CN113034307B - 一种电力企业数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种电力企业数据采集方法，包括：对今日电量计算参数初始化及今日日期及时间变量定义；依据第一步获得初始参数，对样本数据有效性进行检查并在每日计算开始对计算电量缓存清0；第三步：依据获得的样本数据及时间参数，完成样本数据异常处理及今日电量计算，并对计算结果进行校验；昨日电量结果校验，根据获得的样本参数、时间标识从数据库获取今日和昨日0点样本数据，对机组昨日电量进行封闭计算并校验计算结果；全厂电量统计，根据计算结果将各个机组当前的快照值在时间上进行比对，得到最早一台机组的快照时间，并以此时间为基础取得各个机组的计算归档电量进行求和计算并写入数据库。本发明能够提高计算结果的准确性和程序可靠性。

Description

一种电力企业数据采集方法

技术领域

本发明属于电力工业技术领域，具体涉及一种电力企业数据采集方法。

背景技术

近年来电力工业发展迅速，尤其是电力信息化管理发展更为迅猛。如何在安全生产的基础上最大限度的发挥信息管理，做到实时掌握各厂站运行情况，明晰生产经营，从而提高企业的生产管理水平和市场竞争力，已经成为企业发展最为关注的问题。为有效的解决这一问题，将在本年度完成某电力集团厂站侧的每日发电量、供电量、供热量、供汽量统计上传监管工作，以此来提高集团对电厂的安全经济管理水平。

现有技术的缺陷和不足：

由于现场采集装置的问题，采集到的数据经常会有以下4类问题(如图4所示)：

1)数据采样周期较慢，数据密度不能到达每15分钟一个测点值，依照这样的样本会导致计算结果失真；

2)数据采用时间滞后，数据上传时间总是滞后当前时间一段时间，这样会引发计算结果滞后甚至计算数据与真实值结果偏差较大；

3)采样数据跳变，由于在数据测量误差或数据传输时解码异常会偶尔出现异常值，如果不加以判断剔除会导致计算结果严重错误；

4)数据异常中断，由于采集装置或采集软件的意外故障而引起的数据异常中断，该问题必须在计算时加以考虑，否则会导致计算中断。

以上问题都会引起数据计算的异常，为此必须对计算算法进行异常处理才能保证计算结果准确合理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力企业数据采集方法，该方法设计难度小，能够有效防止样本数据在各中意外情况下造成的计算结果偏差，提高计算结果的准确性和程序可靠性。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种电力企业数据采集方法，包括以下步骤：

第一步：对今日电量计算参数初始化及今日日期及时间变量定义；

第二步：依据第一步获得初始参数，对样本数据有效性进行检查并在每日计算开始对计算电量缓存清0；

第三步：依据第一步、第二步获得样本数据及时间参数，完成样本数据异常处理及今日电量计算，并对计算结果进行校验；

第四步：昨日电量结果校验，根据第一步获得的样本参数、时间标识从数据库获取今日和昨日0点样本数据，对机组昨日电量进行封闭计算并校验计算结果；

第五步：全厂电量统计，根据第四步计算结果将各个机组当前的快照值在时间上进行比对，得到最早一台机组的快照时间，并以此时间为基础取得各个机组的计算归档电量进行求和计算并写入数据库。

