吳靖堯 許崇杰 吳玨珺

（1.廣東電網(wǎng)公司江門(mén)供電局，廣東 江門(mén) 529000；2.華立科技股份有限公司，浙江 杭州 310023）

0 引言

為滿(mǎn)足電網(wǎng)公司計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電能表檔案管理的需求，集中器和本地模塊支持自動(dòng)搜集現(xiàn)場(chǎng)電能表地址功能，同時(shí)支持準(zhǔn)確地區(qū)分現(xiàn)場(chǎng)的臺(tái)區(qū)戶(hù)變關(guān)系。終端每天在20：00定時(shí)分開(kāi)始搜表，搜到的表號(hào)主動(dòng)上報(bào)至主站，主站與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)的用戶(hù)信息進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，再由主站下發(fā)檔案參數(shù)至集中器。對(duì)于檔案中存在串臺(tái)區(qū)的表號(hào)，建立一定的機(jī)制能識(shí)別并切換至正確的對(duì)應(yīng)臺(tái)區(qū)。保證主站和終端、現(xiàn)場(chǎng)情況、3張檔案表的一致性。全面糾正現(xiàn)有的人工設(shè)置檔案方式所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，極大地減少人工操作的干擾性和出錯(cuò)率，提高采集成功率和工作效率，提升計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的管理水平。

隨著用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)入穩(wěn)定期，下一步重點(diǎn)工作會(huì)進(jìn)入應(yīng)用升級(jí)階段，目前主要考核任務(wù)在電網(wǎng)95598用電服務(wù)質(zhì)量提升、降低年停電平均時(shí)間等具體事務(wù)上。隨著需求變化，對(duì)低壓集中器要求會(huì)越來(lái)越高，不再局限于低壓電量數(shù)據(jù)采集，目前已逐步增加停電事件記錄、停電自動(dòng)上報(bào)、電表負(fù)荷曲線(xiàn)（U、I、P、Q、cosΦ）等內(nèi)容采集。

本項(xiàng)目在廣東省江門(mén)市供電局所轄區(qū)域內(nèi)小區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用取得了實(shí)際使用效果，認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)可在該地區(qū)大量推廣使用，解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題，大大降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度，明顯提高工作效率。

1 自動(dòng)搜表技術(shù)原理

目前集中器終端支持2種對(duì)表計(jì)電能表信息管理模式，從實(shí)際運(yùn)行效果看，建議推廣“自下而上”模式，該文將著重介紹“自下而上”模式，這種模式是基于傳統(tǒng)模式在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際多年運(yùn)行模式后做了進(jìn)一步創(chuàng)新和優(yōu)化來(lái)滿(mǎn)足不斷深化的現(xiàn)場(chǎng)需求，解決計(jì)量自動(dòng)化基層時(shí)間工作需求，提高有效抄表的成功率。

1.1 自上而下模式

計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)GPRS信號(hào)作為通信介質(zhì)下發(fā)臺(tái)區(qū)測(cè)量點(diǎn)參數(shù)（E0 80 00 1F）給集中器，集中器載波（PLC）/微功率無(wú)線(xiàn)（Wireless）路由會(huì)嚴(yán)格按照測(cè)量點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行信息同步，再按抄表任務(wù)配置參數(shù)定時(shí)去抄取電表相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)（DI），來(lái)完成相關(guān)的數(shù)據(jù)信息采集工作，如圖1所示。

優(yōu)點(diǎn)：1）集中器直接執(zhí)行抄表任務(wù)即可，無(wú)須考慮檔案匹配問(wèn)題，集中器內(nèi)部抄表業(yè)務(wù)有效利用資源最大化。2）此套方法可以非常準(zhǔn)確地綁定每個(gè)用戶(hù)信息，一一綁定關(guān)系，抄表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，在集抄項(xiàng)目建設(shè)初期有重大意義，使工作簡(jiǎn)化，管理簡(jiǎn)單直接高效。

缺點(diǎn)：1）現(xiàn)場(chǎng)重新劃分臺(tái)區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)更換表計(jì)及電能表停用后，需要現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員手動(dòng)重新在營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)內(nèi)更新信息，計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)不會(huì)主動(dòng)與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)同步檔案，計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)涉及臺(tái)區(qū)檔案信需要人工手動(dòng)重新下發(fā)，工作量較大。2）現(xiàn)場(chǎng)存在集中器內(nèi)不能正確抄讀的電能表、電能表現(xiàn)場(chǎng)已不存在或停用后，會(huì)導(dǎo)致路由頻繁申請(qǐng)未成功抄到數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，造成集中器有限抄表資源浪費(fèi)，集中器路由會(huì)不斷重新補(bǔ)抄相關(guān)表計(jì)信息，造成影響其他工作任務(wù)進(jìn)行，同時(shí)也影響抄表成功率。

