析，采取必要措施进行故障处理，这对于提升电力营销效率、加强企业服务水平具有非常重要的作用。
关键词：智慧用电监控系统；硬件设计；软件设计；数据分析
引言
电力用户用电信息采集系统（以下简称“用采系统”）是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，可实现用电信息的自动采集、计量异地监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源管控、智能用电设备的信息交互等功能，提高了工作效率，为量价费损管理、电网改造等提供基础数据与依据。
1核查基础数据的完整性、真实性、有效性
1.1核查台区覆盖率，确保台区所有用户全覆盖
操作方法：点击用采系统桌面“用户采集覆盖率统计”，选择要查询的班组名称，统计口径选择“全口径”，点击“查询”按钮，即可查询该班组辖区所有用户的覆盖率。只有全口径100%覆盖，才能确保采集数据的真实性、完整性。
1.2核查台区采集率，确保台区所有用户均能成功采集
操作方法：点击用采系统“基础应用”→“数据采集管理”→“采集质量分析”→“采集成功率”，即可查询班组采集成功率。确保采集成功率100%，才能保证采集的供、售电能量的完整性。
1.3核对用采系统与SG186台区户数，确保台户关系
正确操作方法：点击用采系统“基础应用”→“档案管理”→“抄表段名称”→“查询”，即可查询该抄表段采集用户清单（如一个台区非一个抄表段号，则需分别查询）。确保该用户清单与SG186系统“台区所有低压用户”一一对应，确保台户关系正确。
2电能计量采集系统在实际运维中的故障
2.1通信通道方面的问题分析
随着电力网络的快速发展，电能计量采集系统所涉及的系统功能越来越多，但是随着距离的增加，在计量采集方面会受到采集器自身性能的影响无法很好地满足相应功能的需要，例如在某些相对偏远的山区计量采集系统信号常常会受到严重干扰，影响到正常的计量采集沟通。
2.2电能表方面的问题分析
随着电力系统的扩展，电能表应用数量和范围逐渐增加，必然会造成某些电能表质量存在问题，例如电能表的时钟存在比较大的偏差，这就会造成实际计量数值和现实数值存在比较大的偏差，这些都会影响到电能计量采集系统的正常运行。
3智慧用电监控系统的软硬件结构分析
智慧用电监控系统可以通过各采集终端了解线路和用电器的相关数据，并且设定电量、温度、电流、电压等的报警阈值，如果出现异常，可以及时报警，并将获得的数据送到云端，完成数据的分析、挖掘和可视化。
3.1智慧用电监控系统的硬件结构
在实践中，用电采集设备的硬件电路主要包含用电采集模块、通信模块、数据存储模块以及液晶屏显示模块等，用电采集设备的硬件系统当中，需要对单片机进行编程，编程软件部分主要分为主程序控制系统、驱动系统以及通讯系统等。在采集设备中使用stm32单片机作为主控系统，在用电数据采集方面外接三相计量芯片进行AD采集，分辨率为24位，最小误差可以控制在0.2%，温度采集方面使用ntc热敏电阻传感器，并且通过AD转换获取数字信号，将数据传送到单片机当中。在通讯方面使用GPRS无线通信，使用串口与单片机相连，配合MQTT协议完成数据的传送，另外，用户可以将需要的命令，通过MQTT协议发送给单片机，使单片机完成一定的操作。为了符合用电信息采集现场指示控制要求，使用液晶显示屏和部分按键来进行参数的设置以及现场的控制，整个数采集和控制系统的体积小而且成本低、稳定性强、易于操作和实现。
3.2智慧用电监控系统的软件结构
在获得用电采集设备的数据后，通过大数据进行数据挖掘和数据分析并且构建预测模型，可以对用电器和电缆的用电数据情况进行有效的分析，并且了解其中的规律。通过大数据系统来对获取的数据进行处理，分布式处理的过程中使用hadoop框架进行海量数据的批处理和清洗、分析以及可视化工作。数据泛化处理时，对非结构性的数据进行统一化，接着，使用流式处理技术，完成毫秒级的实时数据处理。在实际应用时，后台系统可以将系统管理、数据分析、信息安全控制和计算融为一体，信息展示主要是将采集的数据展示到前台以及控制中心的大屏中，信息安全控制主要是进行数据备份、安全权限和数据加密处理。
4电能计量采集系统故障处理对策分析
4.1在长距离通讯方面
若是电能计量采集系统采取的是485总线，那么应用过程中通讯路线会受到距离的限定，一般情况下要控制在1km以内，一旦超出该范围就非常容易造成信号衰减问题。随着距离的增加，信号必然会受到多种因素的干扰，所以485总线的通讯信号会随着距离的增加发生较大衰减。若采取的是较长距离的485总线，那么在实际通讯过程中一定要采用带屏蔽线的电缆，同时也要保证屏蔽线能够进行可靠接地。另外，为了能够有效降低信号减弱所造成的不利影响，也可以在采集器接口以及电能表通讯接口之间设置120Ω左右的电阻，这样能够起到比较好的信号控制效果。
4.2若是电力用户用电信息采集系统的相关参数
都进行了较为准确合理的设置，同时参数的运行也较为正常，此种情况下若无法正常通讯，那么可以判定问题主要发生在网络或者采集器方面，此时就要委派相应的技术人员对网络故障进行排查。实际操作时一般都是先接入电能计量采集器的网线头，将其准确插入到计算机当中，同时要确保电力用户用电信息采集系统和计算机网卡设置的一致性，之后在计算机中运行“ping192.168.1.1t”命令，这样可以确保同一局域中的计算机IP地址，在具体运行过程中可以对IP地址进行替换，需要注意的是，所选择的IP地址和电力用户用电信息采集系统IP地址要处在不同时段。
4.3针对电能表自身存在的问题来说
通信模块是采集终端应用最多的接口形式，能够实现不同类型数据的快速传输，可以减少外部因素的影响，保证传输数据的准确性。另外，通过通信模块也可以第一时间发现电能表自身的故障并且进行报警，以便相应工作人员能够对其进行及时处理，对于存在故障的脉冲表及时进行更换。
结语
智慧用电监测管理平台使用了大数据、物联网、云计算等多种技术，可以有效地采集用电器和线路当中的电力数据，并且通过多维度监管的模式，使电气数据通过物联网传送到云平台进行集中存储和分析，并且使用大数据进行分析，能够建立有效的故障预警和报警机制，并且挖掘数据，发现可能存在的电气安全隐患，提高生产效率。
参考文献：
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