本发明进一步的改进在于，第一步的具体实现方法如下：

步骤S101，对采集的样本测点名称、计算二次测点名称、及电量倍率系数、发电量计算容量系数进行定义；

步骤S102，获取当前实际时间，对今日日期及时、分、秒数据进行变量赋值并为后续时间调用做准备。

本发明进一步的改进在于，第二步的具体实现方法如下：

步骤S201，获取样本标签当前最新快照值及时间，判断快照时间是否小于今日0点时间，一直到今日2点快照时间未能大于今日0点，则报警输出装置异常；

步骤S202，判断0点样本值有效性，取样本测点0点前后2小数的样本数据，判断样本是否在0点或0点前后获得数据样本并有效；

步骤S203，判断当前时间，在0点30分，和1点30分对今日发电量数据强制规0一次，避免数据中断，本地缓存回写旧值。

本发明进一步的改进在于，第三步的具体实现方法如下：

步骤S301，获取样本当前时间前后2小时数据样本，没有样本数据则给计算标签写入无样本数据质量报警信息；

步骤S302，获取样本最新的2个历史数据，并判断最新的样本数据是否大于上一个样本数据；如果最新的样本数据小于上一样本数据则在计算标签写入样本数据坏质量告警；

步骤S303，获取计算标签的当前快照值并判断是否正常；

步骤S304，获取样本标签的0点插值和当前快照值，0点的插值可用前后样本计算y0＝y(0-1)+((t(0)-t(0-1))/(t(0+1)-t(0-1)))*(y(0+1)-y(0-1))，其中(0-1)和y(0+1)代表0点前后的样本，y代表样本数据，t代表样本时间；

步骤S305，当前电量进行计算，result＝(y(n)-y(0))*g_key，y(n)代表当前样本数据、y(0)代表0点样本插值数据、g_key代表表码倍率；

步骤S306，对当前的result的结果进行判断，要求result>0并且result<g_capacity*2，如果满足该条件则写入计算结果值；g_capacity为该计算机组最大负荷出力，单位万kWh，2代表采用数据最小密度时间间隔2小时。

本发明进一步的改进在于，第四步的具体实现方法如下：

步骤S401，每日0点30至获取昨日电量0点历史值和今日0点电量历史值

步骤S402，计算昨日发电量result 2＝(todayValue-yesterdayValue)*g_key，其中todayValue代表今日0点样本插值，yesterdayValue代表昨日0点样本插值，g_key为表码综合变比，插值计算是在样本在该时刻没有数据时，依据该时刻前后的样本对该样本进行回归计算，如果该时刻有有效数据，则不需要进行插值计算；

步骤S403，判断result 2>0并且result 2<g_capacity*24,符合条件写入昨日电量，g_capacity为该计算机组极限负荷出力，单位万kWh，24代表一天机组最大运行小数；

步骤S404，在今日0点写入昨日发电量最终计算结果。

本发明进一步的改进在于，第五步的具体实现方法如下：

步骤S501，对全厂各个机组计算电量数据昨日0点样本数据进行有效性判断，确保各个机组昨日0点样本数据有效；

步骤S502，对全厂各个机组计算电量获取最新快照数据，并循环判断各机组最新快照时间；

步骤S503，对全厂各个机组计算电量求和得到全厂电量计算结果，并按最新快照时间写入数据库；

步骤S504，从今日0点开始对各个机组今日0点数据校正，直到所有机组昨日发电量计算完毕，最终完成全厂计算电量统计完毕。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

一、为明晰某电力集团各个厂站生产经营情况、每日1时前需要各厂将各厂的经营数据汇总统计上报给集团生产值班室，本***投入前电力行业一直以人工录入的方法或后期计算得方法获得统计经营数据，为此将花费大量的人力和时间，该电量采集***的投入将基本完成电量的自动采集上传工作。

二、本发明充分考虑了厂站侧数据采集中会出现的各类误差，并针对误差会产生的原因做了深入分析后在程序统计计算时给出了异常数据纠正，使得计算结果更加真实可靠。

三、考虑到每日0点的表码数据是每日电量的计算的基准，所以0点样本电量数据必须获取准确。而由于厂站采集器的各类原因会导致样本时间滞后或样本密度不足而在0点时刻没有样本数据，为此必须在计算电量前对0点数据的有效性进行判定，如机组采集数据滞后，程序将延后处理，直到等待2小时后发现***如无2小时前的有效数据，将给信息***发出报警并说明报警原因，对与采集密度不足，造成的0点时刻样本数据丢失，程序将按样本插值回归的方法对0点样本数据进行回归计算，这样就可以解决电量计算因各个厂站采集周期不统一时、时间不同步原因引发的误差处理。

