用電信息采集系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備選型

孫 莉，周博曦，徐家恒

（國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250002）

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)智能化升級(jí)要求日益迫切，用電信息采集與控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)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(yùn)營(yíng)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(yíng)管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)工作中能得到全面應(yīng)用，并保證其可靠、有效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須提升系統(tǒng)運(yùn)行、管理、維護(hù)、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(kāi)展了大量各種類型、不同層面的系統(tǒng)培訓(xùn)。隨之，對(duì)培訓(xùn)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(xùn)設(shè)備，以及如何生產(chǎn)滿足培訓(xùn)需求的系統(tǒng)培訓(xùn)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(gè)問(wèn)題。殊途同歸，雙方的共同課題就是如何準(zhǔn)確進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備選型。

1 用電信息采集系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備現(xiàn)狀

目前，供電企業(yè)用電現(xiàn)場(chǎng)已基本實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)區(qū)內(nèi)所有電力客戶用電信息的采集。以國(guó)家電網(wǎng)公司為例，根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)按照客戶分類，系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)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(yuǎn)程通信方式包括光纖、GPRS／CDMA 無(wú)線公網(wǎng)、230 MHz 無(wú)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(wú)線等。采集系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行需要根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)情況將各類終端、遠(yuǎn)程通信和本地通信方式進(jìn)行多種組合，因此系統(tǒng)組成復(fù)雜多樣，其運(yùn)行維護(hù)及數(shù)據(jù)使用操作種類繁多。此外，系統(tǒng)主站軟件開(kāi)發(fā)廠家眾多，雖然都符合國(guó)網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，但將各省公司使用的系統(tǒng)主站軟件進(jìn)行比較，使用體驗(yàn)仍有較大差別。

綜合以上現(xiàn)場(chǎng)采集系統(tǒng)運(yùn)行情況，與此對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備主要存在以下問(wèn)題。

1.1 培訓(xùn)設(shè)備類型單一滿足不了培訓(xùn)多樣化需求

基于以上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，供電企業(yè)目前各培訓(xùn)中心使用的系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備或者只適用于本省系統(tǒng)培訓(xùn)，或者只針對(duì)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(xùn)。培訓(xùn)設(shè)備廠家的產(chǎn)品也在探索階段，培訓(xùn)設(shè)備僅適用于上述某一類培訓(xùn)。經(jīng)過(guò)多年問(wèn)題累積，很多培訓(xùn)中心為了滿足各類培訓(xùn)，在購(gòu)置培訓(xùn)設(shè)備時(shí)出現(xiàn)了由于設(shè)備功能單一或者規(guī)劃時(shí)間不同而重復(fù)購(gòu)置的現(xiàn)象。

1.2 培訓(xùn)設(shè)備功能簡(jiǎn)單不適用于系統(tǒng)各環(huán)節(jié)培訓(xùn)

在工作現(xiàn)場(chǎng)，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(fù)責(zé)的流程工作單元內(nèi)容，但對(duì)系統(tǒng)從本地到主站的全流程工作內(nèi)容缺少真實(shí)的認(rèn)知，既不利于本職工作的開(kāi)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(xùn)應(yīng)該覆蓋系統(tǒng)操作全流程。但當(dāng)前主流的采集培訓(xùn)系統(tǒng)并沒(méi)有適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)一線的發(fā)展速度。以某培訓(xùn)中心2010年配備的某廠家采集實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為例，現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備為“四合一”終端，負(fù)載采用三相虛功率負(fù)荷源模擬，其電壓電流分線連接的模式并不適應(yīng)單相載波表計(jì)的仿真，系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用自行開(kāi)發(fā)的C／S 結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)培訓(xùn)功能側(cè)重于主站操作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(tái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到仿真營(yíng)銷現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境、真實(shí)復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)故障、培養(yǎng)與提高學(xué)員解決實(shí)際問(wèn)題的能力的培訓(xùn)目的［1］。

1.3 培訓(xùn)設(shè)備技術(shù)要求較低培訓(xùn)過(guò)程中故障頻發(fā)

