臺(tái)區(qū)戶表變關(guān)系智能識(shí)別裝置設(shè)計(jì)

潘 帆，黃身增，曾爭(zhēng)榮，游建章，林煒超

（國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司漳州供電公司，福建 漳州 363000）

0 引 言

臺(tái)區(qū)線損作為供電企業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，是企業(yè)管理水平的綜合體現(xiàn)，是促進(jìn)配網(wǎng)精細(xì)化管理的重要手段。臺(tái)區(qū)戶表變關(guān)系的準(zhǔn)確性是臺(tái)區(qū)線損精準(zhǔn)計(jì)算的前提，是保障線損數(shù)據(jù)真實(shí)性的重要基礎(chǔ)。目前，電力基層對(duì)變表隸屬關(guān)系和戶表隸屬關(guān)系的識(shí)別主要以人工為主，存在如下兩類問(wèn)題[1-3]。（1）傳統(tǒng)的臺(tái)區(qū)用戶核查需要人工到現(xiàn)場(chǎng)逐個(gè)表箱進(jìn)行核查，耗時(shí)費(fèi)力且低效，存在工作量大，核查難的問(wèn)題，特別是纜化線路辨識(shí)十分費(fèi)勁。（2）核查方法采用瞬間停電法，該方法對(duì)表計(jì)的質(zhì)量、停送電間隔、現(xiàn)場(chǎng)用戶服務(wù)等要求較高，還會(huì)產(chǎn)生無(wú)法分析的數(shù)據(jù)，還需要人工現(xiàn)場(chǎng)二次核查，同時(shí)瞬間停送電對(duì)供電質(zhì)量影響較大，存在用戶投訴和損壞用戶家用電器的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法頻繁使用。針對(duì)這些問(wèn)題，開發(fā)了該智能識(shí)別裝置，可以提高用電檢查的工作效率和企業(yè)效益。

1 戶表變識(shí)別裝置的設(shè)計(jì)要求

戶表變識(shí)別裝置包括變表關(guān)系識(shí)別裝置和戶表關(guān)系識(shí)別裝置，該裝置可以頻繁使用，不影響用戶正常用電，同時(shí)不需要逐個(gè)表箱核對(duì)，可一次性全部識(shí)別有電氣物理連接關(guān)系的變表對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)識(shí)別臺(tái)區(qū)下安裝的所有電表，還能正確區(qū)分戶表隸屬關(guān)系。系統(tǒng)的硬件包括尋表儀和發(fā)射器，分兩種場(chǎng)景使用。（1）變表關(guān)系識(shí)別：裝置進(jìn)行變表關(guān)系識(shí)別時(shí)，把尋表儀接在臺(tái)區(qū)集中器處的A、B、C、N四條線上。通過(guò)電力線載波通信，執(zhí)行尋表算法流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收集臺(tái)區(qū)內(nèi)的所有電表表號(hào)，并進(jìn)一步識(shí)別出電表所在相線，將表號(hào)以及表相顯示在顯示器上。（2）戶表關(guān)系識(shí)別：裝置進(jìn)行戶表關(guān)系識(shí)別時(shí)，將具有載波模塊的發(fā)射器放在用戶家中，不斷發(fā)射該用戶房間號(hào)，尋表儀在該用戶電表出線處進(jìn)行接收，若接收到該房間號(hào)，則可以確定戶表隸屬關(guān)系，并顯示在人機(jī)界面上。

2 戶表變識(shí)別裝置的硬件設(shè)計(jì)

裝置的硬件結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。尋表儀采用的主要硬件有：SC20-CE控制器，是一款基于高通平臺(tái)、運(yùn)行安卓操作系統(tǒng)的工業(yè)級(jí)高性能4G智能模塊；SSC1668路由載波模塊；5.5英寸觸摸屏和TFTLCD顯示屏。發(fā)射器的主要硬件有：STM32F103控制器、HPLCS1667載波模塊及藍(lán)牙模塊等。

3 戶表變識(shí)別裝置的軟件設(shè)計(jì)

3.1 變表識(shí)別裝置

尋表儀主要功能是尋找當(dāng)前臺(tái)區(qū)的所有電表，獲取電表號(hào)以及電表所在的相線，并將獲取的表信息顯示在人機(jī)界面上。尋表儀主要包括MCU、電力載波路由器等組件，MCU通過(guò)串口與電力載波路由器進(jìn)行交互，通信協(xié)議為1376.2集中器本地通信模塊接口協(xié)議，路由器與電表之間通信協(xié)議為DL/T645-2007協(xié)議。

圖1 發(fā)射器硬件結(jié)構(gòu)圖

圖2 尋表儀硬件結(jié)構(gòu)圖

尋表算法流程如下。

（1）MCU向路由器發(fā)送路由暫停命令，停止路由主動(dòng)模式抄表流程。

（2）MCU向路由器發(fā)送參數(shù)區(qū)初始化命令，清空路由器中的檔案信息。

（3）進(jìn)行檔案同步，將資產(chǎn)表號(hào)文件的所有表號(hào)添加到路由器中。

（4）發(fā)送重啟命令，啟動(dòng)抄讀流程，并等待抄讀數(shù)據(jù)。

（5）當(dāng)MCU接收到“路由請(qǐng)求抄讀內(nèi)容”報(bào)文時(shí)，MCU返回“路由請(qǐng)求抄讀內(nèi)容”，當(dāng)已接收到“上報(bào)抄讀數(shù)據(jù)”報(bào)文時(shí)，將抄讀標(biāo)志設(shè)置為“抄讀成功”；當(dāng)未接收到“上報(bào)抄讀數(shù)據(jù)”報(bào)文時(shí)，將抄讀標(biāo)志設(shè)置為“可以抄讀”。

