基于大数据的智能电表健康指数研究与应用分析

基于大数据的智能电表健康指数研究与应用分析

商纪玲

国网新疆电力有限公司喀什供电公司 ，新疆844000

摘  要：当前我国信息技术正快速的发展，为经济和生活中的数字化发展提供了一定的促进作用，并且也逐渐形成新的生产关系以及经济形态，这也表示了加强对数据的重视是非常重要的。在大数据分析技术快速发展的环境下，针对用户的用电信息采集系统中海量的数据资产，科学的挖掘数据中的价值，借助智能电表中数据资产来实现对智能电表开展“自动化体检”，以此建立智能电表动态化的健康指数，真正有效的借助数据资产来实现一表一指数，由此为电力公司实现智能电表资产管理带来更为合理的决策，以此增强计量资产的管理效果。

关键词：大数据；智能电表；健康指数；应用；

一、基于大数据的智能电表现状分析

    伴随我国电力市场化的深度改革，使得居民的用电信息采集形式上也出现一定的转变，传统由人工抄表进行收费的形式已难以满足现代化管理的需求，而想要更好的顺应电力市场化的运作以及现代化的营销体系建设需求，应以全面的角度来建设起电力用户的用电信息的采集体系，增强企业整体的集约化、精益化以及标准化的管理效果，由此更好的解决因长期难以及时掌握电力用户的用电信息情况的问题，更好解决电力企业各个部门对于用电信息的需求。

    我国电网公司在近几年通过建立了全覆盖、全采集以及全费控的建设目标，根据统一化的规划、标准以及实施等原则来促进智能化的电能表得到良好的运用，加强用电信息的采集系统的建立与完善。而伴随用户用电的信息采集系统在建设中实现了智能电能表的有效应用，逐渐满足了对电力用户信息进行全覆盖、全采集、全费控的采集要求，使得数据量也越来越大，在这些海量数据中也潜在着丰富的有价值的信息。而如何有效的运用这些数据来实现观察规律、提取有价值信息的要求也是当前工作中需要重视的。

而智能电表资产管理是对用户用电信息采集进行计量的重要装置，而针对在运行的智能电表资产健康情况进行有效的监测，才能保障管理人员更好的掌握智能电表健康情况，进而提升智能电表资产管理效果，增强运维人员对于智能电表运维的效率和用户的用电信息采集成功率等。而针对当前大数据技术快速发展的环境下，用户用电采集系统中的数据量越来越多，年增长量已超过20T，因此要借助大数据分析法以及用电信息的采集系统中海量数据智能电表的健康指数进行分析，真正有效的借助智能电表中运行数据来对智能电表开展自动化的体检，以此建立完善的智能电表动态化的健康指数，给电力企业的智能电表的资产管理带来更具价值的决策和帮助。

二、大数据下的智能电表健康指数的建模

    想要基于大数据下的用电信息采集系统中海量数据开展挖掘工作，那么就应针对用电信息采集系统当中与智能电表有关的数据包括哪些，通过合理的归纳以及分析，当前的智能电表在开展用户用电信息采集中包含三大数据，有基本的属性数据、电表的能力数据以及运行情况数据。

    首先，应针对三大数据和智能电表有关的数据类型做数据的清洗以及特征的提取。也就是找出无关与智能电表运行寿命相关的数据；针对可能与智能电表运行的寿命相关数据(下文统称为特征数据)做数据的转换以及合理的处理，有效开展特征的提取工作。

其次，在智能电表中找到特征数据中历史的数据来视为样本，以此开展机器学习。通过在完成换表操作的老电表中，在进行换表前抽取固定周期中的特征数据项的历史数据信息，视为不健康样本，在根据历史抽检结果正常的电表中固定的周期内特征数据项中的历史数据进行抽取，视为健康样本，两者合集视为最终的训练大数据样本，其数据量越大最后的训练结果也会更为精准；通过贝叶斯分类器来针对上述的样本做合理的训练，在训练完成后获得一组概率集，其中记录各特征数据是健康分类、不健康的分类概率，其运算公式如下：

