电能计量异常智能监控与分析

电能计量异常智能监控与分析

李文煊

国网山西省电力公司太原公司供电公司 山西省太原市 030000

摘 要：随着电力行业市场化改革的推进和电力企业精益化管理要求的提升，计量异常问题越来越受到重视。实时掌握电力设备运行状况和用户用电量数据，为电力企业营销策略的实施提供依据，并提高了经济效益。状态评价过程个人认为对供电企业计量自动化系统信息的应用还有待完善和加强，以达到快捷精准发现异常、分析并分类上报异常或故障、为现场检验或故障处理提供科学合理的依据，提高工作效率，及时准确的排除异常和故障。因此提出电能计量异常监控与分析方法的探究。

关键词：电能计量；异常；监控；研究

引言

电能计量管理主要是对电能计量装置测量方式和测量结果的管理，主要作用是确保电能计量装置能以正确的测量方法获得准确性较高的测量数据。电能计量装置的可靠性直接影响电能计量结果的准确性。实际运行中，由于受不同环境的影响，测量数据会出现起伏变化。

通过对设备异常情况的管控，及时发现电力供应存在的问题，依据实际计量结果来调整电力供应服务的运行方式，选择更加优化高效的电力供应方案，改善现有电力供应环境，从而使电力配置更加科学合理，使电力企业的工作效率和工作质量得到提升。

1 课题研究背景及意义

由于计量自动化系统全面应用、同期线损科学合理的考核、运行计量装置运行状况考核越来越严格。大用户以及变电站计量装置不断增加，而一直采用现场检验（状态检验）方式对电能计量装置进行运维，使得运维越来越力不从心，在现有计量人员和现有运维方式下要确保准确实时掌控计量装置运行情况确保正常运行，存在一定难度。在此背景下，只有改变工作方式、方法进行创新和改进才能实现这一目标。

2 研究思路

运用同期线损异常指标数据、计量自动化系统单一异常分析数据、状态评价数据等与基础数据模型进行比对筛查疑似计量异常的装置。要达到此目标首先需要的数据有：电压、电流、功率因数、电压与电压间夹角、电流与电流间夹角、有无功功率。另外基础数据模型：需分用电性质、负荷大小、补偿投切等将各类情况下计量装置正常运行时采集的负荷参数、基础数据、曲线图、向量图进行基础数据建模。然后将两者进行比对分析。锁定疑似计量异常与故障，现场验证并处理。

3 研究主要内容

3.1 计量自动化系统简介

计量自动化系统能够实现用户电量、负荷、电压、电流等重要数据的实时采集以及计量装置运行在线监测。通过多次采集发现目前计量自动化系统能采集到电能表各元件间电流与电流、电压与电压间夹角，但目前计量自动化系统存在功能缺陷，无法将采集到的数据进行交互、整合，因此无法使用这两个夹角数据，但该数据对分析计量装置异常故障有非常重要，需对此完善。

本次研究的对象主要是专变、变电站计量装置，该类用户通过负荷管理终端和厂站电能量信息采集终端和电能表实现用户用电信息的数据采集和控制管理。

3.2 异常信息收集

异常信息主要来源于GIS生产管理系统、营销管理系统与计量自动化系统、同期线损等系统基础数据，从中主要筛查线损异常、采集系统单一异常、状态评价结果等。

（1）线损异常：主要包括线损过高或偏低，一般10kV线路线损在0%～10%之间，110kV较短联络线线损率3%以内，线路母线平衡率在2%以内。

（2）计量自动化系统单一异常：主要包括电量异常、电压、电流异常、接线等各类型异常。

3.3 异常流程处理

计量异常处理大致流程：接收异常工单及状态评价结论，采集所需数据参数，比对基础数据模型做异常分析，确定疑似计量异常装置及异常、故障类型，现场检证及故障异常处理。目前流程未实现基础数据模型自动比对，是由于模型的建立需要长期收集和总结归纳各类负荷运行特性才能实现，例如牵引站不同于一般变电站，机床加工不同于一般工业，变压器空载不同于带负荷运行等特性。目前状态检验和单一异常故障筛查后数据量较大，且异常判断不够准确。本文提出建立基础数据模型，是想将目前初筛数据与基础数据模型进行比对后剔除误判异常的计量装置，最终达到提供工作效率和确保计量装置正常运行的目的。

