摘要：当前电力行业发展面临供给侧结构性改革、售电市场放开、能源新技术涌现等变化，随着电力计量设备种类、数量的持续增长，采集数据项、频次的逐渐增多，电能量数据量呈暴发式增长趋势，对电力计量主站运行水平提出了更高要求，如何建立一套切实有效的电力计量主站采集链路监测体系，加强对各关键业务链路级的监测，进一步助力电力计量主站运维效能提高，值得深入探讨与研究。
关键词：电力计量；主站采集链路；监测技术
引言
电能计量装置采集的数据涉及到“发、输、变、调、配、用”的整个周期，每个环节都会产生海量的计量数据。电力作为国家关键的基础设置，通过电力大数据的分析，可以分析出关键区域或者设备的用电分布、位置信息等，通过篡改电力关键节点的监测信息、操作指令等数据，给电力系统带来故障或者重大的安全事故。同时，电网企业服务于社会大众，若客户的隐私信息因保护不当而被攻击，如用电信息、电话号码、家庭住址等敏感信息，会对社会公
众安全产生及其负面的影响。因此电力计量不仅要保证采集的基础数据的准确可靠，同时还要保证数据传输和安全质量。
1.窃电原理
电力计量过程中会涉及诸多装置，其中主要包括不同类型电能表、计量用电压、电流互感器、二次回路、计量自动化终端设备。绕过供电企业用电计量装置用电，生活区、生产区用电的时候接线口与供电点直接连接。接线口可设计在不同位置，例如电能计量表箱进线口、电能计量箱进线与出线口导线的短接。在连接这些接线时使用的是导线，也可借助继电开关完成操作。低压计量用户检查的时候使用继电器是相对隐蔽的窃电场景，在具体操作时使用的是表内线控制继电器线圈，表内线通电时，继电开关闭合，导致电能表电量计算时出现少计的现象，此窃电行为不会对计量装置外观造成破损，所以很难通过表面看出开关与负荷情况是否一致，因此窃电行为较为隐秘。
2.系统简述
物联网平台主站是对电能计量装置运行进行远程监控，对装置运行状态进行诊断与分析的
关键所在。一体化计量装置状态监测物联网系统由计算机操作系统、电能计量装置运行状态诊断软件、电能计量装置采集器通信系统、网络接口等组成。它能够提供机器和人工的一种交互环境，以便工作人员能够通过计算机掌握基本的电力状态，同时还能通过部分测算信息获得一些风险判断。一体化计量装置’状态监测物联网系统能够对电能表、信息数据等全面监控和全天候监控，一旦出现超出常规数值或者机械出现故障的情况，则其数值都会有较大且明显的变化，并及时发送预警信息。一般通过系统的操作界面发送报警信息，或者通过手机短信发送报警信息，以便工作人员及时掌握当前电力计量状态，对生产进行调整。一般来说，电力监测数据是一种时间序列数据。数据分析的难点在于如何从不断更新的动态数据流中发现异常数据，从而准确预测被盗用户。数据极度不平衡的事实首先是分析困难。许多实验证明，过采样是解决类别不平衡问题的一种方法。
3.电力计量主站采集链路监测整体设计
3.1电力计量装置异常监测设备的设计
人为因素是电子测量装置损坏最严重的主要因素，发生频率高，给电力公司的管理带来了重大挑战。为了彻底消除恶性肿瘤，需要加强电力测量装置的异常检测，既要准确检测电
路运行中的异常数据，又要及时收集异常数据，以此作为打击异常数据的不可辩驳的依据在这方面，我们研制了与电能计量装置对应的异常监测设备。其工作原理主要是根据输电线路使用中的电信号和异常数据确定电测装置中出现的异常情况，连接通信网络，实时下载数据，方便检测人员远程调节，从而提高 只需统一安装监控设备，监控设备还配备报警系统，一旦检测到电路系统出现故障，将首次发出报警，并在中央控制台上联网。监视代理可以不时监视以快速检测异常情况，并进行远程监视以防止异常情况继续发生。
3.2监测信息拦截收集
监控的核心问题在于对业务系统运行数据的实时采集上，为保障数据来源可靠和真实，并且对原业务系统的性能影响较小，因此采用了非侵入式探针技术。非侵入式探针技术监测在采集方式上属于旁路连接方式，由于不需要在业务系统中安装客户端，减少了对业务系统的影响，避免了给现有业务增加管理复杂度，减少了业务运行故障点，在监测系统出现问题以后，现有的监测系统不会受到任何的影响，使系统的稳定性得到保证，同时，通过采集方式的热部署和无缝衔接，还可以保证监测系统的可扩展性。应用在监测信息拦截技术选型上采用Pingpoint。Pinpoint是一款全链路分析工具，提供了无侵入式的调用链监控