四、由于数据采集时，因表计检修、程序解码、意外干扰等原因引发的样本数据异常，而导致计算结果异常时，本程序还对计算结果进行了校验处理，将过滤掉计算电量的异常结果，保证计算电量的结果在机组发电能力范围内合理有效的数据统计。

五、每日电量计算统计前，本程序还对昨日计算电量进行了封闭校核处理，保证了每日电量的完善统计，使得统计计算在理论上获取到时间样本分秒不差，获取样本数据做到毫厘不差的效果。

六、本程序在对全厂的电量数据计算时，进行了时间同步处理，使得最终全厂的电量统计也做到了数据模型上的时间和数据的闭环处理，保证了全厂统计结果的准确。

总之，该电量上传***，是在深入考虑到厂站则各个采集***会出现的各类数据异常情况后，对电量上传***的电量计算部分在样本时间滞后及样本数据异常两个方面进行了处理和修正，使得原本需要花费大量人力成本进行统计计算、汇总上传的工作实现了网络实时自动上传，并对计算结果进行了校验，保证了统计结果得准确可靠。目前，该***已经在某集团范围内一百多个厂站实现了电量自动上传，效果良好、保障了集团每日实时掌握了全集团的经营情况。

附图说明

图1为典型SIS***网络配置图；

图2为集团侧信息管理***

图3为***数据流程；

图4为样本数据问题；

图5为程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。

1、网络基础

参见图1，针对目前大多数电厂都部署有火电厂厂级实时监控信息SIS***(Supervisory Information System in Plant Level)，将借助现有的SIS***完成各个厂站侧的发/供电量及供热量、供汽量采集、存储、计算及上传集团工作。目前常规的SIS***网络为三层网络构架，即安全I区，部署有数据采集接口机实现和各个***的数据采集功能；以防火墙防护边界后为安全II区部署有汇聚交换机、或SIS存储数据库；以网络单向隔离装置防护边界后为安全III区，部署有MIS接入交换机、SIS镜像数据库、计算服务器、监管服务器接口机。SIS网络位于电厂网络的中间层，起着承上启下的作用。目前，将通过接口机与安全I区内的关口电量***、供热***连接，将该***的相关设备的电量数据、供热/汽一次数据实时采集送往SIS网络III区镜像数据库服务器、同时在计算服务器上部署一套我公司自主开发的计算代理工具完成各机组及全厂每日的发电量、上网电量、供热量、供汽量计算统计。并行在III区的监管服务器接口机内部署有我公司开发的数据上传软件将实现计算数据同步上传工作。

完成计算的数据存储在厂级数据库内，通过我公司开发的数据传输软件利用各个公司的至集团的远程专线送至集团的监管***；该监管***由超融合一体机***划分出若干虚拟机，部署有数据接收服务器、数据库服务器、网站发布服务器、关系数据库最终将各个厂站汇总的数据在内网网站以报表或图形展示的方式实现对标管理。为了更加有效的提升办公效率，在内网经过网闸防护后，部署一套微信发布服务器，这样就可以在用户手机上部署一套集团应用管理软件，为实现集团的移动办公和生产管理提供决策。

2、***组成

目前大多数厂站都有电量计量设备和热量计量设备，电量计量***一般通过电力102规约从电力远动装置上取到各个机组的表码值，热计量装置一般通过MODBUS协议取到现在的热计量表码。采集的表码数据通过网络防护装置送入到电厂信息管理区的SIS数据库内，在该区内的计算服务器上部署有计算代理软件，实现厂级的日发电量、日供热量的汇总计算；汇总完毕后将计算数据上传至集团数据库最终实现集团的对标管理。

3、计算程序

3.1计算要求，参见图3

1)依据《某电力集团电量自动采集项目子站侧实施方案》技术要求，电量自动采集上传设计思想基于下列两方面的可靠性和准确性，第一个是实时在线数据的可靠性和准确性，它来源于现场采集***厂站一次数据，是***的基础；第二个是机组统计计算模型正确建立后统计的集团侧上传数据。两者互为支持，缺一不可。

