孫 莉，周博曦，徐家恒

（國網(wǎng)技術(shù)學院，山東 濟南 250002）

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，電網(wǎng)智能化升級要求日益迫切，用電信息采集與控制系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)） 作為電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，在電網(wǎng)企業(yè)運營中的作用日益顯著。為保證系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃、安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理、優(yōu)質(zhì)服務工作中能得到全面應用，并保證其可靠、有效、經(jīng)濟運行，必須提升系統(tǒng)運行、管理、維護、安裝調(diào)試等崗位人員的理論和技術(shù)水平。為此，供電企業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)單位開展了大量各種類型、不同層面的系統(tǒng)培訓。隨之，對培訓設(shè)備的數(shù)量及質(zhì)量的需求也大幅增加。如何選擇優(yōu)質(zhì)適用的系統(tǒng)培訓設(shè)備，以及如何生產(chǎn)滿足培訓需求的系統(tǒng)培訓設(shè)備是擺在電網(wǎng)企業(yè)和設(shè)備生產(chǎn)商面前亟需解決的兩個問題。殊途同歸，雙方的共同課題就是如何準確進行系統(tǒng)培訓設(shè)備選型。

1 用電信息采集系統(tǒng)培訓設(shè)備現(xiàn)狀

目前，供電企業(yè)用電現(xiàn)場已基本實現(xiàn)營業(yè)區(qū)內(nèi)所有電力客戶用電信息的采集。以國家電網(wǎng)公司為例，根據(jù)國網(wǎng)公司企業(yè)標準按照客戶分類，系統(tǒng)內(nèi)運行的采集終端分為專變采集終端、集中抄表終端以及分布式能源監(jiān)控終端，終端與主站間的遠程通信方式包括光纖、GPRS／CDMA 無線公網(wǎng)、230 MHz 無線專網(wǎng)以及電力線載波等，終端與電能表間的本地通信方式包括RS485 通信、低壓電力線載波以及短距離無線等。采集系統(tǒng)的建設(shè)運行需要根據(jù)客戶現(xiàn)場情況將各類終端、遠程通信和本地通信方式進行多種組合，因此系統(tǒng)組成復雜多樣，其運行維護及數(shù)據(jù)使用操作種類繁多。此外，系統(tǒng)主站軟件開發(fā)廠家眾多，雖然都符合國網(wǎng)公司企業(yè)標準要求，但將各省公司使用的系統(tǒng)主站軟件進行比較，使用體驗仍有較大差別。

綜合以上現(xiàn)場采集系統(tǒng)運行情況，與此對應的系統(tǒng)培訓設(shè)備主要存在以下問題。

1.1 培訓設(shè)備類型單一滿足不了培訓多樣化需求

基于以上現(xiàn)場實際，供電企業(yè)目前各培訓中心使用的系統(tǒng)培訓設(shè)備或者只適用于本省系統(tǒng)培訓，或者只針對于某一類（如大客戶信息采集、居民用戶信息采集）采集系統(tǒng)培訓。培訓設(shè)備廠家的產(chǎn)品也在探索階段，培訓設(shè)備僅適用于上述某一類培訓。經(jīng)過多年問題累積，很多培訓中心為了滿足各類培訓，在購置培訓設(shè)備時出現(xiàn)了由于設(shè)備功能單一或者規(guī)劃時間不同而重復購置的現(xiàn)象。

1.2 培訓設(shè)備功能簡單不適用于系統(tǒng)各環(huán)節(jié)培訓

在工作現(xiàn)場，采集系統(tǒng)涉及工種及班組人員眾多，采集人員往往局限于本班組負責的流程工作單元內(nèi)容，但對系統(tǒng)從本地到主站的全流程工作內(nèi)容缺少真實的認知，既不利于本職工作的開展，也不利于不同工種班組間的合作協(xié)調(diào)，因此，系統(tǒng)培訓應該覆蓋系統(tǒng)操作全流程。但當前主流的采集培訓系統(tǒng)并沒有適應現(xiàn)場一線的發(fā)展速度。以某培訓中心2010年配備的某廠家采集實訓系統(tǒng)為例，現(xiàn)場終端設(shè)備為“四合一”終端，負載采用三相虛功率負荷源模擬，其電壓電流分線連接的模式并不適應單相載波表計的仿真，系統(tǒng)設(shè)計上采用自行開發(fā)的C／S 結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)培訓功能側(cè)重于主站操作，對現(xiàn)場的終端故障模擬并未涉及。從總體上看，只能作為系統(tǒng)的功能展示平臺，遠遠達不到仿真營銷現(xiàn)場實際環(huán)境、真實復現(xiàn)現(xiàn)場故障、培養(yǎng)與提高學員解決實際問題的能力的培訓目的［1］。

1.3 培訓設(shè)備技術(shù)要求較低培訓過程中故障頻發(fā)