、方法执行。通过选用Pinpoint工具开展探针及数据采集工作，公司根据业务需求对其进行探针优化改造和插件开发，使它能够更大程度满足设计需求。
3.3电流量子传感
互感器作为电力系统中基本电气量的量测设备，广泛地应用于电力系统的计量、线路保护监测等重要环节。电网的智能化和自动化的发展，对互感器产品也提出了更高要求，互感器的安全性、环保性、智能化等也是互感器的发展趋势。传统的电磁式互感器由于测量频带窄、动态范围小、输出为模拟量等局限性，难以适应智能电网的发展要求。随着电压等级的不断提高，由于绝缘的需要，互感器的体积与重量几何增加。电子式互感器具有绝缘结构简单、无磁饱和与铁磁谐振、暂态响应范围大、重量轻、体积小、输出信号数字化等优点，能够适应智能电网的发展方向，已经越来越多的应用于各种自动化变电站中，将电子式电流互感器应用于电气成套设备中，全面提升了产品的智能化水平，极大地加快了智能化建设的脚步。然而，在国家电网公司智能变电站试点阶段，电子式电流互感器却存在如电子式器件和光学器件抗干扰问题、温度问题、积分漂移等问题。准确度与稳定性问题已成为电子式电流互感器在电网中正常使用的最大瓶颈与障碍。因此，如何提高电子式互感器的准确度与稳定性，是亟待解决的技术难题。
电力测量3.4在量子电流方面
基于单电子隧道效应的量子电流装置需突破电流强度以及稳定性方面的难点，且需要在液氦条件下的使用给其未来在电力的应用增加了限制；基于电子加速器的方案虽在电流强度上有所优势，但在电子发射与控制方面不如单电子隧道效应精准。基于量子效应的磁传感技术在测量性能方面已经表现出远超过传统传感器的优势，前景空间相当广阔，需针对电力测量的实际需求，在宽量程与采样率方面需进一步提升。超导低温电流比较仪可能是未来大电流比例标准的发展趋势，但是大电流引入的热负载以及超导量子干涉仪在量程的限制，均是需重点研究和突破的方向。
3.5改造防窃电技术
如果用户电测设备明显缺乏，此时应采用密封技术处理电测设备和线路，为制定设计完善的改造计划和方案，完成预防技术的改进任务提供了重要基础在具体使用设备时，有必要按顺序对电源测量端子进行彻底改造，更加注意铅封的严格性，有必要妥善处理其他与双向设备相结合的设备，以避免电力仪表某些特殊部分因飞行行为而产生不必要的影响。电力仪表运行时，潜水设备将详细分析电源测量设备的外形和相互传感器端子盒的具体情况，
还应详细检测电源测量设备输入输出线的密封情况，以避免出现这种现象 同时，应做好进出线的密封和绝缘工作。电压联锁设备实际操作时，应保证其处于公开状态，电源测量装置结构上也应安装断电设备，以避免二次回路发生电事故。
结束语
通过分析电力计量主站运行监测现状问题以及南方电网相关政策要求，设计了基于典型场景分析、监测对象与指标界定、技术路线设计、监测信息拦截收集、传输与汇聚、数据处理展现的电力计量主站采集链路监测整体设计方案。这些内容已实现并开展应用，进一步提高了电力计量主站运行水平，助力了电力计量主站运维效能提高。且可满足常见电力计量采集业务运行链路监测需要，对其他电力公司研究设计电力计量采集运行全链路监测具有较强的借鉴意义与可扩展性。
参考文献
[1]吴东名.基于计量自动化系统的低压配电网电能质量与线损分析研究[D].华南理工大学, 2021.005367.
[2]岳彦军.电力企业如何检测电力计量系统的故障[C]//中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会.2020万知科学发展论坛论文集（智慧工程一）.[出版者不详], 2020.013343.
[3]陈桂力.电力计量自动化在线损管理中的应用研究[J].科技视界,2018,No.256(34):251-253.
[4]赵伟华.计量自动化系统在计量运维工作中应用[J].智库时代,2018,No.161(45):175-176.
[5]方亮.浅谈电力计量互感器误差的现场测试技术[J].消防界(电子版),2018,4(02):109-110.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议