云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局 萬(wàn) 磊 王 鏑 嚴(yán) 峰 解天柱 趙藝舒

為進(jìn)一步落實(shí)智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)，增強(qiáng)電能計(jì)量的公開(kāi)透明性，更為科學(xué)、可靠高級(jí)量測(cè)體系的建立尤為重要。電能表在實(shí)際生活中的分布較為廣泛，若采取傳統(tǒng)的定期巡檢方式涉及巨大的工作量，使得電力運(yùn)維人員難以應(yīng)對(duì)。有基于此，需設(shè)計(jì)出較為穩(wěn)定可靠且同時(shí)能夠顯著降低誤報(bào)率的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)實(shí)際中的需要，進(jìn)而將相應(yīng)的運(yùn)維成本控制在較低水平。雖然電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)于近年來(lái)在諸供電公司陸續(xù)建立，但其針對(duì)電能表、負(fù)控終端本身性能的檢測(cè)尚存在很大的不足之處，勢(shì)必影響到檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的作用發(fā)揮受到較大的限制。

為從根本上對(duì)電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)問(wèn)題予以解決，本文立足于已有的電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，將負(fù)控終端功能添加進(jìn)其中，在保障原有能力充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上還可實(shí)現(xiàn)同被檢電能表在時(shí)間上的同步，并對(duì)電能量脈沖進(jìn)行相應(yīng)的讀取與輸入，同時(shí)及時(shí)且準(zhǔn)確地得知自身的狀態(tài)信息。對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站進(jìn)一步完善與優(yōu)化，構(gòu)建出電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)，能夠起到下述功能：通過(guò)增強(qiáng)功能的負(fù)控終端來(lái)開(kāi)展關(guān)于電能表性能的評(píng)估工作，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線檢測(cè)的目標(biāo)；依托歷史大數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)電能表計(jì)量回路可能出現(xiàn)的各種類型故障及與之相關(guān)的報(bào)警信息展開(kāi)真實(shí)性方面的判斷；對(duì)增強(qiáng)功能負(fù)控終端在實(shí)際中的運(yùn)行狀態(tài)予以系統(tǒng)性診斷。

1 基于負(fù)控終端的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)

1.1 針對(duì)負(fù)荷控制終端的改造升級(jí)與應(yīng)用

構(gòu)建基于負(fù)控終端的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)，需要讓負(fù)控終端在原有的基礎(chǔ)上拓展一些新功能，為此，同遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站之間實(shí)現(xiàn)高效地連接尤為重要，關(guān)系到主站指令的具體處理效率；再者，它亦起到數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的樞紐作用，通過(guò)RS-485連接電能表對(duì)其所輸出的相關(guān)計(jì)量數(shù)據(jù)予以讀取，上傳至遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站開(kāi)展相應(yīng)的分析處理。

有鑒于此，應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段的負(fù)控終端進(jìn)行科學(xué)的升級(jí)改造：為了打下良好的硬件基礎(chǔ)，需要確保負(fù)控終端的準(zhǔn)確度保持在0.5s級(jí)及之上的水準(zhǔn)；增添負(fù)控終端與電能表之間的時(shí)間同步功能，具體措施為于負(fù)控終端內(nèi)加入與電能表同步的控制代碼；立足于原有的負(fù)控終端同遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站二者間的通信協(xié)議，現(xiàn)對(duì)其中的內(nèi)容予以進(jìn)一步擴(kuò)充[1]。

1.2 電能表計(jì)量性能的遠(yuǎn)程在線檢測(cè)

欲實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表計(jì)量性能的遠(yuǎn)程在線檢測(cè)目標(biāo)，首要確保電能表同增強(qiáng)功能負(fù)控終端在時(shí)間上的同步性，在此以后分別開(kāi)展電能計(jì)量。二者計(jì)量所獲的電能脈沖數(shù)據(jù)，需要通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口將之傳輸至主控芯片，隨后通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將其傳輸?shù)竭h(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站。增強(qiáng)空能負(fù)控終端與電能表分別發(fā)來(lái)的電能脈沖數(shù)據(jù)經(jīng)由主站內(nèi)配置的遠(yuǎn)程在線軟件予以比較，并針對(duì)其展開(kāi)誤差分析。此外，依托大量歷史數(shù)據(jù)的深度挖掘優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)程自動(dòng)化主站還能夠科學(xué)地預(yù)測(cè)相應(yīng)的負(fù)荷，這就滿足了一些接近額定功率或特定負(fù)荷的情形，從而更好地反映電能表在實(shí)際工作環(huán)境下的狀態(tài)信息[2]。

有鑒于此，增強(qiáng)功能負(fù)控終端在完成針對(duì)電網(wǎng)所處階段電壓、電流等指標(biāo)數(shù)據(jù)的測(cè)量后，需及時(shí)將相應(yīng)結(jié)果上傳到遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站內(nèi)，由其對(duì)電能表實(shí)際負(fù)荷情況予以科學(xué)判定，如結(jié)果與期望值不相符合，需立刻停止當(dāng)前正在開(kāi)展的檢測(cè)；若結(jié)果同期望值相符合，則同時(shí)實(shí)施基于遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站要求的增強(qiáng)功能負(fù)控終端與電能表電能計(jì)量，并對(duì)電網(wǎng)電流特定負(fù)荷要求的滿足情況予以全過(guò)程的監(jiān)測(cè)；最后，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確有效的判定標(biāo)準(zhǔn)為在檢測(cè)全過(guò)程中電網(wǎng)電流始終同特定負(fù)荷的期望值相符合，其他情況則視為檢測(cè)結(jié)果無(wú)效，需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再次予以檢測(cè)。在遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站內(nèi)所配備的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)軟件。