3.4 典型异常分析

针对近年来，实际工作中使用自建数据模型筛查解决的110kV某某线线损偏高异常进行分析。110kV某某线（A站与B站联络线）线路仅仅6.6kM，但线路线损近期一直偏高，2020年4—7月同期线损分别为3.1%、3.14%、3.42%、4.13%，不满足110kV输电线路0%～2%的考核要求。

（1）通过核对110kV某某线在GIS生产管理系统、营销管理系统与计量自动化系统基础档案，未发现任何异常。

（2）计量自动化系统数据分析过程为：某某站110kV某某线开关电能表抄表数据与正常运行数据模型进行比对，查电压、电流数据、功率因数值均正常。但某站某支线开关电能表电压数据、功率因数值C相有较小异常。系统导出各相功率因数值，从各相功率因数值计算各相电流、电压间相位角，C相比其它两相角度相差近4°，存在较小异常。

系统导出各相电压值来分析，发现C相电压值较其他两相电压值相差近5V，疑似C线电压异常。

通过以上采集数据，再结合110kV线路正常电压值分析得出：疑似C相二次压降大，为稳妥求证，又从调度自动化系统中查询某某站110kV母线连接方式，发现该站110kV母线Ⅰ、Ⅱ段运行并列运行。

Ⅰ段母线PT和Ⅱ段母线PT在忽略各种误差和压降影响的情况下，两台母线PT二次回路电压值应相等，但从计量自动化系统发现，该计量装置C相电压比其它两相低于10%电压值5V，怀疑Ⅰ段母线PT的C相故障或C相二次回路压降超差或其它情况影响电能表电压。

通过以上综合分析，初步判断某某站Ⅰ段母线PT的C相有电压二次回路异常情况。该异常影响110kV某某线线损率2.77%，如果扣除因二次电压下降导致的线损，该条线路线损率在合格范围。

2020年9月，现场检测人员有针对性到110kV某某站现场检验并排查异常点，110kV某某线电能表显示c相电压比a、b相低于约5V，并分别测试主控室和室外110kVⅠ段母线PT的端子箱二次电压，验证了分析结论正确。

2018年9月现场处理，解决了110kV某某站Ⅰ段母线PT二次电压回路接触不良造成压降过大的问题。

4 采集监控异常分析成效

4.1 完善了计量异常管理机制

现在计量异常信息传递已经由单一营销演变为从营销、调度、运检等多口径传递，计量异常处理在不断改进，通过同期线损和计量异常分析处置工作的运转，进一步强化了调度、运行、营销三大部门和营销内部计量采集、稽查监控、用电业务等专业的协同力度，实现发现异常—工单传递—异常分析—故障处理—归档工单的计量异常闭环管理。

4.2 提高了计量异常处理质效

以前排查计量异常，组织大量人员现场排查，既费时费力，成效不明显。改进后通过人机结合的工作方式，系统筛查与精准锁定、综合分析与现场验证的工作方法，提高了发现和解决计量异常的精准性、时效性和有效性。

5 结束语

造成电能计量装置设施出现异常的原因有很多，可能是设备自身的质量问题或是设备出现损坏，也可能是人为因素。为减少因计量设备出现问题而造成的计量误差，必须监测计量设备。通过不同监测方式及时发现计量设备存在异常的原因，并通过一定技术方式解决问题，从而确保整个电能计量装置的正常运行，保障电力企业获得准确数据，保证电力企业的经济效益。

参考文献

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