圖1 主站檔案下發(fā)流程

1.2 自下而上模式

集中器通過(guò)定時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)自動(dòng)搜表，也可通過(guò)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)手動(dòng)下發(fā)命令實(shí)時(shí)啟動(dòng)搜表業(yè)務(wù)。搜索到電能表后PLC/Wireless進(jìn)行從節(jié)點(diǎn)注冊(cè)上報(bào)，此時(shí)集中器會(huì)啟動(dòng)測(cè)量點(diǎn)信息與路由搜索到的電能表進(jìn)行檔案同步比對(duì)工作，確保搜索到電能表在實(shí)際執(zhí)行任務(wù)時(shí)可以正常抄讀。集中器如果核實(shí)到集中器內(nèi)存在不存在測(cè)量點(diǎn)地址會(huì)啟動(dòng)告警，上報(bào)至計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)。同時(shí)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)也會(huì)主動(dòng)召測(cè)集中器內(nèi)計(jì)量點(diǎn)信息與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)原始檔案進(jìn)行比對(duì)，如果差異過(guò)大，需要人工核實(shí)是否存在現(xiàn)場(chǎng)重新劃分臺(tái)區(qū)或現(xiàn)場(chǎng)批量輪換導(dǎo)致信息未及時(shí)更新，如圖2所示。

圖2 集中器自動(dòng)搜表流程

優(yōu)點(diǎn)：1）采集有效成功率高，對(duì)采集盲區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)排查，同時(shí)對(duì)營(yíng)銷(xiāo)檔案的冗余做定期更新。 目前南方電網(wǎng)尤其是廣東電網(wǎng)公司對(duì)數(shù)據(jù)采集成功率已由原95 %提升到99 %以上，每月進(jìn)行考核。2）線(xiàn)損分析依賴(lài)于準(zhǔn)確的臺(tái)區(qū)電能每日數(shù)據(jù)與總表數(shù)據(jù)進(jìn)行同比/環(huán)比等數(shù)據(jù)計(jì)算，真實(shí)、及時(shí)準(zhǔn)確地反映臺(tái)區(qū)電能數(shù)據(jù)，也有助于線(xiàn)損分析工作。3）臺(tái)區(qū)抄表效率提高后，集中器可以調(diào)度出其他部分資源進(jìn)行深化數(shù)據(jù)采集工作，尤其是需要滿(mǎn)足下一步對(duì)居民現(xiàn)貨交易的采集需求，結(jié)合國(guó)外現(xiàn)貨交易準(zhǔn)則，國(guó)內(nèi)在試點(diǎn)期間要求采集密度達(dá)到15 min左右，現(xiàn)貨交易結(jié)算周期縮短至30 min。4）當(dāng)臺(tái)區(qū)內(nèi)電表停用、更換、采集器更新后，及時(shí)反饋至計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，具備初級(jí)感知功能，對(duì)下一步探索自動(dòng)感知、自動(dòng)適應(yīng)、自動(dòng)管理對(duì)積極的參考意義。

缺點(diǎn)：1）集中器內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯流程復(fù)雜，需要每天安排空閑時(shí)間來(lái)定期執(zhí)行搜表任務(wù)，目前缺省每天20：00來(lái)執(zhí)行該項(xiàng)工作。2）業(yè)務(wù)信息頻繁變更，對(duì)基層業(yè)務(wù)人員的應(yīng)急處理、專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)水平要求更高，需要一定適應(yīng)期，需要加強(qiáng)培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持。

2 臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔⒆R(shí)別

通過(guò)對(duì)自動(dòng)搜表的業(yè)務(wù)深化應(yīng)用的基礎(chǔ)上，適時(shí)增加臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔⒆R(shí)別、相位識(shí)別功能，可以準(zhǔn)確區(qū)分臺(tái)區(qū)電能表戶(hù)變、相位關(guān)系，自動(dòng)識(shí)別從節(jié)點(diǎn)下線(xiàn)路異常時(shí)存在L/N反接、逆相序等問(wèn)題。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)如出現(xiàn)表計(jì)更換、臺(tái)區(qū)調(diào)整中快捷準(zhǔn)確的系統(tǒng)通知功能，需要在計(jì)量自動(dòng)化主站增加臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔⒆R(shí)別，來(lái)提升用電采集系統(tǒng)的運(yùn)行效率，如圖3所示。

