基于負控終端的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)

云南電網有限責任公司昆明供電局 萬 磊 王 鏑 嚴 峰 解天柱 趙藝舒

為進一步落實智能電網建設目標，增強電能計量的公開透明性，更為科學、可靠高級量測體系的建立尤為重要。電能表在實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，使得電力運維人員難以應對。有基于此，需設計出較為穩(wěn)定可靠且同時能夠顯著降低誤報率的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)，以應對實際中的需要，進而將相應的運維成本控制在較低水平。雖然電能計量自動化系統(tǒng)于近年來在諸供電公司陸續(xù)建立，但其針對電能表、負控終端本身性能的檢測尚存在很大的不足之處，勢必影響到檢測數(shù)據的真實性與準確性，電能計量自動化系統(tǒng)的作用發(fā)揮受到較大的限制。

為從根本上對電能表遠程在線檢測問題予以解決，本文立足于已有的電能計量自動化系統(tǒng)，將負控終端功能添加進其中，在保障原有能力充分發(fā)揮的基礎上還可實現(xiàn)同被檢電能表在時間上的同步，并對電能量脈沖進行相應的讀取與輸入，同時及時且準確地得知自身的狀態(tài)信息。對遠程自動化檢測主站進一步完善與優(yōu)化，構建出電能表遠程在線檢測系統(tǒng)，能夠起到下述功能：通過增強功能的負控終端來開展關于電能表性能的評估工作，實現(xiàn)了遠程在線檢測的目標；依托歷史大數(shù)據分析的優(yōu)勢，針對電能表計量回路可能出現(xiàn)的各種類型故障及與之相關的報警信息展開真實性方面的判斷；對增強功能負控終端在實際中的運行狀態(tài)予以系統(tǒng)性診斷。

1 基于負控終端的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)

1.1 針對負荷控制終端的改造升級與應用

構建基于負控終端的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)，需要讓負控終端在原有的基礎上拓展一些新功能，為此，同遠程自動化檢測主站之間實現(xiàn)高效地連接尤為重要，關系到主站指令的具體處理效率；再者，它亦起到數(shù)據傳輸過程中的樞紐作用，通過RS-485連接電能表對其所輸出的相關計量數(shù)據予以讀取，上傳至遠程自動化檢測主站開展相應的分析處理。

有鑒于此，應對現(xiàn)階段的負控終端進行科學的升級改造：為了打下良好的硬件基礎，需要確保負控終端的準確度保持在0.5s級及之上的水準；增添負控終端與電能表之間的時間同步功能，具體措施為于負控終端內加入與電能表同步的控制代碼；立足于原有的負控終端同遠程自動化檢測主站二者間的通信協(xié)議，現(xiàn)對其中的內容予以進一步擴充[1]。

1.2 電能表計量性能的遠程在線檢測

欲實現(xiàn)對電能表計量性能的遠程在線檢測目標，首要確保電能表同增強功能負控終端在時間上的同步性，在此以后分別開展電能計量。二者計量所獲的電能脈沖數(shù)據，需要通過對應的接口將之傳輸至主控芯片，隨后通過通信網絡將其傳輸?shù)竭h程自動化檢測主站。增強空能負控終端與電能表分別發(fā)來的電能脈沖數(shù)據經由主站內配置的遠程在線軟件予以比較，并針對其展開誤差分析。此外，依托大量歷史數(shù)據的深度挖掘優(yōu)勢，遠程自動化主站還能夠科學地預測相應的負荷，這就滿足了一些接近額定功率或特定負荷的情形，從而更好地反映電能表在實際工作環(huán)境下的狀態(tài)信息[2]。

有鑒于此，增強功能負控終端在完成針對電網所處階段電壓、電流等指標數(shù)據的測量后，需及時將相應結果上傳到遠程自動化檢測主站內，由其對電能表實際負荷情況予以科學判定，如結果與期望值不相符合，需立刻停止當前正在開展的檢測；若結果同期望值相符合，則同時實施基于遠程自動化檢測主站要求的增強功能負控終端與電能表電能計量，并對電網電流特定負荷要求的滿足情況予以全過程的監(jiān)測；最后，檢測結果準確有效的判定標準為在檢測全過程中電網電流始終同特定負荷的期望值相符合，其他情況則視為檢測結果無效，需經過一段時間后再次予以檢測。在遠程自動化檢測主站內所配備的電能表遠程在線檢測軟件。

