基于用電信息采集系統(tǒng)采集設(shè)備故障的智能診斷技術(shù)研究

王永春 陳少坤

新時(shí)代我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，企業(yè)與居民對(duì)電能的需求也在日益提高。隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的提出，智能用電規(guī)模在不斷增長(zhǎng)。用電信息采集是智能化電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，如何確保用戶信息采集系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，這對(duì)用電信息采集運(yùn)維服務(wù)質(zhì)量和效率提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前采集運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障多依靠人為經(jīng)驗(yàn)或一般調(diào)試工具進(jìn)行判定，故障誤判導(dǎo)致設(shè)備更換浪費(fèi)，現(xiàn)場(chǎng)重復(fù)消缺運(yùn)維效率不高等問題日趨嚴(yán)重。因此，研發(fā)一套旨在實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備故障的智能化診斷工具，將會(huì)很好得解決這一難題。

在2009年我國(guó)正式提出智能電網(wǎng)建設(shè)工作，智能電網(wǎng)也稱之為“電網(wǎng)2.0”，電力信息采集系統(tǒng)也是智能電網(wǎng)建設(shè)的一部分，它為智能電網(wǎng)建設(shè)提供了基礎(chǔ)技術(shù)支持。經(jīng)過多年建設(shè)電力信息采集系統(tǒng)以逐步完善，采集工作的核心已由建設(shè)階段轉(zhuǎn)為運(yùn)維管理階段。由于在建設(shè)過程中運(yùn)用了大量先進(jìn)科技及設(shè)備，其內(nèi)部系統(tǒng)較多、組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障種類不一，這給運(yùn)維工作帶了很大難度，所以這對(duì)故障及時(shí)、準(zhǔn)確的診斷提出了更高的要求。目前運(yùn)維人員主要是設(shè)備廠家人員、供電部門日常維護(hù)人員、運(yùn)維服務(wù)廠家等，這些運(yùn)維人員水平層次不齊造成運(yùn)維工作效率較差，加之傳統(tǒng)的運(yùn)維工作主要以作業(yè)指導(dǎo)、查閱資料、工作手冊(cè)指導(dǎo)等方式進(jìn)行，還有很多地區(qū)采取依靠運(yùn)維工作人員工作經(jīng)驗(yàn)方法推斷設(shè)備故障問題，但這些方法效率較低，難以準(zhǔn)確、快速的找出故障，已經(jīng)跟不上與日俱增的運(yùn)維工作量。為解決以上問題，根據(jù)長(zhǎng)期采集運(yùn)維工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)采集運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)遇到常見故障問題及處理方法，結(jié)合作為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工具應(yīng)具有的使用方便性，擬研發(fā)電力采集運(yùn)維智能診斷儀（以下簡(jiǎn)稱智能診斷儀），主要從現(xiàn)場(chǎng)故障診斷有效性、方便性兩方面進(jìn)行研究，研制一種具備采集運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障診斷的智能化、全面性、精準(zhǔn)性、兼容性良好，安全性強(qiáng)、使用周期長(zhǎng)、使用方便的采集運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)智能診斷設(shè)備。

1智能診斷儀主要功能

智能診斷儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)集中器、專變終端、電能表、采集器、模塊、設(shè)備參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)故障智能化診斷，涵蓋現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備故障診斷范疇，應(yīng)具有診斷精準(zhǔn)、功能全、易操作、方便攜帶等特點(diǎn)，它的運(yùn)用好比現(xiàn)場(chǎng)多了一位頂尖專家在現(xiàn)場(chǎng)處理工作，還可解決之前偏遠(yuǎn)地區(qū)不方便攜帶檢測(cè)設(shè)備的問題。其可診斷對(duì)象如下表1：

2引用執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

智能診斷儀需支持國(guó)網(wǎng)規(guī)范協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，具體可引用如下標(biāo)準(zhǔn)：

OGDW 1376.1-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第一部分：主站與采集終端通信協(xié)議》

OGDW 376.1-2009《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第一部分：主站與采集終端通信協(xié)議》

O/GDW 1376.2《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第2部分：集中器本地通信模塊接口協(xié)議》

O/GDW 376.2《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第2部分：集中器本地通信模塊接口協(xié)議》

O/GDW 1376.3《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議第3部分：采集終端遠(yuǎn)程通信模塊接口協(xié)議》

OGDW 1375.2-2013《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)型式規(guī)范第二部分：集中器型式規(guī)范》

OGDW 375.2-2009《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)型式規(guī)范第二部分：集中器型式規(guī)范》

O/GDW 1356-2013《三相智能電能表型式規(guī)范》

O/GDW 356-2009《三相智能電能表型式規(guī)范》

Q/GDW 1355-2013《單相智能電能表型式規(guī)范》

O/GDW 355-2009《單相智能電能表型式規(guī)范》

DL/T645-2007《多功能電能表通信協(xié)議》

3主要技術(shù)參數(shù)