關(guān)于臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔⒆兏Y(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，至少應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。1）通過(guò)電表通信地址（非表號(hào)）識(shí)別電能表，采集器地址識(shí)別采集器，通過(guò)探測(cè)通信地址后2位來(lái)識(shí)別，如遇到地址后2位相同，采集終端會(huì)自適應(yīng)采取更多位數(shù)探測(cè)，確保準(zhǔn)確可靠。2）新增電能表信息后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)測(cè)量點(diǎn)檔案，包括協(xié)議類(lèi)型、通信地址、關(guān)聯(lián)采集器等基本參數(shù)，打包上傳至計(jì)量自動(dòng)化主站系統(tǒng)。3）現(xiàn)場(chǎng)采集器更換導(dǎo)致測(cè)量點(diǎn)清單內(nèi)已有電能表所屬采集器地址等參數(shù)變化時(shí)，不再生成新的測(cè)量點(diǎn)信息，原有綁定關(guān)系信息更新即可。4）現(xiàn)場(chǎng)電能表更換，需要將該測(cè)量點(diǎn)所有數(shù)據(jù)清零，同時(shí)會(huì)啟動(dòng)同步更新，拓?fù)湫畔⒚咳者M(jìn)行一次自動(dòng)更新，主站會(huì)隨時(shí)進(jìn)行召測(cè)即可。5）同一電能表被注冊(cè)到共零或通過(guò)信號(hào)耦合到不同集中器內(nèi)，已進(jìn)行優(yōu)化，拒絕同時(shí)被多個(gè)設(shè)備MAC地址注冊(cè)，避免出現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象。6）臺(tái)區(qū)信息E0800031包括：0該測(cè)量點(diǎn)屬于終端所在臺(tái)區(qū)，1該測(cè)量點(diǎn)不屬于終端所在臺(tái)區(qū)，2該節(jié)點(diǎn)無(wú)法通信，3無(wú)法判斷測(cè)量點(diǎn)所屬臺(tái)區(qū)，4不支持臺(tái)區(qū)識(shí)別。7）如出現(xiàn)無(wú)效測(cè)量點(diǎn)或新增測(cè)量點(diǎn)重新注冊(cè)時(shí)，會(huì)啟動(dòng)刪除測(cè)量點(diǎn)功能。需要提醒的是刪除測(cè)量點(diǎn)表示實(shí)際會(huì)刪除測(cè)量點(diǎn)所有信息，如僅僅設(shè)置測(cè)量點(diǎn)狀態(tài)無(wú)效，則并未刪除該測(cè)量點(diǎn)信息，只是明確該測(cè)量點(diǎn)無(wú)效，不參與數(shù)據(jù)抄讀，無(wú)效測(cè)量點(diǎn)不參與測(cè)量點(diǎn)總數(shù)統(tǒng)計(jì)。

圖3 臺(tái)區(qū)拓?fù)渥R(shí)別流程圖

3 檔案一致性自動(dòng)校驗(yàn)

集中器在第一次運(yùn)行過(guò)程中，主站會(huì)下發(fā)啟動(dòng)搜表命令，完成原始檔案的生成。主站會(huì)待集中器運(yùn)行3天后進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)信息召測(cè)，主要考慮到路由自動(dòng)組網(wǎng)自動(dòng)學(xué)習(xí)，一般72 h。通過(guò)數(shù)據(jù)接口綜合平臺(tái)與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)算法由計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成。比對(duì)內(nèi)容應(yīng)包括電表地址、序號(hào)、表計(jì)規(guī)約、客戶(hù)編碼。比對(duì)成功后，會(huì)把營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)內(nèi)涉及戶(hù)名、戶(hù)號(hào)、用電性質(zhì)等相關(guān)信息讀取后生成完整的計(jì)量自動(dòng)化檔案信息，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)交互接口內(nèi)容

主站會(huì)下發(fā)自動(dòng)搜表命令給集中器，集中器會(huì)每日進(jìn)行自動(dòng)搜表，模塊會(huì)自動(dòng)進(jìn)行拓?fù)湫畔⒏?，主站?shí)時(shí)/定時(shí)跟集中器查詢(xún)臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔?，?lái)更新主站臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔D。同時(shí)搜表過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有檔案內(nèi)未知表計(jì)，會(huì)上報(bào)未知表計(jì)信息告警和跨臺(tái)區(qū)信息告警，主站會(huì)定時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，與營(yíng)銷(xiāo)檔案系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)算法比對(duì)。針對(duì)原有表計(jì)只能被一個(gè)集中器路由注冊(cè)導(dǎo)致跨臺(tái)區(qū)表計(jì)抄表失敗率高，原默認(rèn)重新分割需要30天，現(xiàn)調(diào)整優(yōu)化至未知表計(jì)允許被多個(gè)集中器注冊(cè)，減少人工干預(yù)的工作量。

4 結(jié)語(yǔ)

基于電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)深度應(yīng)用的迫切性，該文所涉及的自動(dòng)搜表技術(shù)、臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔⑹菍?duì)傳統(tǒng)抄表技術(shù)的升級(jí)應(yīng)用，通過(guò)主動(dòng)注冊(cè)、自動(dòng)組網(wǎng)、臺(tái)區(qū)自動(dòng)區(qū)分、臺(tái)區(qū)拓?fù)湫畔⒉樵?xún)等流程，對(duì)臺(tái)區(qū)檔案變更、錯(cuò)誤、臺(tái)區(qū)分割等造成的檔案變化，最后通過(guò)計(jì)量自動(dòng)化主站進(jìn)行檔案比對(duì)。這種應(yīng)用方法既實(shí)現(xiàn)了低壓檔案管理的應(yīng)用難題，滿(mǎn)足了用戶(hù)側(cè)電能計(jì)量的有效管理，又提高了抄表的有效抄表率，為后期臺(tái)區(qū)線(xiàn)損治理提供了有力支撐。