1.3 電能表計量回路的常見故障分析

本文所設計的基于負控終端的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)，通過對電流、電壓、相角等信息的數(shù)據采集，以此實現(xiàn)分析判斷接線故障真?zhèn)蔚哪繕?。設計系統(tǒng)所能予以識別的故障類型主要有失流、失壓、電流反極性等。一般傳統(tǒng)電能計量自動化系統(tǒng)多應用單一閾值函數(shù)來實現(xiàn)對前述諸故障狀態(tài)的判別，這意味著故障告警會在超出閾值時即觸發(fā)，與部分設備偶爾出現(xiàn)閾值超出卻可保持正常運行的情形相矛盾，很大程度上影響到了故障告警的準確率。本文所設計的系統(tǒng)開展故障判斷的軟件開發(fā)深度依托歷史大數(shù)據的優(yōu)勢，同時還可實現(xiàn)多元電學量融匯的綜合性判斷，不僅對原有的判別條件進行了科學的修正，并增添了以往所不具備的一些判別規(guī)則，極大地降低了相應的誤報率[3]。

1.4 診斷增強功能的負荷終端運行狀態(tài)

增強功能的負荷終端還可實現(xiàn)對自身運行狀態(tài)的準確診斷，具體運行機制如下：通過主控芯片來對各類型功能單元狀態(tài)信息的予以讀取，如內部電池、存儲器以及時鐘等，與此同時，經由通信來獲得通信接口等的狀態(tài)信息。故而增強負控終端是否穩(wěn)定可靠運行便能由遠程自動化檢測主站予以診斷，大大提升遠程在線檢測電能表的精確度。

2 試驗系統(tǒng)搭建及其測試結果

2.1 試驗系統(tǒng)搭建方案

于實操平臺中搭建了旨在對所設計電能表遠程在線檢測系統(tǒng)予以可行性驗證的試驗系統(tǒng)，在此基礎上進行了相關測試。具體而言，所有被檢測的電能表均為之配備了一個增強功能負控終端（共計3組）。在試驗系統(tǒng)中所使用的增強功能負控終端為WFET-1000F型號，具備0.5s級的測量精度；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，在線檢測試驗系統(tǒng)遵循前述構建方案進行接線。

2.2 測試結果

以前述所搭建的試驗系統(tǒng)進行關于電能表計量性能遠程在線檢測功能的測試，由于電能表自身會輸出電能計量脈沖，故而將增強功能負控終端所輸出的電能計量脈沖與之展開比較。結果顯示，檢測的精確性因二者間的同步性較高得到了有效的保證；被檢電能表其計量性能的狀態(tài)情況也可經由本系統(tǒng)切實檢測出來；此外針對一些特定負荷的檢測工作，對電能表實際性能也可起到良好的反映。

試驗過程中采取的是經過科學修正后的電能表計量回路故障判定準則，并在此基礎上對1380個用戶電能表計量回路可能出現(xiàn)的接線故障予以相應的分析判斷。分析表明，用戶電能表反極性數(shù)據為不合格的數(shù)量為39個，出現(xiàn)失壓的數(shù)量為23個，出現(xiàn)失流的數(shù)量為43個。在后續(xù)的驗證后發(fā)現(xiàn)，經過優(yōu)化改進后的故障告警準則可達到100%的精確度，誤判的情形并不存在。

3 結語

本文提出的基于負控終端的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)三方面的優(yōu)化效果：遠程檢測電能表計量性能；判斷電能表計量回路接線故障真?zhèn)尾⑦M行分析；診斷增強功能的負控終端實際運行狀態(tài)。三方面的功能相輔相成，大大提升了遠程在線檢測電能表的準確率，對電能計量自動化系統(tǒng)的技術發(fā)展具有一定的參考意義。另外，基于負控終端的電能表遠程在線檢測系統(tǒng)不需增添新的標準器具，主要集中于軟件升級及負控終端功能的多元化方面，因而其構建成本相對較低，具有一定的經濟性，實踐應用價值較高。