摘要：在電力采集系統(tǒng)中，利用電力寬帶載波（HPLC）高速率特點，可以有效提升電能表抄表速度，并實現(xiàn)對電能表電壓、電流等高頻數(shù)據(jù)的采集，進而有效開展供電線路老化趨勢分析，監(jiān)測電網(wǎng)電壓質(zhì)量和負荷波動情況。但目前電力終端實現(xiàn)高頻數(shù)據(jù)采集的方法五花八門，沒有統(tǒng)一的標準，且采集成功率高低不一。現(xiàn)介紹一種利用HPLC實現(xiàn)高頻數(shù)據(jù)采集及補抄的方法，對提高高頻數(shù)據(jù)采集率有一定的參考作用。

關鍵詞：電力采集終端;HPLC;高頻采集

0 引言

目前，低壓電力采集終端（以下簡稱“集中器”）上的下行通信模塊即將大規(guī)模升級成寬帶載波（HPLC）。在寬帶載波臺區(qū)，電力線通信的可靠性和穩(wěn)定性顯著提升。相比于窄帶臺區(qū)，使用HPLC技術的集中器除了要采集日凍結(jié)數(shù)據(jù)外，還要對臺區(qū)下所有電能表的高頻實時數(shù)據(jù)進行采集。但對于規(guī)模大或者信道條件差的臺區(qū)，HPLC的通信質(zhì)量容易受時段影響，很難保證當天所有電能表的數(shù)據(jù)都抄讀成功。因此，需要針對HPLC臺區(qū)下的集中器進行抄表算法的優(yōu)化，以適應越來越復雜的臺區(qū)環(huán)境和日益增多的數(shù)據(jù)抄讀量，進一步提升數(shù)據(jù)采集成功率。

1 高頻數(shù)據(jù)采集工作原理

在電力采集系統(tǒng)中，HPLC臺區(qū)下的集中器需要每天采集96點實時用電數(shù)據(jù)用于供電質(zhì)量相關指標分析，高頻數(shù)據(jù)一般包括電壓、電流、功率因數(shù)等[1]。集中器根據(jù)現(xiàn)場電能表的情況，定期采集電能表中的數(shù)據(jù)，將采集成功的數(shù)據(jù)加上時標存儲至集中器中，等待主站召測或主動上報。

1.1 ? ?現(xiàn)有采集方法

1.1.1 ? ?臺區(qū)下電能表不支持負荷曲線數(shù)據(jù)

集中器從每天00：00開始，采集臺區(qū)下電能表的實時數(shù)據(jù)。采集間隔為15 min，采集間隔起始從0分開始。以集中器當前時間為基準，按照15 min的倍數(shù)處理后作為時標，如數(shù)據(jù)返回時集中器當前時間為2021-07-18T15：23：23，則時標為2021-07-18T15：15：00。

1.1.2 ? ?臺區(qū)下電能表支持負荷曲線數(shù)據(jù)

集中器按照時標抄讀電能表中前一天或前一時間點的負荷曲線數(shù)據(jù)，并根據(jù)抄讀時標將電能表返回的數(shù)據(jù)存儲到集中器中。為保證數(shù)據(jù)的實時性，建議抄前一個時間點的負荷曲線。負荷曲線數(shù)據(jù)的抄讀格式如表1所示。

1.2 ? ?目前存在的問題

集中器每天除了需要抄讀高頻數(shù)據(jù)，還要抄讀電能表的日凍結(jié)數(shù)據(jù)、需量數(shù)據(jù)、全事件等，這些數(shù)據(jù)的抄讀優(yōu)先級比高頻數(shù)據(jù)高[2]。因此，在00：00以后，集中器無法抄讀高頻數(shù)據(jù)，導致無法抄讀的時間段內(nèi)存在數(shù)據(jù)“漏點”。

2 問題分析

鑒于1.2中的問題，本文將介紹一種基于HPLC的高頻數(shù)據(jù)補抄方法，本方法在1.1.2的基礎上，引入了針對負荷曲線數(shù)據(jù)的補抄方案。在保證日凍結(jié)數(shù)據(jù)優(yōu)先抄讀的前提下，分階段對漏抄的曲線數(shù)據(jù)進行補抄。經(jīng)過實際驗證，本方案不僅能抄完正常臺區(qū)下所有電能表當天的高頻數(shù)據(jù)，還能往前補抄前兩天漏抄的高頻數(shù)據(jù)。