2)各厂站完成数据底码倍率换算、数据汇总、数据归0处理(每日上传数据从0点开始从新累计)，最终将处理后的数据以每15分钟(根据现场采样频率)的频率上传至集团；

3)集团每日0点45进行电量汇总确认，各子站需对数据接口进行对时服务，保证数据的时效性；

4)集团公司于每日01时30分左右完成数据审核和数据分发工作，当日数据一经分发，各单位将无法修改。如仍发现数据有误，需及时联系集团生产值班室，由集团生产值班室统一修改并再次分发。

3.2数据问题

参加图4，由于现场采集装置的问题，采集到的数据经常会有以下4类问题：

1)数据采样周期较慢，数据密度不能到达每15分钟一个测点值。

2)数据采用时间滞后，数据上传时间总是滞后当前时间一段时间。

3)采样数据跳变，由于在数据测量误差或数据传输时解码异常会偶尔出现异常值。

4)数据异常中断，由于采集装置或采集软件的意外故障而引起的数据异常中断。

以上问题都会引起数据计算的异常，为此必须对计算算法进行异常处理才能保证计算结果准确合理。

3.3程序流程图，参见图5。

本发明依据《某电力集团电量自动采集项目子站侧实施方案》技术要求，在安全生产的基础上最大限度的发挥信息管理，做到实时掌握各厂站运行情况，明晰生产经营，从而提高企业的生产管理水平和市场竞争力近年来电力工业发展迅速，尤其是电力信息化管理发展更为迅猛。如何在安全生产的基础上最大限度的发挥信息管理，做到实时掌握各厂站运行情况，明晰生产经营，从而提高企业的生产管理水平和市场竞争力，已经成为企业发展最为关注的问题。为有效的解决这一问题，将在本年度完成华能集团厂站侧的每日发电量、供电量、供热量、供汽量统计上传集团工作，以此来提高集团对电厂的安全经济管理水平。

电量自动采集上传设计思想基于下列两方面的可靠性和准确性，第一个是网络***构架的可靠性和准确性，它既要做到网络传输的稳定准确又要做到防护安全可靠，是***的基础；第二个是机组统计计算模型的准确和计算程序面对异常数据处理的稳定可靠，两者互为支持，缺一不可。

本发明将借助现有的火电厂厂级实时监控信息SIS***(SupervisoryInformation System in Plant Level)完成各个厂站侧的发/供电量及供热量、供汽量采集、存储、计算及上传集团工作。完成计算的数据存储在厂级数据库内，通过我公司开发的数据传输软件利用各个公司的至集团的远程专线送至集团的监管***；该监管***由超融合一体机***划分出若干虚拟机，部署有数据接收服务器、数据库服务器、网站发布服务器、关系数据库最终将各个厂站汇总的数据在内网网站以报表或图形展示的方式实现对标管理。

事实上，各个厂站侧的电量、热量计量设备众多，每种设备的通讯方式和采集时间都不统一，因此给数据统计及上传带来很多困难。本发明以现有SIS网络平台为基础，在统计算法上对样本数据的时间处理上进行的同步处理，对样本数据值依据现场实际工况进行了纠错判断，有效解决了数据计算偏差及网络投资成本。该方法具有以下优点：

第一：借助现有SIS网络平台，充分发挥出该平台的服务器的计算能力和海量存储优势，有效降低了硬件投资成本；

第二：依托现有的网络防护能力，进行逐级防护，保障了电力***敏感设备的安全防护能力；

第三：借助现有数据库对数据和时标的归档处理能力，计算中对样本数据进行了同步处理，保障了计算结果和统计样本时间上分秒不差；

第四：依据样本统计回归算法，对计算模型进行了关键时刻数据回归校验，剔除了不可信样本数据参与计算、保证了数据样本值采信度可靠提高；

第五：结合可靠采信样本和机组实际运行工况，对机组的未来工况进行了科学合理的范围预算，保证了计算输出结果在合理范围内的精准计算；

第六：对于样本数据在采用时间和通讯解析等原因引起的各类异常，程序中进行了纠错处理，保证的数据计算程序的可靠性。

Claims (1)