當(dāng)前培訓(xùn)設(shè)備主要以模擬現(xiàn)場(chǎng)采集終端運(yùn)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(gè)仿真的采集網(wǎng)絡(luò)的方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各操作環(huán)節(jié)的培訓(xùn)。但培訓(xùn)設(shè)備不同于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際采集設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的采集終端電源、通信網(wǎng)絡(luò)通常比較穩(wěn)定，確保終端長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。而培訓(xùn)設(shè)備的電源由于培訓(xùn)需要，往往要頻繁開(kāi)啟，而終端參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)也要經(jīng)常清空，此外，培訓(xùn)設(shè)備還需要根據(jù)培訓(xùn)需求設(shè)置一些故障。因此，如果對(duì)培訓(xùn)設(shè)備本身沒(méi)有嚴(yán)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(jì)算機(jī)通信接口等會(huì)迅速折舊、老化而造成故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響培訓(xùn)質(zhì)量。

2 用電信息采集系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備選型方法

為了滿足培訓(xùn)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(yùn)行的要求，在選擇培訓(xùn)設(shè)備時(shí)可按以下幾點(diǎn)對(duì)培訓(xùn)設(shè)備提出要求并進(jìn)行設(shè)備篩選。

2.1 根據(jù)培訓(xùn)需求分類

系統(tǒng)培訓(xùn)可以分為基礎(chǔ)性培訓(xùn)、專業(yè)提高性培訓(xùn)以及專項(xiàng)培訓(xùn)。綜合性培訓(xùn)中心，承接的培訓(xùn)一般涵蓋以上三類培訓(xùn)，在選擇培訓(xùn)設(shè)備時(shí)要進(jìn)行綜合規(guī)劃，避免購(gòu)置一種或幾種單一的培訓(xùn)設(shè)備。綜合培訓(xùn)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(gè)模擬采集網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)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(duì)象包括專變客戶、低壓臺(tái)區(qū)及居民客戶。主站設(shè)備包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、前置服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)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(duì)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(tái)，專變終端還可根據(jù)通信方式的不同配置多種終端。培訓(xùn)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(xùn)系統(tǒng)可進(jìn)行系統(tǒng)全流程各操作環(huán)節(jié)培訓(xùn)，也可進(jìn)行某一項(xiàng)操作或某一采集類型的針對(duì)性培訓(xùn)。當(dāng)然，如果培訓(xùn)中心屬于地市級(jí)或更低一等級(jí)供電企業(yè)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，采集系統(tǒng)培訓(xùn)只針對(duì)于某一類采集方式或以某一環(huán)節(jié)培訓(xùn)為主，培訓(xùn)模擬環(huán)境可有針對(duì)性的搭建，對(duì)應(yīng)選擇培訓(xùn)設(shè)備。

2.2 對(duì)培訓(xùn)設(shè)備及配件提出要求

對(duì)一套培訓(xùn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)配件組成對(duì)培訓(xùn)效果至關(guān)重要。在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，要根據(jù)培訓(xùn)范圍進(jìn)行相應(yīng)選擇。首先，根據(jù)培訓(xùn)規(guī)模選擇設(shè)備數(shù)量。培訓(xùn)班學(xué)員數(shù)量較多且有考核需求，各種可操作的培訓(xùn)設(shè)備數(shù)量可按照3 人／臺(tái)進(jìn)行配置，否則因操作人數(shù)過(guò)多影響培訓(xùn)效果。其次，綜合考慮設(shè)備緊湊性。以終端調(diào)試培訓(xùn)設(shè)備為例，一套設(shè)備包括模擬計(jì)量屏、計(jì)算機(jī)、學(xué)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(jì)，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(xùn)需求進(jìn)行選擇，不再贅述，在此強(qiáng)調(diào)的是要精心選擇設(shè)備生產(chǎn)廠商。目前，市場(chǎng)上的電能表和終端生產(chǎn)廠家較多，國(guó)家電網(wǎng)公司出臺(tái)了一系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以上兩種設(shè)備的型式、功能提出統(tǒng)一要求，但符合標(biāo)準(zhǔn)的各廠家電能表和終端在使用體驗(yàn)中仍有較大差別。因此在選擇時(shí)需按照培訓(xùn)對(duì)象有針對(duì)性的選擇，如省級(jí)供電企業(yè)培訓(xùn)中心應(yīng)選擇本省現(xiàn)場(chǎng)使用的主流電能表和終端。

