白建海，弓俊才

（國網(wǎng)山西省電力公司計量中心 山西 太原 030032）

1 引言

隨著信息化水平的穩(wěn)步提升，使得電力系統(tǒng)也更加的完善，在電力信息采集方面也在不斷地更新?lián)Q代，現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中運用最為廣泛的就是自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。隨著人們用電量需求的增加，使得電力系統(tǒng)壓力劇增，加之電力能源應(yīng)用范圍的擴大，致使電力自動化信息在采集過程中會出現(xiàn)各種問題，其中最為明顯、表現(xiàn)最多的便是精度、準(zhǔn)確度方面的問題，所以為了提升電力信息采集水平，對其采集精度進行探究是十分必要的。此外，還有一部分素質(zhì)底下的人會進行偷電等不法行為，因此提升電力采集時刻精度是十分必要的。

2 電力采集系統(tǒng)概述

用電信息采集系統(tǒng)可以節(jié)約用電成本，通過對終端用戶用電情況分析、變壓器變化情況了解線路受損情況、電路負荷情況、用電量實時監(jiān)控情況，然后根據(jù)采集的信息進行自動智能抄表、用電高峰交叉用電、用電檢查、負荷情況預(yù)測，從而達到節(jié)約用電成本等目的。

通常情況下，電力系統(tǒng)被分為四部分，即發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)。電力采集系統(tǒng)是實現(xiàn)用戶自身用電信息采集的系統(tǒng)，采集完成以后經(jīng)處理與實施監(jiān)控達到對用戶信息的采集，對計量異常、電能質(zhì)量、用電分析等進行監(jiān)測與管理。這一系統(tǒng)是由電能表、采集裝置、集中裝置以及負控終端裝置等構(gòu)成。

第一，電能表。電能通常是一般是經(jīng)過485口上傳到采集器，或者是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)讲杉行?，上傳后的?shù)據(jù)可以被有效凍結(jié)，相關(guān)人員可以進行集中抄表。

第二，采集器。該設(shè)備不僅是集抄系統(tǒng)中的主要設(shè)備，還充當(dāng)了職能設(shè)備在微處理器中應(yīng)用，在實際工作中，采集器可以對不同表計產(chǎn)生的脈沖信號進行采集，之后將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進行記錄保存，因此數(shù)據(jù)采集器被簡稱為采集器。在采集系統(tǒng)中，采集器是通過通信電纜或者是220v電力載波來實現(xiàn)與集中器的通信，通信開始后會接收集中器發(fā)出的不同指令，并在此基礎(chǔ)上傳送表計數(shù)據(jù)以及用戶的實際狀態(tài)信息。采集器工作狀態(tài)下，可應(yīng)用紅外通訊接口以及手抄設(shè)備等實現(xiàn)通信需求，接收設(shè)備發(fā)射的指令，并對采集數(shù)據(jù)進行傳輸。例如，通常情況下，采集器中的芯片會應(yīng)用最新型的時鐘芯片，采用EEPROM存儲單元來完成數(shù)據(jù)存儲。同時它還具備閏年校正、自動調(diào)整不足31天的月份和千年蟲問題。同時這種采集器在掉電狀態(tài)下，有效保證實時時鐘時長在10年以上，相應(yīng)的數(shù)據(jù)保存之間在40年以上。此外，采集器還可以根據(jù)不同的時間段，用電高峰等進行費率計算。

第三，抄表集中裝置位于管理中心中。集中器會有控制中心系統(tǒng)中的計算機設(shè)備進行連接，或者是與系統(tǒng)中的調(diào)至解碼器進行連接，進而實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)目的，同時使用總線連接分方式來實現(xiàn)對集中器與抄表采集器間的有效連接。電力集抄過程中，可實現(xiàn)遠程抄表的設(shè)備分為兩類，一種是集中器，另外一種是終端，這兩種方式都可以對大用戶和變電站進行集抄。如果系統(tǒng)中么沒有集中器這一設(shè)備，雖能進行抄表工作，但抄表效率、實際費用、數(shù)據(jù)自身完整性、數(shù)據(jù)共享等就會受到干擾以及影響，所以為了解決此種問題發(fā)生，都會選用集中器或者是負控終端設(shè)備。

第四，負控終端。這一設(shè)備時運用無線網(wǎng)絡(luò)與主站之間進行有效聯(lián)絡(luò)，實現(xiàn)對用戶數(shù)據(jù)的已經(jīng)監(jiān)控監(jiān)控。供電企業(yè)在與用戶簽訂合同以后，會在合同中表明用電最大負荷的限額，這一限額等同于報表變壓器的容量，或者是稍小于變壓器的容量。一旦用戶實際用電，超出負荷限額，供電企業(yè)就會采取與相應(yīng)的措施來降低負荷水平，而當(dāng)某地區(qū)電力負荷供應(yīng)出現(xiàn)緊張狀態(tài)時，在政府部分進行授權(quán)以后，就會對該區(qū)域?qū)嵤┬袠I(yè)性的符合調(diào)控，保證咋用電高峰期周期群眾生活用電等關(guān)鍵性需求。同時，負控終端要結(jié)合多功能表一起使用，進而保證這兩種裝置都能對電能表信息進行采集。

