一种台区数据分钟级同频采集方法及系统技术方案

一种台区数据分钟级同频采集方法及系统,台区用电采集方式包括1)Ⅰ型集中器+Ⅰ型采集器+RS485电表，2)Ⅰ型集中器+Ⅱ型采集器+RS485电表；所述集中器及采集器配置分钟级通信协议，实现对电表数据的分钟级同频采集。本发明专利技术扩展了集中器与采集器的通信协议，对应配置分钟级采集方案，实现分钟级数据采集，提高了用电信息采集频率，为对配电网台区深入进行用电特性分析、用电预期评估、用电潜力挖掘、用电需求适应等用电服务质量提升工作提供了良好的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种台区数据分钟级同频采集方法及系统
本专利技术属于电力
，涉及配电网中现场数据的采集，为一种台区数据分钟级同频采集方法及系统。技术背景随着电力技术的发展，泛在电力物联网的相关技术日益发展。为满足泛在电力物联网建设对配电网相关信息采集系统的更高要求，对配电网云端、管理端、边缘端和终端的运行与控制进行全面的性能提升成为必然趋势。在目前，配电网电力信息采集系统主要以下述技术与设备架构来实现：1.在感知侧的用电信息采集设备部署中采用Ⅱ型集中器+485表、Ⅰ型集中器+载波表、Ⅰ型集中器+Ⅰ型采集器+485表、Ⅰ型集中器+Ⅱ型采集器+485表四种部署方式。集中器对采集器和电表进行数据抄录一般通过HPLC1376.2协议包645，对包括日冻结、月冻结、15/60分钟历史曲线、60分钟事件等在内的数据进行采集。同时在表箱前、电表前和低压分支部署有末端监测单元起故障监测作用；2.在感知侧的配电信息采集设备部署中在低压变电两端分别部署配电开关监控终端(FTU)、数据传输装置(DTU)和配电变压器检测终端(TTU)，对设备状态、环境状态、电气状态进行数据采集。同时在低压端口部署有关口表采集用电日冻结数据；3.在网络端用电信息采集系统一般采用无线专网/公网+HPLC1376.1通信协议进行数据上传，在用电采集系统主站进行集中数据处理分析。配电信息采集系统中DTU与FTU通过光纤或无线专网/公网将数据上传至配电自动化系统，TTU则需额外经过一个配电安全接入网关。目前的配电网电力信息采集系统技术与设备架构应用广泛，技术成熟度高，可靠性好，系统冗余度高，稳定性强。但也存在以下几点不足：1.变压器低压端部署了TTU与关口表，两个设备都具有对电气量进行交流采样的能力，造成了功能上的重复；2.用电信息采集系统与配电信息采集系统两套系统在采集数据上的重合度很高，主要在采集频度上存在差别，在一定程度上带来感知设备的资源浪费；3.在表箱前、电表前、低压分支端部署的大量末端监测设备大幅增加了运行维护成本，经济性差；4.目前用电信息采集系统的采集频率最高只能达到15分钟级，这对于分析用户特性、用户需求、用电潜力并进一步为用户提供更优质的用电服务来说仍然力有不逮，急需进一步提高数据采集频率；5.目前的技术架构中数据处理分析主要集中在云端的系统主站中，海量的设备接入给云主站带来了较重的计算压力，有必要在边缘侧加入边缘计算服务，减轻云主站的业务压力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：当前用电信息采集系统运维成本高、采集频率低，不能满足用电信息采集的需求。本专利技术的技术方案为：一种台区数据分钟级同频采集方法，台区用电采集方式包括1)Ⅰ型集中器+Ⅰ型采集器+RS485电表，2)Ⅰ型集中器+Ⅱ型采集器+RS485电表；所述集中器及采集器配置分钟级通信协议，所述分钟级通信协议基于DL/T645和Q/GDW1376.2协议扩展，并根据扩展的协议对应扩大采集器存储空间；对DL/T645的扩展为：在DL/T645协议基础上实现支持分钟级采集的通信接口，对645报文的数据标识进行扩展，使其通过一个数据标识采集包括电压、相线电流和有功功率在内的多个数据项；Q/GDW1376.2涉及集中器的通信，对Q/GDW1376.2的扩展为：对Q/GDW1376.2协议通信抄表报文格式进行扩展，在1376.2协议上下行报文中封装的645报文格式中加入时标，通信载体对象在收集全下行报文里所有645报文的应答后，统一组成一帧回复给集中器。