（6）當(dāng)MCU接收到“上報(bào)抄讀數(shù)據(jù)”的報(bào)文時(shí)，返回確認(rèn)報(bào)文，對(duì)抄讀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將抄讀數(shù)據(jù)中表號(hào)添加到已尋到的表號(hào)數(shù)據(jù)中，查看抄到數(shù)據(jù)中表相位信息，若為0，表示未獲取該表所在相位；為1，表示表的相位為A；為2，表示表的相位為B；為3，表示表的相位為C。若獲取到表的相位，將該表號(hào)添加到對(duì)應(yīng)相位的表號(hào)數(shù)據(jù)中。

（7）當(dāng)MCU接收到抄表結(jié)束的報(bào)文，則說(shuō)明臺(tái)區(qū)的所有電表路徑已構(gòu)建完成，向路由器發(fā)送啟動(dòng)相位識(shí)別功能廣播報(bào)文，路由器收到報(bào)文后，進(jìn)行廣播。這時(shí)廣播沿構(gòu)建好的路徑向每一個(gè)電表發(fā)送該報(bào)文，電表接收到該報(bào)文后，向路由器發(fā)送對(duì)應(yīng)的電表所在相位，然后路由器發(fā)送MCU。

（8）當(dāng)用戶在人機(jī)界面上查看尋到的全部表號(hào)以及各相線的表號(hào)時(shí)，將已尋到的表號(hào)數(shù)據(jù)以及各相線的表號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送到人機(jī)界面進(jìn)行顯示。

3.2 戶表識(shí)別裝置

戶表識(shí)別裝置是尋表儀與發(fā)射器進(jìn)行配合使用。發(fā)射器插在用戶家里的插座上，通過(guò)載波發(fā)射設(shè)置好用戶信息。尋表儀在用戶電表出線端接收信息，通過(guò)是否可以接收到發(fā)射器發(fā)射出來(lái)的用戶信息來(lái)核查戶表隸屬關(guān)系。

戶表識(shí)別的主要算法流程如下。

（1）MCU向路由器發(fā)送路由暫停命令，停止路由主動(dòng)模式抄表流程。

（2）MCU向路由器發(fā)送參數(shù)區(qū)初始化命令，清空路由器中的檔案信息。

（3）將發(fā)射器載波模塊地址添加到路由器中。

（4）發(fā)送重啟命令，啟動(dòng)抄讀流程，并等待抄讀數(shù)據(jù)。

（5）當(dāng)MCU接收到“上報(bào)抄讀數(shù)據(jù)”的報(bào)文時(shí)，返回確認(rèn)報(bào)文，對(duì)抄讀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從抄讀數(shù)據(jù)中提取出房間號(hào)，顯示到人機(jī)界面上。

（6）當(dāng)MCU接收到“路由請(qǐng)求抄讀內(nèi)容”報(bào)文時(shí)，MCU返回“路由請(qǐng)求抄讀內(nèi)容”，若已經(jīng)接收到其中的抄讀標(biāo)志設(shè)置為“可以抄讀”。

4 應(yīng)用案例

利用該儀器對(duì)某小區(qū)的變表關(guān)系進(jìn)行識(shí)別，該臺(tái)區(qū)下共有49戶電表，最終測(cè)試結(jié)果為全部抄到，與電力公司管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致。電表資產(chǎn)號(hào)為：

010130907288，010130910349，010131318264，010130906924，010130910440，

010130897710，010130898425，010130896265，010130904019，010130910347，

010130905709，010130910348，010131545447，010130909769，010130912729，

010130903454，010130913567，010130896260，010131317978，010130904016，

010130898408，010130907294，010130910362，010130909762，010130913120，

010130896919，010130904013，010130904360，010130912849，010130904840，

010130898071，010130909093，010130912520，010130912526，010130912338，

010130910434，010130912337，010130904368，010130909094，010130912331，

010130907296，010130896261，010130898943，010130896421，010130897058，

010130896415，010130908866，010127592033，010127588254。

5 結(jié) 論

該設(shè)備人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)單易懂。在使用過(guò)程中設(shè)備工作正常，整體達(dá)到預(yù)期效果。臺(tái)區(qū)線損作為供電企業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，是企業(yè)管理水平的綜合體現(xiàn)，是促進(jìn)配網(wǎng)精細(xì)化管理的重要手段。臺(tái)區(qū)變表、表戶關(guān)系的準(zhǔn)確性是臺(tái)區(qū)線損精準(zhǔn)計(jì)算的前提，是保障線損數(shù)據(jù)真實(shí)性的重要基礎(chǔ)。通過(guò)該智能識(shí)別裝置，可以提高用電檢查的工作效率，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的推廣應(yīng)用前景。