供電電源：交流110V～250V 50Hz待機(jī)視在功率小于15VA

工作溫度：-25℃-+55℃

4現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用工作原理

可研制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端APP程序作為智能診斷儀的控制平臺(tái)，智能診斷儀通過藍(lán)牙控制器與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端建立數(shù)據(jù)連接，操作人員在現(xiàn)場(chǎng)通過操作APP控制智能診斷儀對(duì)采集終端、電能表、模塊、參數(shù)等的智能化故障診斷。

5智能診斷儀的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

5.1診斷精準(zhǔn)、易操作。智能診斷儀在現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)集中器、專變終端、電能表、采集器、模塊、設(shè)備參數(shù)等的故障診斷、自動(dòng)研判、自動(dòng)分析故障點(diǎn)信息工作，智能診斷儀須滿足精準(zhǔn)診斷，并為故障信息收集及分析提供了重要的數(shù)據(jù)支持，隨后可將所診斷分析的結(jié)果自動(dòng)反饋到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端APP上，并為其提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)故障作業(yè)指導(dǎo)。智能診斷儀具有人性化設(shè)計(jì)給人以良好的使用體驗(yàn)，并且該設(shè)備操作簡(jiǎn)單、易學(xué)習(xí)。

5.2設(shè)計(jì)合理、兼容性強(qiáng)。智能診斷儀按標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，支持國(guó)網(wǎng)09、13規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙控制器可支持轉(zhuǎn)紅外、RS485、RS23等通信方式，實(shí)現(xiàn)不同通信通道的故障診斷，同時(shí)可設(shè)計(jì)擴(kuò)展支持區(qū)域性的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，其具有較高的兼容性及適用性，可兼容各類廠家的設(shè)備診斷運(yùn)用，降低了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作人員數(shù)量以及設(shè)備攜帶量。

5.3故障診斷模式簡(jiǎn)單。在運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)故障診斷過程中，可支持將故障診斷功能直接融入到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端的派工環(huán)節(jié)里，依據(jù)派工任務(wù)的故障分類，制定出與之相符的故障診斷流程，在日常電力信息采集運(yùn)維工作中，可提高現(xiàn)場(chǎng)故障診斷效率。

5.4具備“專家”模式故障診斷。在工作中可能會(huì)遇到各類異常故障問題，此時(shí)可選擇“專家”模式進(jìn)行分析，終端將提高細(xì)化的診斷功能模塊，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，二者靈活的結(jié)合可增強(qiáng)設(shè)備的故障診斷的準(zhǔn)確性，此項(xiàng)功能較適用于專業(yè)技能好，工作經(jīng)驗(yàn)較為豐富的運(yùn)維人員使用。

5.5可實(shí)現(xiàn)功能更新、運(yùn)用擴(kuò)展。智能診斷儀程序可基于安卓平臺(tái)設(shè)計(jì)研發(fā)，可采用藍(lán)牙通信方式，新技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用過程中根據(jù)實(shí)際需要的不同，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)智能診斷功能升級(jí)。并且，能夠連續(xù)開發(fā)設(shè)備診斷支持?jǐn)U展塢，以保障智能診斷儀不斷得到拓展運(yùn)用。

5.6支持雙模式工作。雙模式是指在線模式與離線模式。在線模式：主站平臺(tái)將工作任務(wù)信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端，再將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端與智能診斷儀鏈接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；離線模式：在沒有任務(wù)派發(fā)的情況下可實(shí)現(xiàn)離線故障診斷。

智能診斷儀的研發(fā)，將對(duì)用電信息采集現(xiàn)場(chǎng)故障消缺工作起到了重要技術(shù)支撐，填補(bǔ)了我國(guó)多年針對(duì)用電信息采集運(yùn)維無專業(yè)診斷儀器的空白，可從根源解決因采集運(yùn)維人員專業(yè)技能偏差，難以一次性解決運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)故障診斷難題，人為故障誤判、設(shè)備資源浪費(fèi)等問題，智能診斷儀將提高采集運(yùn)維工作質(zhì)量和效率，總體提升采集運(yùn)維服務(wù)水平，為運(yùn)維故障大數(shù)據(jù)分析提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也加快了我國(guó)職能電網(wǎng)建設(shè)的步伐。智能診斷儀具有安全性能好、診斷準(zhǔn)確、兼容性好、操作方便等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)都有利于現(xiàn)場(chǎng)電力信息采集運(yùn)維工作的開展，所以研制智能診斷儀必將具有很好的發(fā)展前景，可在電力更多領(lǐng)域推廣應(yīng)用。