3 提升電力采集系統(tǒng)時刻精度的有效方法

3.1 電力采集系統(tǒng)故障分析

采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行記錄使，故障數(shù)據(jù)就采用暫態(tài)數(shù)據(jù)的方式來對交換通用的格式進行記錄，所以該故障時刻數(shù)據(jù)被叫做穩(wěn)定數(shù)據(jù)，故障以后的數(shù)據(jù)被叫做暫態(tài)數(shù)據(jù)。致使采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障的眾多原因中，主要由電氣傳輸特性引入相移、采樣頻率等多導(dǎo)致，而故障類型對系統(tǒng)采樣特性與GPS同步的影響，則可以忽略不計。

電力系統(tǒng)故障或是短路時，會讓系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)頻率出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，通常是由穩(wěn)定轉(zhuǎn)向激烈通常情況，一般定力系統(tǒng)的運行狀態(tài)都要歷經(jīng)過度狀態(tài)，也就是兩個穩(wěn)態(tài)之間的過度被叫做暫態(tài)過程。電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，其故障信號十分繁雜，而在真正保護故障信號中，所采用的信號時間區(qū)段都不會很長。

一旦發(fā)生短路就會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，首先，短路會引發(fā)電力系統(tǒng)運行、電力設(shè)備損害等嚴(yán)重情況，這是由于電源供電的回路所受到的阻抗降低，以及突發(fā)短路時的暫態(tài)，因此致使電路中的電流值瞬間增加，甚至是其額定電流的數(shù)倍或數(shù)十倍。短路處是靠近發(fā)電機，阻抗越小，電路電流越大的地方。譬如，如果在發(fā)電機端出現(xiàn)電路情況時，通過電機定子回路時的瞬間電流會達到幾萬者是幾十萬A，一旦短路出就會對電氣設(shè)備造成影響，嚴(yán)重時會損壞設(shè)備，這是由于短路時的瞬間熱效應(yīng)會讓設(shè)備中的絕緣部分損壞。而導(dǎo)體在受到點動力沖擊以后，會出現(xiàn)形變，進而增加損耗，因此電氣設(shè)備自身要具有良好的熱穩(wěn)定性以及機械穩(wěn)定性，才能保證短路電流進過時不會損壞電氣。其次，短路還能導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)中電壓的下降，尤其是貼近短路處位置的電壓會下降的十分明顯，嚴(yán)重時還可能會導(dǎo)致部分日常用電受到破壞。

最后，短路故障還會導(dǎo)致彎路結(jié)構(gòu)的改變，引起系統(tǒng)功率分布變化，因此發(fā)電機的實際輸入功率會比較大。

因為電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會導(dǎo)致采集時刻精度出現(xiàn)誤差，所以有少數(shù)人會利用這一情況，做出偷電等違法行為，因此要有針對性的提升電力采集系統(tǒng)故障時刻精度，進而使電力管理水平得到完善。

3.2 提升故障時刻的有效方法

電量的數(shù)據(jù)是實現(xiàn)電力自動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此對其數(shù)據(jù)進行良好采集是十分必要的。而交流采樣法憑借自身特點，被越來越廣泛的應(yīng)用在采集系統(tǒng)中，能夠提升采樣準(zhǔn)確性，因此這種方法應(yīng)用范圍在不斷擴大。此外想要提高故障時刻精準(zhǔn)度，還可以采用下面幾種方法。首先，要提升電力系統(tǒng)運行順暢水平，需要確保實際發(fā)行量與系統(tǒng)負荷變化之間相符合，也就是發(fā)電站發(fā)送電能與平衡電路負荷相吻合，并且要提前做好預(yù)測電荷的工作，因為一旦預(yù)測負荷存在誤差，就會出現(xiàn)電能浪費。精準(zhǔn)預(yù)測負荷可以確定系統(tǒng)的運行方式，健全機組組合、實現(xiàn)區(qū)間功率輸送與負荷調(diào)度符合要求。因此要想提高采集系統(tǒng)故障時刻的精度，就要先提升測量儀器的精準(zhǔn)性，良好且精準(zhǔn)的儀器可以提高數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確性。采用高精準(zhǔn)度設(shè)備的最終目的是保證測得數(shù)據(jù)值更加接近真實值。其次，可以應(yīng)用小波變化基，來對故障時刻的相位精度進行分析，通過多次測量來獲得相應(yīng)的定位誤差，要保證采樣頻率的不同，并且最大和最小故障時刻進行取值，同時還要充分對電氣傳輸引入相移進行校正，從而提升故障時刻定位的精度。應(yīng)用小波變換所提取的故障時刻一般在0.5ms左右，而電氣傳輸引入誤差經(jīng)過相應(yīng)的補償后可以降低為原來的1/5左右。如果短時間的采樣頻率可以提升到20kHz，相對誤差可以降低1ms左右。而配置短路時采集頻率越高，就越能保證故障時刻的精度水平，更好的保證采集數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，人們的生活，城市的建設(shè)、科技的進步、國家的發(fā)展，都離不開電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定是保障人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)，改善電力采集系統(tǒng)，降低其故障發(fā)生對電力企業(yè)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。強化現(xiàn)有的電力自動化信息采集系統(tǒng)，為促進電力企業(yè)的發(fā)展，提高、改善人們的生活水平夯實基礎(chǔ)。

[1]張楠.電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的提高方法[J].電子制作，2016(21)：85-86.

[2]張昊.淺析電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的改進[J].科技風(fēng)，2013(15)：69-69.

[3]張磊.電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的提高方法[J].中國電子商務(wù)，2013(10)：76.

[4]陳宗偉.試析提高電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的方法[J].中國新通信，2012(23)：2-3.