當前培訓設(shè)備主要以模擬現(xiàn)場采集終端運行環(huán)境，將主站軟件、采集終端及其之間的通信信道共同搭建一個仿真的采集網(wǎng)絡的方式，實現(xiàn)系統(tǒng)各操作環(huán)節(jié)的培訓。但培訓設(shè)備不同于現(xiàn)場運行的實際采集設(shè)備，現(xiàn)場運行的采集終端電源、通信網(wǎng)絡通常比較穩(wěn)定，確保終端長時間連續(xù)運行。而培訓設(shè)備的電源由于培訓需要，往往要頻繁開啟，而終端參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)也要經(jīng)常清空，此外，培訓設(shè)備還需要根據(jù)培訓需求設(shè)置一些故障。因此，如果對培訓設(shè)備本身沒有嚴格的技術(shù)要求，設(shè)備的一些關(guān)鍵、操作頻繁的配件如功率源、計算機通信接口等會迅速折舊、老化而造成故障頻發(fā)，嚴重影響培訓質(zhì)量。

2 用電信息采集系統(tǒng)培訓設(shè)備選型方法

為了滿足培訓涵蓋系統(tǒng)各種采集類型、覆蓋系統(tǒng)操作全流程、確保設(shè)備穩(wěn)定運行的要求，在選擇培訓設(shè)備時可按以下幾點對培訓設(shè)備提出要求并進行設(shè)備篩選。

2.1 根據(jù)培訓需求分類

系統(tǒng)培訓可以分為基礎(chǔ)性培訓、專業(yè)提高性培訓以及專項培訓。綜合性培訓中心，承接的培訓一般涵蓋以上三類培訓，在選擇培訓設(shè)備時要進行綜合規(guī)劃，避免購置一種或幾種單一的培訓設(shè)備。綜合培訓系統(tǒng)需將系統(tǒng)主站軟件、采集終端以及通信信道建成一個模擬采集網(wǎng)絡，同時兼顧系統(tǒng)的多樣性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

模擬一條10 kV 變電站出線，采集對象包括專變客戶、低壓臺區(qū)及居民客戶。主站設(shè)備包括數(shù)據(jù)庫服務器、前置服務器和應用服務器；采集終端涵蓋專變采集終端、集中抄表終端等類型，且選擇功能相對完整的終端類型，如帶交采功能的專變采集終端；根據(jù)通信方式不同，終端與主站通信涵蓋光纖通信、GPRS／CDMA 通信以及230 MHz 通信，主站配置通信電臺，專變終端還可根據(jù)通信方式的不同配置多種終端。培訓設(shè)備的配套設(shè)備包括各類電能表，如三相四線／三相三線智能電能表、單相智能電能表，根據(jù)通信方式不同可設(shè)置RS485 通信方式及低壓載波通信方式；如需模擬系統(tǒng)控制功能，還要配置跳閘模擬裝置。

綜合性培訓系統(tǒng)可進行系統(tǒng)全流程各操作環(huán)節(jié)培訓，也可進行某一項操作或某一采集類型的針對性培訓。當然，如果培訓中心屬于地市級或更低一等級供電企業(yè)的培訓機構(gòu)，采集系統(tǒng)培訓只針對于某一類采集方式或以某一環(huán)節(jié)培訓為主，培訓模擬環(huán)境可有針對性的搭建，對應選擇培訓設(shè)備。

2.2 對培訓設(shè)備及配件提出要求

對一套培訓系統(tǒng)來說，系統(tǒng)配件組成對培訓效果至關(guān)重要。在進行設(shè)備選型時，要根據(jù)培訓范圍進行相應選擇。首先，根據(jù)培訓規(guī)模選擇設(shè)備數(shù)量。培訓班學員數(shù)量較多且有考核需求，各種可操作的培訓設(shè)備數(shù)量可按照3 人／臺進行配置，否則因操作人數(shù)過多影響培訓效果。其次，綜合考慮設(shè)備緊湊性。以終端調(diào)試培訓設(shè)備為例，一套設(shè)備包括模擬計量屏、計算機、學員桌椅等，各設(shè)備面積并考慮操作面積，則一套設(shè)備占地大約為8～10 m2。設(shè)備生產(chǎn)商需合理設(shè)計，盡可能減少設(shè)備占地，如將設(shè)備設(shè)置為雙面屏甚至三面屏，增加操作有效面積，即為一種有效可行的方法。

精心選擇電能表、終端等配套設(shè)備類型及生產(chǎn)商。電能表、終端等配套設(shè)備類型?？苫谏鲜龅谝粭l根據(jù)培訓需求進行選擇，不再贅述，在此強調(diào)的是要精心選擇設(shè)備生產(chǎn)廠商。目前，市場上的電能表和終端生產(chǎn)廠家較多，國家電網(wǎng)公司出臺了一系列標準對以上兩種設(shè)備的型式、功能提出統(tǒng)一要求，但符合標準的各廠家電能表和終端在使用體驗中仍有較大差別。因此在選擇時需按照培訓對象有針對性的選擇，如省級供電企業(yè)培訓中心應選擇本省現(xiàn)場使用的主流電能表和終端。