进一步的，采集器分别与用电信息采集平台和/或边缘物联代理通信，边缘物联代理用于实现电力物联网。本专利技术还提供一种台区数据分钟级同频采集系统，包括集中器和采集器，按照以下两种方案配置采集结果：1)Ⅰ型集中器+Ⅰ型采集器+RS485电表，2)Ⅰ型集中器+Ⅱ型采集器+RS485电表；所述采集系统设备中配置有通信协议和采集程序，所述通信协议和采集程序被执行时实现上述的台区数据分钟级同频采集方法。与现有技术方案相比，本专利技术具有的有益效果是：1.本专利技术实现了分钟级同频采集，从软硬件部署上提升集中器和采集器的性能。由以往的15分钟级采集频率提升为分钟级采集频率，采集频率的提高带来的直接问题就是数据通信量的增加，对设备间的通信设置、设备的结构部署等均提出了新要求。本专利技术一方面扩展了集中器与采集器、采集器与电表之间的通信协议，得到新的采集器与集中器，克服了原有通信协议和设备对大量数据通信带来的限制，进而修改抄表策略实现分钟级数据采集，充分激发了智能电表感知能力，提高了用电信息采集频率，另一方面采用载波并发模式提高HPLC通道利用率，配合采送频率的提高，提高设备间数据的传输能力。通过多方面软硬件及系统框架的共同协调设计，实现分钟级同频采集，在本专利技术方案下，可有利于实现台区状态实时感知、故障定位、主动抢修、能效分析、线损精益化管理等功能，这是以往15分钟级数据采集无法实现的；还为深入地对用户进行用电特性分析、用电预期评估、用电潜力挖掘、用电需求适应，用电服务质量提升提供了良好的基础，真正实现了“云、大、物、移、智”的深度结合；2.本专利技术专注于用电信息采集，设计了一种台区数据用电信息采集方法系统，通过边缘物联代理的部署，进行边端融合，实现了感知层营销与配电数据贯通，避免了过度传感建设，避免了功能重复及感知设备的资源浪费，降低了系统运维成本，提高了经济性；3.本专利技术基于边缘计算框架设计，为用电信息采集平台进行进一步数据分析处理提供了更好的基础，减轻了用电信息采集平台的计算压力。附图说明图1是本专利技术中新Ⅰ型集中器+新Ⅰ型采集器分钟级数据采集设备部署方案示意图。图2是本专利技术中新Ⅰ型集中器及新Ⅱ型采集器分钟级数据采集方案示意图。具体实施方式为解决当前用电信息采集系统运维成本高、采集频率低等问题，本专利技术对台区中的集中器、采集器、HPLC软硬件进行基于DL/T645和Q/GDW1376.2协议扩展升级，给出了适用于台区数据分钟级同频采集的系统及方法，本专利技术的分钟级通信协议基于DL/T645和Q/GDW1376.2协议扩展，并根据扩展的协议对应扩大采集器存储空间；对DL/T645的扩展为：在DL/T645协议基础上实现支持分钟级采集的通信接口，对645报文的数据标识进行扩展，使其通过一个数据标识采集包括电压、相线电流和有功功率在内的多个数据项；Q/GDW1376.2涉及集中器的通信，为解决系统接入的电表数量较多，采集器在某一分钟用于分钟级数据的传输时间不足，不能在该分钟内上传所有电表的分钟级数据的问题，对Q/GDW1376.2的扩展为：对Q/GDW1376.2协议通信抄表报文格式进行扩展，在1376.2协议上下行报文中封装的645报文格式中加入时标，通信载体对象在收集全下行报文里所有645报文的应答后，统一组成一帧回复给集中器。DL/T645是多功能电能表通信协议，Q/GDW1376.2为电力用户用电信息采集系统通信协议，均为电力行业标准协议本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种台区数据分钟级同频采集方法，其特征是台区用电采集方式包括1)Ⅰ型集中器+Ⅰ型采集器+RS485电表，2)Ⅰ型集中器+Ⅱ型采集器+RS485电表；所述集中器及采集器配置分钟级通信协议，所述分钟级通信协议基于DL/T 645和Q/GDW 1376.2协议扩展，并根据扩展的协议对应扩大采集器存储空间；对DL/T 645的扩展为：在DL/T 645协议基础上实现支持分钟级采集的通信接口，对645报文的数据标识进行扩展，使其通过一个数据标识采集包括电压、相线电流和有功功率在内的多个数据项；Q/GDW 1376.2涉及集中器的通信，对Q/GDW1376.2的扩展为：对Q/GDW 1376.2协议通信抄表报文格式进行扩展，在1376.2协议上下行报文中封装的645报文格式中加入时标，通信载体对象在收集全下行报文里所有645报文的应答后，统一组成一帧回复给集中器。/n