1.一种电力企业数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：对今日电量计算参数初始化及今日日期及时间变量定义；具 体实现方法如下：

步骤S101，对采集的样本测点名称、计算二次测点名称、及电量倍率系数、发电量计算容量系数进行定义；

步骤S102，获取当前实际时间，对今日日期及时、分、秒数据进行变量赋值并为后续时间调用做准备；

第二步：依据第一步获得初始参数，对样本数据有效性进行检查并在每日计算开始对计算电量缓存清0；具体实现方法如下：

步骤S201，获取样本标签当前最新快照值及时间，判断快照时间是否小于今日0点时间，一直到今日2点快照时间未能大于今日0点，则报警输出装置异常；

步骤S202，判断0点样本值有效性，取样本测点0点前后2小数的样本数据，判断样本是否在0点或0点前后获得数据样本并有效；

步骤S203，判断当前时间，在0点30分，和1点30分对今日发电量数据强制规0一次，避免数据中断，本地缓存回写旧值；

第三步：依据第一步、第二步获得样本数据及时间参数，完成样本数据异常处理及今日电量计算，并对计算结果进行校验；具体实现方法如下：

步骤S301，获取样本当前时间前后2小时数据样本，没有样本数据则给计算标签写入无样本数据质量报警信息；

步骤S302，获取样本最新的2个历史数据，并判断最新的样本数据是否大于上一个样本数据；如果最新的样本数据小于上一样本数据则在计算标签写入样本数据坏质量告警；

步骤S303，获取计算标签的当前快照值并判断是否正常；

步骤S304，获取样本标签的0点插值和当前快照值，0点的插值可用前后样本计算y0＝y(0-1)+((t(0)-t(0-1))/(t(0+1)-t(0-1)))*(y(0+1)-y(0-1))，其中(0-1)和y(0+1)代表0点前后的样本，y代表样本数据，t代表样本时间；

步骤S305，当前电量进行计算，result＝(y(n)-y(0))*g_key，y(n)代表当前样本数据、y(0)代表0点样本插值数据、g_key代表表码倍率；

步骤S306，对当前的result的结果进行判断，要求result>0并且result<g_capacity*2，如果满足该条件则写入计算结果值；g_capacity为该计算机组最大负荷出力，单位万kWh，2代表采用数据最小密度时间间隔2小时；

第四步：昨日电量结果校验，根据第一步获得的样本参数、时间标识从数据库获取今日和昨日0点样本数据，对机组昨日电量进行封闭计算并校验计算结果；具体实现方法如下：

步骤S401，每日0点30至获取昨日电量0点历史值和今日0点电量历史值

步骤S402，计算昨日发电量result 2＝(todayValue-yesterdayValue)*g_key，其中todayValue代表今日0点样本插值，yesterdayValue代表昨日0点样本插值，g_key为表码综合变比，插值计算是在样本在该时刻没有数据时，依据该时刻前后的样本对该样本进行回归计算，如果该时刻有有效数据，则不需要进行插值计算；

步骤S403，判断result 2>0并且result 2<g_capacity*24,符合条件写入昨日电量，g_capacity为该计算机组极限负荷出力，单位万kWh，24代表一天机组最大运行小数；

步骤S404，在今日0点写入昨日发电量最终计算结果；

第五步：全厂电量统计，根据第四步计算结果将各个机组当前的快照值在时间上进行比对，得到最早一台机组的快照时间，并以此时间为基础取得各个机组的计算归档电量进行求和计算并写入数据库；具体实现方法如下：

步骤S501，对全厂各个机组计算电量数据昨日0点样本数据进行有效性判断，确保各个机组昨日0点样本数据有效；

步骤S502，对全厂各个机组计算电量获取最新快照数据，并循环判断各机组最新快照时间；

步骤S503，对全厂各个机组计算电量求和得到全厂电量计算结果，并按最新快照时间写入数据库；

步骤S504，从今日0点开始对各个机组今日0点数据校正，直到所有机组昨日发电量计算完毕，最终完成全厂计算电量统计完毕。

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