再次，有效的运用该训练的结果，针对当前在运智能电表中的特征数据中运作的数据开展分类概率的计算，从而明确其在运的智能电表是否是健康分类亦或是不健康的分类概率，其公式如下：

最后，根据最终的分类概率，结合健康指数的的公式获得在运智能电表具体的健康指数，给智能电表的轮换策略以及采购计划等带来更为明确的抉择依据和信息。

三、基于大数据下的智能电表健康指数基本功能与应用分析

    （一）对健康指数的周期进行设置

    主要就是通过对健康指数样本的特征数据项所提取时间的区间，以天为单位，而在时间设置上过长、过短都可能引发分析的结果出现较大误差，对此应在设置中控制好时间，一般设置300天为一周期。

    （二）特征的数据量进行有效数据转换

    首先，有效进行特征数据项的设置。也就是合理的设置和维护其智能电表在运作中的寿命数据项，包括召测的结果、费控的执行结果以及故障的处理记录等。其次，对特征数据进行有效抽取和转换。也就是针对各特征数据项开展数据抽取和转换的工作，将其转变成分类器能够识别和训练的数据形式。也能进行手动模式或是自动模式的设置。最后，进行特征数据的有效查询。完成特征数据的合理转换之后其中会出现查询功能，能够根据时间的区间实施查询工作。

    （三）对健康指数进行计算

    根据各种模型针对健康指数开展计算工作，也能够设置其健康指数的计算周期频率，各个模型在完成计算后的结果要单独的进行存储，以此方便后期对比分析工作的合理开展。

（四）对健康指数进行查询以及分析

首先，健康指数的查询中，能够计算其完成之后的健康指数开展查询工作，针对不同的查询条件开展相应的查询工作，由此确保所展示出的健康指数计算结果更为准确。其次，对健康指数进行分析。能够针对健康指数开展统计分析，根据供电单位、生产的厂家以及生产的批次等相应的维度做分析以及统计工作，更能对健康指数分布区间的具体情况进行分析。再次，健康指数的趋势进行分析。也就是能够展示出智能电表在时间变化中的健康指数改变的趋势。最后，健康指数的对比分析。针对同一个模型中，不同的智能电表健康指数做对比，针对不同的智能电表或是相同的智能电表中健康指数的情况进行合理的对比分析，明确两者计算效果情况。

（五）健康指数的主要应用

   首先，对健康隐患电表给予告警。针对一些持续了半年以上的健康指数，存在的不理想电表会将其自动的纳入到健康隐患名单当中，并能够做到技术的给予告警提示的作用。

其次，对健康隐患电表给予重点监测。针对那些已纳入到健康隐患智能电表隐患名单当中的电表，要重点进行监测，一旦发现其中出现异常必须要及时的做出提示以及处理。

第三，对健康隐患电表给予预防性的维护。针对健康隐患的电表进行加强巡测，一旦出现现场缺陷之后必须要及时的做出处理，杜绝因故障影响而导致其运行受阻，对故障进行及时处理。

    第四，落实智能电表的轮换策略和采购计划的辅助策略。更好的给智能电表轮换策略以及采购计划的设定带来有一定参考价值的依据，要优先对那些有健康隐患的电表进行更换，由此增强智能电表利用率，确保其工作效率的提升。

   最后，给予智能电表质量分析的辅助决策。针对各个厂家、批次以及年限的智能电表健康指数具体的分布情况进行分析，能够给智能电表的质量提供辅助依据，更好的增强智能电表资产的全寿命管理效果。

参考文献：

[1] 周亦民、周越、曾子厦、殷睿. 基于大数据的智能电表健康指数研究与应用[C]// 用电与能效专题讲座暨智能用电及能效管理技术研讨会. 2019.

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[3] 刘小康. 基于智能电能表大数据的分析方法和应用[D]. 天津大学, 2018.

[4] 常青, 严小文, 陶晓峰,等. 基于大数据技术的智能电表运行状态分析系统研究[J]. 自动化与仪器仪表, 2015(12):4.