基于智能電網構架的計量定檢及智能采集關鍵技術研究

朱瑾

摘要：隨著智能化技術的發展，智能電網逐漸架構起來，計量設備的計量檢定也逐漸邁向全新的發展階段，只有利用先進的計量定檢系統，采用智能化信息采集技術，才能確保計量定檢水平。文章分析了智能電網架構下計量檢定的現狀以及計量定檢系統以及相關的信息采集技術。

關鍵詞：智能電網架構；計量定檢；智能采集技術；計量設備；電能表 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP277 文章編號：1009-2374（2016）34-0014-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.007

智能電網架構下，電表計量定檢是十分必要的，通過對電能表的計量水平進行動態的監測、檢查，最終能夠提高電能計量質量，提高數據信息的精準度、可靠性，解除電能計量矛盾，維護供電企業與用戶雙方的利益。要積極利用現代化的信息技術，打造出電能計量信息采集系統，通過分析系統的構造與運行原理來提高計量檢定水平，并深入利用多種智能化信息采集技術。

1 智能電網構架下計量檢定的現狀

當前來看，電能表的檢定多數能夠達到國家規定的標準，個別檢定部門出現了建標問題，參照相關的計量法律法規，需要檢定企業反復考量、審核自身的計量建標，計量建標必須經權威部門的審核、通過后才具有法律效力。個別企業也出現了逾期檢定或者放棄檢定的現象，參照計量法以及相關的處罰條例，任何不合法、不合規的計量設備都要進行取締處理。

同電能計量設備同步利用的電氣設備，例如：互感器，其檢定依然落后于規定標準，同時還出現了計量標準建標評估差異較大的問題，各個檢定機構的考核方式不一致，一些是以權威行政機構的考核為依據，然而另一檢定企業則自行安排、自我考核，這樣就使得計量檢定考核無秩序，檢定無法集中統一規范，檢定的結果也有待考證，一些部門在未獲得計量授權的情況下就盲目進行計量檢定，檢定的精準度得不到保證。

2 電能計量信息采集系統的結構與原理

計量信息采集系統主要是對用戶用電信息的采集、集中、處理與監控的一個智能化系統，該系統具備多元化功能，例如采集數據、監控非正常計量、檢測電能質量、客戶用電分析、數據發表、智能設備信息交流、互動等。該系統的結構包括以下方面：

2.1 采集終端

用來采集信息的一類設備，負責對電能表的數據信息的采集、分配、傳輸、轉發、監控等。根據其應用的環境將該終端劃分成專變采集終端、集中抄表終端等。

2.2 專變采集終端

主要負責用戶用電信息的專門化采集，具體功能包括：采集計量設備中的數據，監測計量設備的運行狀態、供電水平等，實時監控用電客戶的用電負荷大小，負責傳輸、控制采集得到的數據。

2.3 集中抄表終端

圍繞低壓用戶進行用電信息采集，其中所涉及到的設備包括集中器、采集器等，其中前者專門用來收錄、集中不同采集設備、電能表等的數據信息，同時將數據儲存起來，并可以同主站、操作設備實施數據交流、互動。

2.4 分布式能源監控終端

該終端主要用來監測同公共電網相連接的用戶端分布式能源系統，能夠達到對雙向電能計量裝置相關數據、信息等的采集，同時用來監測供電質量，能夠有效接收來自于主站的相關命令，有效控制所連接的公共電網。當前，電能計量定檢采取集約化管理模式，它集中體現了電力企業專業經營，選擇了四線一庫的定檢模式，四線包括單相與三相電能表、互感器、采集終端的自動檢定流水線。該定檢模式的運用意味著電網系統電能計量檢定正在走向自動化、高端化、智能化，提高了檢定效率，確保了定檢質量，逐漸達到了計量集約化、規范化管理的目標，利用所得的數據、采用相關設備能夠逐漸建設一個計量機構。

在該定檢模式下，無論哪一類電能表在使用前都必須接受四線一庫式的定檢，只有在通過檢定的基礎上才能被廣大用電客戶安裝運用。

計量檢定的首要關口就是接受全能性試驗，其中包括幾十個檢定項目，各個智能電表的檢測通常需要30天，當幾十項檢定通過后，智能電表才能得到認證和認可，從而正式納入生產市場，所生產的批量智能電表還需接受抽查，抽檢合格后才能確保其質量，抽檢過程中要接受幾十個檢測項目。

3 智能電網采集關鍵技術

3.1 用電負荷數據存儲分析與修正技術

3.1.1 數據存儲分析技術。數據存儲分析技術是建立在數據索引、高效率存儲等基礎上形成的技術，具體體現為：以客戶用電負荷大小為核心的多維度剖面結構的不同等級索引，以配網多源數據為目標，多個行列相融合的索引，根據用戶用電負荷時間先后所打造的數據存儲模型。