2.3 培訓(xùn)設(shè)備復(fù)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際程度

培訓(xùn)設(shè)備復(fù)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的程度對(duì)培訓(xùn)學(xué)員的培訓(xùn)體驗(yàn)影響巨大。一套完整的培訓(xùn)設(shè)備包括主站軟件、計(jì)量柜模擬裝置等。對(duì)于系統(tǒng)主站軟件，目前軟件開(kāi)發(fā)廠家也很多，國(guó)家電網(wǎng)公司已出臺(tái)相應(yīng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)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(kāi)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(shí)應(yīng)按照培訓(xùn)對(duì)象的不同，選擇供電企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的主站軟件或者仿真軟件進(jìn)行培訓(xùn)。對(duì)于模擬計(jì)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(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)相似，如有跳閘回路接線培訓(xùn)裝置，其接線端子應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)一致。符合以上要求的培訓(xùn)設(shè)備，能讓學(xué)員在培訓(xùn)過(guò)程中較大程度體驗(yàn)到和現(xiàn)場(chǎng)相似的操作，培訓(xùn)效果顯著。

2.4 培訓(xùn)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

培訓(xùn)系統(tǒng)中各組成配件及設(shè)備尤其主要配件及設(shè)備應(yīng)有相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，以確保培訓(xùn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如培訓(xùn)系統(tǒng)中使用的與現(xiàn)場(chǎng)相同的采集終端、電能表、服務(wù)器等，應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，應(yīng)著重注意培訓(xùn)設(shè)備本身區(qū)別于現(xiàn)場(chǎng)的各配件的技術(shù)要求：如計(jì)量模擬裝置的設(shè)備電源開(kāi)關(guān)，基本要求應(yīng)能提供培訓(xùn)設(shè)備上所安裝的電能表、終端、計(jì)算機(jī)及儀表的功率要求，除此還要滿足培訓(xùn)中開(kāi)合頻繁的特點(diǎn)，對(duì)其開(kāi)合次數(shù)要有明確的技術(shù)要求；計(jì)量模擬裝置的虛擬功率源，基本要求應(yīng)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(yīng)對(duì)功率源的輸出穩(wěn)定性提出技術(shù)要求，確保培訓(xùn)過(guò)程中電能表、終端的穩(wěn)定運(yùn)行；跳閘裝置等需要配備繼電器，同樣為滿足培訓(xùn)中頻繁模擬現(xiàn)場(chǎng)跳閘的需求，對(duì)繼電器動(dòng)作次數(shù)也應(yīng)提出相應(yīng)的技術(shù)要求。

2.5 其他個(gè)性化需求

作為培訓(xùn)設(shè)備，還應(yīng)該滿足培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提出的一些個(gè)性化要求。例如，為了拓展采集系統(tǒng)培訓(xùn)功能，通過(guò)采集系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量故障分析，要求培訓(xùn)系統(tǒng)中的計(jì)量模擬裝置增加模擬現(xiàn)場(chǎng)電能表等計(jì)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(xùn)規(guī)模比較大，培訓(xùn)系統(tǒng)中各種培訓(xùn)設(shè)備數(shù)量較大，培訓(xùn)設(shè)備提供方還可增加一套培訓(xùn)設(shè)備總控臺(tái)，用于監(jiān)控整個(gè)培訓(xùn)系統(tǒng)中所有培訓(xùn)設(shè)備的運(yùn)行情況，并通過(guò)總控臺(tái)操作每臺(tái)設(shè)備，大大提高培訓(xùn)系統(tǒng)操作的方便性和安全性［2］。

此外，為方便培訓(xùn)考核，還可在培訓(xùn)系統(tǒng)中加入考評(píng)系統(tǒng)。如設(shè)置培訓(xùn)題庫(kù)，方便學(xué)員復(fù)習(xí)鞏固有關(guān)采集系統(tǒng)的理論知識(shí)； 在操作考評(píng)中增加系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別操作結(jié)果功能，系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)價(jià)，提高考評(píng)效率，增強(qiáng)考評(píng)公平公正性。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能電能表逐漸推廣，用電信息采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)需要與時(shí)俱進(jìn)，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)不斷提升，結(jié)合國(guó)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(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)中充分發(fā)揮作用。用電信息采集系統(tǒng)培訓(xùn)也應(yīng)以服務(wù)用電現(xiàn)場(chǎng)為根本，緊密結(jié)合系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備、通信方式及數(shù)據(jù)深化應(yīng)用等調(diào)整、變化情況，不斷優(yōu)化和完善培訓(xùn)設(shè)備，與時(shí)俱進(jìn)，為現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)培訓(xùn)更多合格的運(yùn)維人員。