2.3 培訓設(shè)備復現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場實際程度

培訓設(shè)備復現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場實際的程度對培訓學員的培訓體驗影響巨大。一套完整的培訓設(shè)備包括主站軟件、計量柜模擬裝置等。對于系統(tǒng)主站軟件，目前軟件開發(fā)廠家也很多，國家電網(wǎng)公司已出臺相應企業(yè)標準，但國網(wǎng)公司所屬各省供電企業(yè)所使用的采集系統(tǒng)主站軟件由于開發(fā)廠家不同，雖然軟件功能、架構(gòu)以及主要操作模塊已統(tǒng)一，但其具體操作方法仍然差別較大。因此在設(shè)備選型時應按照培訓對象的不同，選擇供電企業(yè)現(xiàn)場實際運行的主站軟件或者仿真軟件進行培訓。對于模擬計量柜，其終端與電能表的安裝方式、通信線連接方式、跳閘指示也應與現(xiàn)場相似，如有跳閘回路接線培訓裝置，其接線端子應與現(xiàn)場一致。符合以上要求的培訓設(shè)備，能讓學員在培訓過程中較大程度體驗到和現(xiàn)場相似的操作，培訓效果顯著。

2.4 培訓設(shè)備技術(shù)指標

培訓系統(tǒng)中各組成配件及設(shè)備尤其主要配件及設(shè)備應有相應的技術(shù)指標，以確保培訓系統(tǒng)的正常運行。如培訓系統(tǒng)中使用的與現(xiàn)場相同的采集終端、電能表、服務器等，應滿足行業(yè)標準或企業(yè)標準要求。此外，應著重注意培訓設(shè)備本身區(qū)別于現(xiàn)場的各配件的技術(shù)要求：如計量模擬裝置的設(shè)備電源開關(guān)，基本要求應能提供培訓設(shè)備上所安裝的電能表、終端、計算機及儀表的功率要求，除此還要滿足培訓中開合頻繁的特點，對其開合次數(shù)要有明確的技術(shù)要求；計量模擬裝置的虛擬功率源，基本要求應能按照設(shè)置給電能表、終端提供不同的電壓、電流輸出，除此應對功率源的輸出穩(wěn)定性提出技術(shù)要求，確保培訓過程中電能表、終端的穩(wěn)定運行；跳閘裝置等需要配備繼電器，同樣為滿足培訓中頻繁模擬現(xiàn)場跳閘的需求，對繼電器動作次數(shù)也應提出相應的技術(shù)要求。

2.5 其他個性化需求

作為培訓設(shè)備，還應該滿足培訓機構(gòu)提出的一些個性化要求。例如，為了拓展采集系統(tǒng)培訓功能，通過采集系統(tǒng)進行計量故障分析，要求培訓系統(tǒng)中的計量模擬裝置增加模擬現(xiàn)場電能表等計量設(shè)備故障，系統(tǒng)通信故障以及采集終端故障等功能。

如果培訓規(guī)模比較大，培訓系統(tǒng)中各種培訓設(shè)備數(shù)量較大，培訓設(shè)備提供方還可增加一套培訓設(shè)備總控臺，用于監(jiān)控整個培訓系統(tǒng)中所有培訓設(shè)備的運行情況，并通過總控臺操作每臺設(shè)備，大大提高培訓系統(tǒng)操作的方便性和安全性［2］。

此外，為方便培訓考核，還可在培訓系統(tǒng)中加入考評系統(tǒng)。如設(shè)置培訓題庫，方便學員復習鞏固有關(guān)采集系統(tǒng)的理論知識； 在操作考評中增加系統(tǒng)自動識別操作結(jié)果功能，系統(tǒng)自動評價，提高考評效率，增強考評公平公正性。

3 結(jié)束語

隨著智能電能表逐漸推廣，用電信息采集系統(tǒng)業(yè)務需要與時俱進，傳統(tǒng)業(yè)務不斷提升，結(jié)合國家體制改革、“互聯(lián)網(wǎng)＋”、智慧城市、智慧能源等政策，在建設(shè)堅強智能電網(wǎng)中充分發(fā)揮作用。用電信息采集系統(tǒng)培訓也應以服務用電現(xiàn)場為根本，緊密結(jié)合系統(tǒng)現(xiàn)場運行設(shè)備、通信方式及數(shù)據(jù)深化應用等調(diào)整、變化情況，不斷優(yōu)化和完善培訓設(shè)備，與時俱進，為現(xiàn)場系統(tǒng)運營培訓更多合格的運維人員。