3 優(yōu)化措施

集中器每天抄完日凍結(jié)數(shù)據(jù)后，再進行高頻數(shù)據(jù)的抄讀;抄讀高頻數(shù)據(jù)時，每15 min為一個抄表周期，在抄表周期內(nèi)優(yōu)先抄讀當前時間點的數(shù)據(jù)。抄完后，緊接著對之前漏抄的數(shù)據(jù)進行補抄。在每個周期的補抄時間內(nèi)，將之前漏抄的數(shù)據(jù)點按照距離當前時間的大小，劃分為上1個，上2個，…，上n個點，并且將數(shù)據(jù)項的抄讀機會均勻地分配給每一個測量點，避免少數(shù)電能表擁有特權。臺區(qū)下有些電能表不支持負荷曲線的方式抄讀，對其抄讀會浪費大量時間。為進一步提升采集效率，引入黑名單機制，在抄讀數(shù)據(jù)的過程中，對電能表的返回報文進行分析，如果認定該電能表不支持負荷曲線，則將該電能表拉入黑名單，本輪不再抄讀。

具體操作流程如下：

假設某臺區(qū)采用寬帶載波方案，下面接有k塊電能表，分別為P1～Pk。每天需要抄讀電能表的日凍結(jié)數(shù)據(jù)a項，分別為F1～Fa，以及電能表的負荷曲線數(shù)據(jù)b項，分別為H1～Hb。

（1）流程開始，首先抄讀電能表的日凍結(jié)數(shù)據(jù)，一共k×a項，耗時x分鐘;

（2）開始曲線抄讀任務，并保證HPLC中CCO為集中器主動模式;

（3）在抄讀曲線數(shù)據(jù)前，根據(jù)日凍結(jié)數(shù)據(jù)的抄讀時間，為所有電能表計算出需要補抄的時間點y=x/15，記為p1-d1—p1-dy…pk-d1—pk-dy;

（4）按照電能表順序，依次抄讀當前時間段所有電能表的曲線數(shù)據(jù);

（5）如果電能表回否認報文，將該電能表置于黑名單中，本輪不再抄讀;

（6）當前時間段曲線數(shù)據(jù)抄完后，根據(jù)剩余時間，制訂當前時間點的補抄計劃，計算公式為：補抄點數(shù)n1=[（剩余時間T1/單個ID平均抄讀時間T2）/測量點個數(shù)k]/曲線數(shù)據(jù)項個數(shù)b;

（7）開始補抄流程，找到距離當前時間最近的一個點d1，根據(jù)步驟（6）計算的補抄點，對所有需要補抄的數(shù)據(jù)項按照p1-d1—pk-d1的順序補抄;

（8）步驟（7）執(zhí)行完成后，繼續(xù)找到距離當前時間最近的一個點d2，對所有需要補抄的數(shù)據(jù)項按照p1-d2—pk-d2的順序補抄;

（9）重復執(zhí)行步驟（7），直到補抄完所有n1個時間點的數(shù)據(jù);

（10）開始下一輪曲線抄表，按照步驟（6）計算出當前時間點的補抄個數(shù)n2，重復執(zhí)行步驟（7）;

（11）重復執(zhí)行步驟（9）和步驟（10），執(zhí)行次數(shù)為m，直到n1+n2+n3+…+nm=y;

（12）全部抄讀完畢，流程結(jié)束。

高頻數(shù)據(jù)采集流程圖如圖1所示。

4 現(xiàn)場驗證結(jié)果

將改進措施在四川現(xiàn)場進行試掛測試，發(fā)現(xiàn)具有補抄功能的集中器高頻數(shù)據(jù)采集率較原先有較大幅度提高，特別是500塊電能表以上的大臺區(qū)，每日96點高頻數(shù)據(jù)采集成功率由最低87%左右提升至99%以上。具體結(jié)果差異如表2、表3所示，其中應采集點數(shù)和實際采集點數(shù)均為電壓、電流、功率三類數(shù)據(jù)按照15 min間隔、每天采集96個點的數(shù)據(jù)總和。

5 結(jié)語

本文介紹了電力系統(tǒng)中對高頻數(shù)據(jù)進行采集的兩種常用方法，對采集過程中可能出現(xiàn)的問題進行了簡要分析，并提出了一種基于負荷曲線的優(yōu)化措施，該措施可以有效解決高頻數(shù)據(jù)采集和日凍結(jié)數(shù)據(jù)采集或其他數(shù)據(jù)采集的沖突，進一步提高高頻數(shù)據(jù)的采集成功率。

[參考文獻]

[1] 唐永紅，鄭曉雨，馬進.實際電網(wǎng)中提高負荷模型實用性的方法[J].電網(wǎng)技術，2010，34（7）：47-51.

[2] 于晶晶.電力線載波遠程抄表系統(tǒng)的研究[D].西安：西安科技大學，2006.

收稿日期：2021-07-21

作者簡介：黃旺（1994—），男，江西宜春人，研究方向：載波抄表。