【技术特征摘要】
1.一种台区数据分钟级同频采集方法，其特征是台区用电采集方式包括1)Ⅰ型集中器+Ⅰ型采集器+RS485电表，2)Ⅰ型集中器+Ⅱ型采集器+RS485电表；所述集中器及采集器配置分钟级通信协议，所述分钟级通信协议基于DL/T645和Q/GDW1376.2协议扩展，并根据扩展的协议对应扩大采集器存储空间；对DL/T645的扩展为：在DL/T645协议基础上实现支持分钟级采集的通信接口，对645报文的数据标识进行扩展，使其通过一个数据标识采集包括电压、相线电流和有功功率在内的多个数据项；Q/GDW1376.2涉及集中器的通信，对Q/GDW1376.2的扩展为：对Q/GDW1376.2协议通信抄表报文格式进行扩展，在1376.2协议上下行报文中封装的645报文格式中加入时标，通信载体对象在收集全下行报文里所有645报文的应答后，统一组成一帧回复给集中器。


2.根据权利要求1所述的一种台区数据分钟级同频采集方法，其特征是按照如下方式配置集中器、采集器的任务策略，实现分钟级同频数据采集：
1)集中器
集中器任务包括中继任务和定时采集任务，中继任务为由用电信息采集平台发来的任务，定时采集任务包括日冻结任务、月冻结任务、60分钟任务、15分钟任务和1分钟任务，定时采集任务的优先级低于中继任务，当有中继任务需要执行时，停止当前定时采集任务，执行完所有中继任务后，恢复定时采集任务，在定时采集任务的任务调度上，集中器按照日冻结、月冻结、60分钟、15分钟、1分钟的优先顺序进行任务执行，定时采集任务按照DL/T645规约定义的报文交互流程及数据帧格式实现；
在本地数据存储方面，日冻结数据每天采集一次，每次采集的数据存储在集中器自带的存储器中；月冻结数据每月选取一天采集，当天采集多次；包括集中器事件和电能表事件在内的事件写入集中器自带的存储器中等待上报；15分钟数据不予存储；1分钟数据采集任务启动时先缓存上一分钟的数据；以上数据在存储器容量满后自动覆盖最早数据；
2)采集器
采集器任务也包括中继任务和定时采集任务，其中定时采集任务的优先级与集中器相反，采用1分钟、15分钟、60分钟、日冻结、月冻结的优先级顺序定时采集任务按照优先级依次执行，1分钟任务每分钟启动，只存储最近几分钟的数据；15分钟任务在每小时的5分、20分、35分、50分启动，只存储一个15分钟数据；日冻结任务在每日0时20分启动，只存储一天的数据；月冻结任务在过月的0时25分启动，只存储的一个月的数据；定时采集任务还包括15分钟曲线任务，每15分钟采集一次，分别在每日12:15和0:15读取48个点数据，任务优先级最低；以上的所有任务采集到的数据均存储在采集器的RAM中。


3.根据权利要求1或2所述的一种台区数据分钟级同频采集方法，其特征是Ⅰ型集中器及Ⅰ型采集器分钟级数据采集方案部署如下：
1)Ⅰ型集中器对被监测电压采用有效值采样，采样周期至少每秒1次，并作为预处理值贮存；Ⅰ型集中器以1分钟作为一个统计单元，取1分钟内电压预处理值的平均值，作为被监测对象即时的实际运行电压；
2)对Ⅰ型集中器设置抄表策略，增加对采集器分钟级采集任务，Ⅰ型集中器上行通信方式设置为混合模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：马洲俊，周冬旭，朱红，崔恒志，韦磊，蒋承伶，谭晶，胡游君，施健，魏训虎，蔡世龙，陈克朋，张华峰，周鹏，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，国网江苏省电力有限公司，南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32