1.3 電能表計(jì)量回路的常見(jiàn)故障分析

本文所設(shè)計(jì)的基于負(fù)控終端的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電流、電壓、相角等信息的數(shù)據(jù)采集，以此實(shí)現(xiàn)分析判斷接線故障真?zhèn)蔚哪繕?biāo)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)所能予以識(shí)別的故障類型主要有失流、失壓、電流反極性等。一般傳統(tǒng)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)多應(yīng)用單一閾值函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)前述諸故障狀態(tài)的判別，這意味著故障告警會(huì)在超出閾值時(shí)即觸發(fā)，與部分設(shè)備偶爾出現(xiàn)閾值超出卻可保持正常運(yùn)行的情形相矛盾，很大程度上影響到了故障告警的準(zhǔn)確率。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)開(kāi)展故障判斷的軟件開(kāi)發(fā)深度依托歷史大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)多元電學(xué)量融匯的綜合性判斷，不僅對(duì)原有的判別條件進(jìn)行了科學(xué)的修正，并增添了以往所不具備的一些判別規(guī)則，極大地降低了相應(yīng)的誤報(bào)率[3]。

1.4 診斷增強(qiáng)功能的負(fù)荷終端運(yùn)行狀態(tài)

增強(qiáng)功能的負(fù)荷終端還可實(shí)現(xiàn)對(duì)自身運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確診斷，具體運(yùn)行機(jī)制如下：通過(guò)主控芯片來(lái)對(duì)各類型功能單元狀態(tài)信息的予以讀取，如內(nèi)部電池、存儲(chǔ)器以及時(shí)鐘等，與此同時(shí)，經(jīng)由通信來(lái)獲得通信接口等的狀態(tài)信息。故而增強(qiáng)負(fù)控終端是否穩(wěn)定可靠運(yùn)行便能由遠(yuǎn)程自動(dòng)化檢測(cè)主站予以診斷，大大提升遠(yuǎn)程在線檢測(cè)電能表的精確度。

2 試驗(yàn)系統(tǒng)搭建及其測(cè)試結(jié)果

2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)搭建方案

于實(shí)操平臺(tái)中搭建了旨在對(duì)所設(shè)計(jì)電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)予以可行性驗(yàn)證的試驗(yàn)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試。具體而言，所有被檢測(cè)的電能表均為之配備了一個(gè)增強(qiáng)功能負(fù)控終端（共計(jì)3組）。在試驗(yàn)系統(tǒng)中所使用的增強(qiáng)功能負(fù)控終端為WFET-1000F型號(hào)，具備0.5s級(jí)的測(cè)量精度；并選擇單位所使用的三相四線電子式多功能電能表作為被檢電能表，在線檢測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)遵循前述構(gòu)建方案進(jìn)行接線。

2.2 測(cè)試結(jié)果

以前述所搭建的試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)于電能表計(jì)量性能遠(yuǎn)程在線檢測(cè)功能的測(cè)試，由于電能表自身會(huì)輸出電能計(jì)量脈沖，故而將增強(qiáng)功能負(fù)控終端所輸出的電能計(jì)量脈沖與之展開(kāi)比較。結(jié)果顯示，檢測(cè)的精確性因二者間的同步性較高得到了有效的保證；被檢電能表其計(jì)量性能的狀態(tài)情況也可經(jīng)由本系統(tǒng)切實(shí)檢測(cè)出來(lái)；此外針對(duì)一些特定負(fù)荷的檢測(cè)工作，對(duì)電能表實(shí)際性能也可起到良好的反映。

試驗(yàn)過(guò)程中采取的是經(jīng)過(guò)科學(xué)修正后的電能表計(jì)量回路故障判定準(zhǔn)則，并在此基礎(chǔ)上對(duì)1380個(gè)用戶電能表計(jì)量回路可能出現(xiàn)的接線故障予以相應(yīng)的分析判斷。分析表明，用戶電能表反極性數(shù)據(jù)為不合格的數(shù)量為39個(gè)，出現(xiàn)失壓的數(shù)量為23個(gè)，出現(xiàn)失流的數(shù)量為43個(gè)。在后續(xù)的驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化改進(jìn)后的故障告警準(zhǔn)則可達(dá)到100%的精確度，誤判的情形并不存在。

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出的基于負(fù)控終端的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三方面的優(yōu)化效果：遠(yuǎn)程檢測(cè)電能表計(jì)量性能；判斷電能表計(jì)量回路接線故障真?zhèn)尾⑦M(jìn)行分析；診斷增強(qiáng)功能的負(fù)控終端實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。三方面的功能相輔相成，大大提升了遠(yuǎn)程在線檢測(cè)電能表的準(zhǔn)確率，對(duì)電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展具有一定的參考意義。另外，基于負(fù)控終端的電能表遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)不需增添新的標(biāo)準(zhǔn)器具，主要集中于軟件升級(jí)及負(fù)控終端功能的多元化方面，因而其構(gòu)建成本相對(duì)較低，具有一定的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值較高。