3.1.2 數據修正技術。所謂的修正技術主要是指大信息、大數據的清理、修改、歸類、關聯分析等，其中主要的數據修正方法為：建立在時間順序基礎上的卡爾曼濾波用電負荷數據修正法，以客戶大量用電的信息、數據及其之間關聯性的數據清理、修改方法。圍繞客戶用電負荷數據的先后順序來進行聚類計算，同時實行多源用戶關聯分析。

3.2 智能配電業務數據分析技術

3.2.1 用電預測技術。主要從干擾用戶用電的諸多因素入手進行判別，同時依托于各類用電預測模型，具體體現為：根據客戶曾經用電所留下的數據、信息，來構建一個預測模型，分析參數的相關干擾性因素以及用電客戶的經濟實力、用電特點等。

3.2.2 節電技術。智能配網條件下的節點技術，體現為對用戶用電特征的歸類分析、電價變動趨勢的預測、環境影響性因素的分析等，實際用到的技術體現為以下方面：

特殊用電客戶用電特點的專屬敏感性相似分析技術、根據用戶的經濟能力、所處環境條件等來分析用戶的用電影響因素，量化探究各類因素對用電客戶用電特征的影響程度。分布式電源安裝方式、工作模式等可能對客戶用電帶來的不良影響。

構建一個數據分析模型，專門針對電價、用戶信息、環境因素、激勵模式等進行數據分析。

3.2.3 網架優化技術。實際的技術為數據并行聚類及關聯分析、負荷密度與變化趨勢、網架結構的關聯分析法、根據經濟與社會的發展、城建規劃、分布電源以及充電站的鏈接等技術。

3.2.4 錯峰調度技術。主要用到的技術為聚類分析技術、自動分配技術。以安全用電、經濟用電為目標，根據用戶的多種需求、用電特點等進行錯峰資源數據層次化分析。

3.3 智能配網大數據體系結構

該體系主要覆蓋以下架構：硬件架構、技術指標、安全系統、評估方法等。該硬件系統架構主要是對分布式大數據進行采集、收錄、儲存與加工處理，圍繞數據密集型配電數據實施批量處理、圖計算、內存計算等的架構。

分布式大數據具有可視化功能，具體的可視化是通過一個可視化信息模型，通過這一模型能夠動態觀察被壓縮的數據以及數據動態發生的變化等。可視化體現在歷史的、當前的與未來的相關數據信息的動態變化趨勢，數據間節點關系清楚、明確表達數據映射模式、信息交流方式等。

4 智能電表計量檢定的優化策略

4.1 提高電能計量智能化水平

必須充分利用智能化技術的發展大潮，善于運用智能技術于電表系統，提升電能表計量的智能化水平，優先鎖定用電信息采集系統，提高其智能化水平，打造出一個智能化的用電信息采集系統，實行智能化供電服務，依托于此系統進行自動化抄表、機損電費，同時對線損進行動態跟蹤，實現電費的可視化回收。同時，也要積極推動電力企業朝著標準化、精益化方向發展，引進電能計量遠程監測系統，利用該系統進行遠程數據采集、并適時校驗數據，能夠對系統中運行的設備進行適時監測，動態跟蹤智能電網線路的負荷變化，明確電能表計量是否存在誤差，提高計量工作效率。

4.2 轉變電能計量模式

傳統的電能質量的計量與測試一般為巡檢、專項測試、在線監測等，傳統的計量評價依然停留在“量”的計量階段，對此就要對計量方式加以轉變，改變傳統落后的計量模式，專項對電能質量的相關參數、變量等進行評估計量，從這種“質”的計量再逐步過渡到量的計量，將二者有機結合起來，這一過程中勢必會對計量工作人員、計量技術、設備等提出全新的要求，要求計量工作人員不斷更新知識結構，逐步過渡到新的計量模式。此外，電力企業要加大用電信息采集系統的應用步伐，提高其覆蓋率，要加快智能化計量設備的安裝與檢修進程，加快智能電網建設速度，設置特定技術崗位，安排專業的技術人員負責監測用電信息采集系統的數據采集成功率，及時總結、記錄采集不成功的終端，并列入整改與檢修計劃，確保最新投入運營的智能電表達到設定的在線率，并提高信息采集系統的信息采集準確率。

5 結語

智能電網構架的計量定檢需要引入用電信息采集系統，依托于此系統來分析計量設備的計量水平，監測電能表的運行狀態，及時對電力系統以及電氣設備進行動態監測與檢查，重點開展互感器檢定工作，配合當地質監部門設定科學的檢定標準，實行定期檢定與抽檢相結合的檢定方式，提高計量定檢工作質量。

參考文獻

[1] 黃山，吳竹媚.配電網絡可視化管理系統建設[J].廣東電力，2014，23（3）.

[2] 余貽鑫.智能電網的技術組成和實現順序[J].南方電網技術，2009，3（2）.

[3] 孟祥甫，劉于超，李振東.電容式電壓互感器現場校驗方法改進探討[J].電測與儀表，2010，47（S2）.

（責任編輯：黃銀芳）