计量自动化系统中智能电表的应用

计量自动化系统中智能电表的应用

摘要：随着中国南方电网有限责任公司在计量业务管理领域提出的一体化、集

约化、精益化管理要求，智能电表和低压集抄全覆盖工作全面推进，接入计量自

动化系统的计量装置越来越庞大，数据越来完整，同时要求电能量数据采集及时

准确，只有保障了电力企业的不断发展，才能推进社会的不断进步，实现社会经

济效益的不断发展。因而为了配合日益增长的用电需求以及电力企业的崛起，行

业间对于计量自动化技术进行了研究，从而节约生产成本，提高工作效率，避免

由于企业规划不合理而造成的不必要的浪费。本文针对计量自动化系统建设现状，结合现场工作经验，对现有智能电表数据采集状况进行分析，并提出完善建议。

关键词：计量自动化；智能电表；数据挖掘

随着电力改革与低压集抄建设的不断推进，距离智能电表全面覆盖也变得指

日可待。作为智能电网（特别是智能配电网）数据采集的基本设备之一，智能电

表承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和

信息展现的基础。计量自动化系统能实时采集整个电网系统的各个计量节点的电

能量数据。系统内存在大量详实可靠的数据，但计量自动化系统并未完全将这些

数据涵盖进来，数据价值没有被充分挖掘。本文将分析计量自动化系统在数据获

取上存在的不足，并就如何挖掘智能电表运行数据及分析应用计量自动化系统业

务给出建议，最终给出效益分析。

1 智能电表运行现状

计量自动化体系主要是通过固定的程序对电力工作的系统进行掌控，同时实

现计量运作的智能化与系统化，从而减少企业的成本支出，避免人力物力不必要

的浪费，使得资源利用与分配达到利益最大化，从而带动企业的可持续发展。计

量自动化系统为供电局各部门提供了大量详实可靠的原始远程抄表数据。在系统

平台方面，也初步完成了电能量数据在线损管理、负载率等功能上的应用，但除

去基本计量数据外，其对部分电能量数据尤其是一些智能电表状态数据、历史数

据并没有采集，相关数据应用还处于空白阶段，电能量数据管理仍有一定提升空间。

1.1 采集数据单一

智能电表将先进的通信技术引入到新型的电子式计量设备中，集成程度极高，具备丰富的计量、通讯能力，能实现能耗监测、状态监测等功能。然而，计量自

动化系统也只采集了基本的计量数据，如日冻结正向有功总电能数据和（当前）

正向有功总电能数据，对其他数据如表计电压数据未进行采集，造成信息闲置。

1.2 信道利用率低

现有通信信道分为上行、下行两种，上行多为4G信道，下行一般为电力线

载波信道，排除通信流量等因素，仅对通信能力，信道负荷分析来看，目前信道

仍存在极大富余，电量抄读完毕后的剩余时间通信信道基本处于空闲状态，未能

充分利用。

1.3 人工排查电表异常

目前计量系统未能给智能电表用电异常提供判断依据，用电异常分析主要采

用人工现场排查的方式。系统辅助信息不足，难以开展后台分析工作；人工分析

方式较单一，耗时较长。复杂故障，尤其是电流波动异常的计量故障、窃电手段

不能及时被发现。

针对智能电表数据采集现状，如何在挖掘智能电表本身已支持的数据的基础

上，进一步完善计量自动化系统，也成为配电网建设中亟待解决的问题。

2 应用分析

计量自动化系统是利用现代数字通信技术、计算机软件技术、电能计量技术

以及电力营销技术来实现日常生活中用电需求的实时信息的采集和分析，如果能

充分利用现有智能电表数据，完善计量自动化系统，便能极大地提高我国的用电

效率、故障排查效率。下文将从信道资源利用情况探究智能电表扩展数据采集的

可能性以及如何从电能表支持数据项分析现有系统未采集的闲置数据，以此对计

量自动化系统主站配套建设给出分析建议。

2.1 信道资源

选取现场若干台区，测试电力线载波信道利用情况，如表1。

表1 台区抄表时长统计

从表中可以看出，日冻结电量数据抄读完毕后，剩余时间信道基本处于空闲

状态，信道仍存在极大富余，为抄读扩展数据提供充足的通信资源。

2.2 表计数据挖掘

通过分析DLT645-2007智能电表协议并测试现场电表，从中选取有代表意义

却未能充分利用的闲置数据，列举如下：

2.2.1 零线电流、火线电流数据

通过获取表计实时零线电流、火线电流数据，可以排查窃电行为及用电异常。例如，火线电流小于零线电流，很有可能是通过影响火线电流的方式进行窃电行为，通过远程获取分析零火线电流差异，可以排查这种窃电行为。如果火线电流

大于零线电流，很有可能存在线路漏电，威胁用户安全，同时会导致用电量与实

际不符，影响客户满意度。

2.2.2 开表盖数据

开表盖数据，是最有力的窃电排查证据。以往针对开表盖改装电表窃电，往

往是现场实际确认窃电可能时才会拆除表计检验辅助确认，造成本末倒置的现象。如果能够远程读取开盖记录，主站分析窃电可能性较大的表计，进而通过现场共

同确认，将会极大地提高排查效率。

2.2.3 时钟电压

根据电能表现场运行经验，时钟电池欠压问题非常常见，一旦时钟欠压，智

能电能表会出现时钟不准的情况，进而导致日冻结出现问题。目前往往是时钟异

常后才开始人工治理，浪费时间且会影响计量。如远程计划性监控表计时钟电压，则能大大提高工作效率。

2.2.4 表计电压

线路较长的台区，在用电高峰时期，容易出现末端电压过低的情况。现有的

监测办法往往是加装监测设备，成本较高。其实，我们完全可以通过读取高峰时

期台区末端表计电压数值，进行分析治理。

3 应用效益

根据上文分析，信道资源充足加上设备具备自身支持的条件，挖掘智能电表

数据无需额外设备。利用现有系统资源，建设改造成本低。

3.1 提高计量装置用电异常排查效率

采用远程监控的方式，获取详细的电表运行参数。计量系统对失压、失流等

异常数据开展电能量原始数据分析，为现场排查提供准确的辅助信息，大大降低

排查数量，显著缩短异常定位时间，及时处理计量故障，有效降低人力成本，提

升排查效率及企业经济效益。