魏永波

摘要：随着我国社会建设水平的提升，各行各业在生产过程中对于电能的需求也逐渐增加，人们在日常生活中也对电能的供应提出了更高的要求。在传统的电能供应模式中，电能表作为电量使用情况的计量设备，虽然经过技术升级等一系列措施，计量表的准确性逐渐提升，但是其功能性仍然不能很好地满足当下我国体量逐渐增加的电能消耗。基于此，本文章对智能电能表质量数据采集与质量监控技术研究进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：智能电能表;质量数据采集;质量监控技术

1智能电能表概述

当前，在我国供电企业中使用率较高的电能表是先进且新型的智能电能表，该电能表是由多个单元组合而成的，与传统的电能表相比，具有实时监控、信息数据的存储和处理以及自动调整费率和计价等功能。通过应用智能电能表，可帮助供电企业不断优化供配电方案，促进电力技术不断地发展。近年来，随着电力技术的进步，智能电能表的功能呈多样化发展趋势，比如在电能表内设置处理程序，缴费后通过磁卡恢复供电、显示不同时间段的电价等。

2智能电能表质量数据采集系统设计

2.1采集系统架构设计

在实际应用中，智能电能表质量数据按照数据来源，可以分为研发设计、物料采购、生产制造、出厂供货四类。采集器会将这些数据信息传送到各种类型的通信网络中，其中有SMS无线网、GPRS/CDMA无线网和光纤网，无线传输网一般是公用的，而光纤网则是要自己专门创建。数据信息通过转换，经过路由器和防火墙之后，通过各种网络类型的前置机到达了光端机，经过交换机到达服务端平台。

2.2电能表运行误差分析模型

低压台区配电变压器处安装高精度电能计量装置，称其为总电能表，用其完成整个台区用电总量的测量;并且整个台区的各用户均安装高精度电能计量装置，称其为分电能表。用电信息在实际采集时，分电能表的测量精度均低于总电能表一个等级，因此整个台区的总用电量用总表的测量数值表示。如果设定总电能表不存在测量误差、相对误差加权平均值不变，且该加权平均值为数个连续计量周期内的，可将其理解为电能表的误差水平在一定时间段内不存在变化。理论计算的主要条件是保证台区内户变关系正确。当采集电量数据存在缺失时，可将该时间段内所有电能表数据去除，只需保证选取数据量大于分电能表数量。

2.3安全机制

在数据读写的传输过程中，普遍使用数字密码加密的方式来实现数据安全防范，在区域与区域传输线路中建立密码体系，直接对交互数据进行加密，防止非法用户进行窃取关键信息，保证数据的完整性和可靠性。传统方法构造防火墙来防御外来非法用户入侵，但是再完美的防御技术始终存在一定的漏洞，因此本研究引入入侵检测和模拟攻防系统，在遇到危险应用时主动挖掘定位得到漏洞信息，并进行铲除。

3智能电能表质量监控技术的应用措施

3.1智能电能表技术标准

智能电能表技术指标应满足Q/GDW354—2009《智能电能表功能规范》、Q/GDW1355—2013《单相智能电能表型式规范》、Q/GDW356—2009《三相智能电能表型式规范》、Q/GDW363—2009《1级三相智能电能表技术规范》、Q/GDW364—2009《单相智能电能表技术规范》、Q/GDW365—2009《智能电能表信息交换安全认证技术规范》的要求。

3.2优化计量芯片

要想让智能电能表在使用的过程中尽可能稳定运行，降低计量故障出现的概率，电力企业要对计量芯片进行优化。①企业可以通过使用更高质量的材料来实现这样的目的。尤其对于智能电能表内部的一些敏感元件来说，应用更好的材料能够非常明显地提升电表的使用性能。如对于压敏元件来说，优化计量芯片就能让压敏元件在更强的压力下正常运转，这对于整个智能电能表的使用都会产生一定的积极作用。②在优化计量芯片时，还可以通过优化线路的布局来达到提升芯片使用效果的目的。因为良好的线路布局能够很好避免一些线路之间的互相干扰，让信号的传输更加准确，这样对于计量准确性的提升也大有好处。

3.3计量功能应满足以下要求

①计量装置与站控层通信应支持MMS协议，与合并单元通信应支持DL/T860—9—2标准，以网络方式或点对点方式采集电流、电压信息。②应能准确地计算电能量，计算数据完整、可靠、及时、保密，满足电能量信息的唯一性和可信度的要求。③应具备分时段、需量电能量自动采集、处理、传输、存储等功能，并能可靠地接入网络。应根据重要性对某些部件采用冗余配置。④计量用互感器的选择配置及准确度要求应符合DL/T448—2016《电能计量装置技术管理规程》的规定。

3.4电表数据自动分类过程中的数据处理

对于数据中干扰数据的消除，由于可以对不随时间变化的数据进行重复测量，因此仅考虑了干扰值，在这种情况下，评估错误数据的准则包括莱以特准则（3δ）、罗曼诺夫斯基测试准则、格鲁布斯（测验准则和迪克森测验准则。其中，标准3δ适用于具有大量测量数据的一系列测量，该标准的可靠性较低，但易于使用，因此，在要求不高的情况下经常使用它。对于少量数据测量，应使用罗曼诺夫斯基准则。格鲁布斯准则具有最高的可靠性，通常测量次数为n=20～100。如果测量次数很少，则使用罗曼诺夫斯基准则检验。如果需要从测量列中快速识别出带有错误的测量值，则使用迪克森测验。

3.5智能电表质量数据分析框架

根据大数据技术的在电表数据上的处理应用方法。采用了大数据挖掘方法与现阶段研究相结合的思路，利用了大数据技术在处理复杂海量信息的優势，将数据分类处理，解决了现阶段部分研究方法无法直接应用的难点。同时，考虑到智能电表的复杂特征数据，采用大数据挖掘方法进行分析能够实现现阶段典型电表质量研究在大数据环境下的延伸。最后以宏观统计、误差及故障分析、可靠性评估、在线监测、全周期质量分析等结果展现出来，实现有价值的信息共享。

参考文献

[1]董永乐，李轩，余佳，张理放，白露薇.基于光纤通信的新式智能电表数据采集架构与实现[J/OL].电测与仪表

[2]王伟福，韩力，卢晓雄.电力智能终端数据采集无线通信安全研究[J].网络空间安全，2020，11（12）：7-14.

[3]孙鲸鹏.智能电表数据采集系统设计与分析[J].计算机产品与流通，2020（10）：158.