电力系统监控和数据采集系统研究

任剑峰 任亮民

摘要：随着深入推进电力体制改革、建设能源互联网、实施大数据创新应用等国家战略的推进，计量传统业务向新型业务拓展，营销业务向社会化全业务链延伸。跨专业协同持续深化，对电力系统监控和数据采集系统的支撑能力提出新的要求。面对新形势新挑战，全面总结采集系统建设的基本情况和主要成效，梳理系统建设过程中的不足，分析面临的外部形势，结合业界成熟的新技术，提出新一代电力系统监控和数据采集系统。

关键词：电力系统监控;数据采集系统

1用电采集系统现状

1.1数据存储

数据库读写性能存在瓶颈。采集系统建设规模不断扩大，系统日数据量处理增多，需要采集的数据呈线性增长，传统关系型数据库在数据入库、读取效率等方面均存在性能瓶颈，无法满足数据存储及应用开展的需要。同时，庞大数据量对数据备份造成很大压力，数据库备份耗时越来越长，数据恢复可能需要花费数以天计的时间，影响核心业务的开展。

1.2数据采集服务

数据采集服务主要负责通讯前置、报文解析、数据入库。在海量数据接入的情况下，高峰负荷期间，单台采集前置需要处理的通讯报文数量可能是现在的几十倍乃至上百倍，对采集前置的并发处理能力带来巨大压力。虽然当前采集前置一般采用分布式架构，但每个采集节点承担了任务生成、逻辑控制以及数据入库等多个业务，造成单个节点承担的业务过于繁重，尤其是数据入库效率更是限制了采集前置的线性扩展能力。

1.3主站应用

主站应用主要是实现采集业务流程管理以及基于采集数据开展的数据查询、数据统计分析等相关应用。主要存在的问题是接口缺乏有效管理，加大采集系统负载压力。采集系统为其他业务应用系统提供大量的数据支撑，目前众多接口采用的方式不尽相同，各业务系统间数据需求存在交叉，一对一方式的接口应用导致接口开发重复无度，对采集系统本身造成了很大的接口服务压力，影响采集系统对外提供数据。

2 数据采集系统与监控系统的研究

电力系统定期从RTU数据采集数据是它的基本功能，大多数查询系统都是在电力系统数据采集模式下获得信息，在接收主站RTU的请求之前将数据传输到主站RTU，发送的查询请求状态依据数据值的集合或超出范围的增量变化。这种方法的主要优点是缩短主站的数据传输时间，平均负载的通信线路也比较优越，然而通信线路必须有足够的带宽水平来抑制电力系统中的干扰，快速提供更加准确的数据。数据收集过程是一个特殊的过程，这些子过程为：在采集数据的基础上，研究RTU的迅速变化;定期轮询RTU主站数据;发送必要的数据到第一站RTU主体;错误数据传输控制单元产生的数据转换;通过覆盖上一错误状态校正现有数值库中的原始数据。

2.1 信息显示

数据信息显示是对检索数据库中的数据和实时监测数据进行筛选，并结合采集系统提供的原始数据显示在屏幕上。在索引页（或菜单）上允许操作人员运用光标定位技术显示各种类型的同一系统，这样的功能大大降低了时间和空间的限制，键盘标识符和其他的媒体CRT显示器可以有效显示相关数据。利用动态模拟盘来收集信息，主要是因为电力系统内部变化有分布模拟的显示板上显示模拟数据比较重要。

2.2 电力系统的监测

电力系统的监督操作可以采用远程方法包括选择发电厂或变电站的自动处理系统实现设备选型和实现打开开关的选择，要避免未选定设备的操作或不发送操作指令等错误，这是在数据采集系统中的一个重要的监控和设计步骤，实现高水平的安全性需求。

2.3 信息存储和报告

电力系统的监控状态和数据记录操作过程中的一项重要任务的保护是电力系统的正常运行，通过精确的记录以满足未来的要求和统计的电动操作系统的预测和规划设计等。数据记录通常是实现电力系统运程操作的重要方法，但是要按一定的间隔周期预选的数据集，并将其存储在一个文件中，这个存储点通常是固定的，但在某些特殊情况下需要获取的储存信息更加频繁。历史监控文件和数据采集系统的各种信息源表综合一起，提供有效的数据状态报告。基于这些文件保存历史数据，以处理各种格式的电力系统报表，如具体的运行日期、月份和年度报告等。如果出现特殊情况，断路器打开状态会获得一个异常的记录事件，掌握数据的正确率和中心RTU查询的独立循环。当发生异常事件，主站发送报警信号开启RTU的活跃状态，因此时间精度的基础值对RTU基于事件的序列，还会涉及大量分散的RTU主站。

2.4 数据计算

在电力变压器数值计算过程中，加热变压器和负荷测量之间的密切联系是最常见的变压器读数，一般来说计量单位都是兆瓦，没有电流（单位为安培）就不会的准确的监测数据，由下式（MVA）=（MW）+（2，2）定期计算实时数据，通过比较标称值解读布尔代数的离散点或集点。

2.5报警处理

告诉运行人员发生了异常事件并报告发生的时间、站号、设备和事件的实质，一般称为报警处理。它有多种报警处理及表示方式。处理方法的细节大都被纳入监控及數据采集系统中的一个功能块中。最常用的报警处理输出是按时间先后排列，显示在CRT报警表、打印机硬复制输出和语音报警中。运行人员确认报警之后，立即把运行状态直接转到与其相关的运行位置，进行人工直接干预。

3 结语

总之，电力采集系统需要满足电力用户的相关数据采集和计算分析以及用电参数的实时监控同时还需要对采集到的信息和数据进行汇总、加工、分析深度挖掘内在需求为供电公司提供更及时有效的数据信息，充分发挥采集系统的及时性、灵活性和准确性的技术要求，未电力发展提供准确可靠的数据，未企业管理人员的决策提供可靠数据支持，便于及时分配各种资源提高企业的效率和经济效益。

参考文献

[1]燕宏海.基于GPRS的远程抄表系统的应用研究[D].北京：华北电力大学，2019.

[2]袁和刚.分布式电力远程抄表及预付费软件的设计与实现[D].保定：华北电力大学（保定），2019.

[3]何志伟，宋雪娜.低压电力用户远程集中抄表系统通信信道技术浅析[J].电力标准化与技术经济，2020，15（2）：17-20.