面向?qū)ο笾悄茈娔鼙磉h程費控應用情況分析及優(yōu)化

高 波，高 媛，李 飛，武超飛，唐如意，付 超

(1.國網(wǎng)河北省電力有限公司營銷服務中心，石家莊 050021;2.國網(wǎng)河北省電力有限公司唐縣供電分公司，河北 保定 071000;3.國網(wǎng)河北省電力有限公司，石家莊 050021;4.華北電力大學，河北 保定 071003)

近十年，電力計量業(yè)務規(guī)模得到很大的發(fā)展，智能電能表也因為其諸多優(yōu)點得到廣泛應用，面向?qū)ο笾悄茈娔鼙淼耐茝V應用，提升了電能計量和計費水平，提高了電力整體工作效率[1-2]。隨著智能電網(wǎng)的建設，國家電網(wǎng)有限公司(簡稱“國網(wǎng)公司”)對面向?qū)ο笾悄茈娔鼙淼男阅芤笤絹碓礁撸瑢γ嫦驅(qū)ο笾悄茈娔鼙磉m應不同環(huán)境的能力提出了更高的要求，其中遠程費控是智能電網(wǎng)的一項重要功能，通過技術(shù)手段實現(xiàn)了先繳費、后用電的模式，為用戶帶來極大地便利，也給電力公司運維工作帶來不小的挑戰(zhàn)[3-4]。

目前仍然處于面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碛嬐茝V應用的初期，各地區(qū)普遍存在現(xiàn)場面向?qū)ο笾悄茈娔鼙肀?45電能表費控成功率低的問題[5]。以2019年3月份為例，全省范圍面向?qū)ο笾悄茈娔鼙砥骄M控成功率為73%左右，645電能表平均費控成功率則達到96%左右，以下主要針對此類問題開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及現(xiàn)場、實驗室測試，得出遠程費控業(yè)務流程繁復、通信模塊響應超時是制約面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碣M控成功率提升的主要瓶頸，進行深入分析后，在此基礎上提出了行之有效的優(yōu)化方法。

1 采集主站流程分析及優(yōu)化

通過用電信息采集系統(tǒng)排查發(fā)現(xiàn)，出于數(shù)據(jù)安全性考慮，目前國網(wǎng)公司應用的面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碚w遠程費控命令執(zhí)行流程較為繁瑣，在整個費控執(zhí)行過程中涉及環(huán)節(jié)多，容易受到現(xiàn)場通信條件影響，導致任務執(zhí)行失敗。現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)針對面向?qū)ο笾悄茈娔鼙淼馁M控流程如表1所示。

表1 采集主站現(xiàn)用面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碣M控流程

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有費控流程存在較多非必要命令，一是，費控命令為透明轉(zhuǎn)發(fā)命令，從協(xié)議角度和安全角度均無需與集中器ESAM進行安全認證;二是，費控效果驗證時，抄讀狀態(tài)字為讀取命令，按照國網(wǎng)公司采集數(shù)據(jù)安全防護要求，只讀命令無需對電能表做安全認證。

所以，在保證數(shù)據(jù)防護安全的前提下，可以對面向?qū)ο笾悄茈娔鼙淼倪h程費控流程進行優(yōu)化，減少主站與設備間不必要的交互次數(shù)，提高遠程費控流程下發(fā)成功率和執(zhí)行效率，簡化后的遠程費控流程如表2所示。

表2 采集主站優(yōu)化后面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碣M控流程

優(yōu)化后的遠程費控流程應用于6地市，開展面向?qū)ο笾悄茈娔鼙砼_區(qū)及645電能表臺區(qū)試點測試工作，分別取同一供電區(qū)域下的100個不同協(xié)議臺區(qū)，以復電命令為例，下發(fā)500條工單指令的費控執(zhí)行成功率對比情況如表3所示。

由表3數(shù)據(jù)可以看出，面向?qū)ο蠼K端下面向?qū)ο箅娔鼙韽碗妶?zhí)行成功率提高了17.3%。通過對用電信息采集系統(tǒng)流程的優(yōu)化，面向?qū)ο笈_區(qū)費控執(zhí)行成功率有了明顯提升。

表3 面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碛嬞M控執(zhí)行對比

2 通信模塊響應超時分析及優(yōu)化

窄帶通信模塊本身存在通信響應時效性，即通信模塊之間通信失聯(lián)達到一定的時間間隔時，就會徹底連接失敗。由于國網(wǎng)公司未對窄帶載波通信模塊通信響應時長作明確規(guī)定，所以造成各個廠家對通信響應時長設置不同。在實驗室分別測試了鼎信、東軟、中睿昊天、南瑞4個廠家模塊，發(fā)現(xiàn)中軟昊天和南瑞模塊通信響應時長為35 s左右，鼎信、東軟模塊通信響應時長為60 s左右。在現(xiàn)場復雜通信環(huán)境中，模塊響應時長過短，就極易造成模塊通信連接超時，導致無法正常執(zhí)行費控任務，影響費控成功率。

同時，針對在現(xiàn)場使用較多的窄帶載波通信模塊開展測試，在實驗室環(huán)境驗證中，搭建了簡易的臺區(qū)環(huán)境對645協(xié)議表計和面向?qū)ο髤f(xié)議表計分別進行遠程費控操作。通過測試發(fā)現(xiàn)645表計執(zhí)行一次完整合閘流程用時20 s左右，面向?qū)ο蟊碛媹?zhí)行一次完整合閘流程用時在60 s以上。

分別對645電能表和面向?qū)ο笾悄茈娔鼙砗祥l報文長度進行分析發(fā)現(xiàn)，698電能表執(zhí)行費控命令單幀報文傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要遠大于645電能表，其中電能表響應與電能表進行安全認證的透明轉(zhuǎn)發(fā)部分內(nèi)容報文字節(jié)數(shù)面向?qū)ο笾悄茈娔鼙硎?45電能表的5.2倍，電表響應費控命令的透明轉(zhuǎn)發(fā)部分內(nèi)容報文字節(jié)數(shù)面向?qū)ο笾悄茈娔鼙硎?45電能表的4.2倍。詳細情況如表4所示。

通過對通信模塊問題排查分析，面向?qū)ο笾悄茈娔鼙韴?zhí)行遠程費控流程用時遠大于645電能表，在現(xiàn)場實際運行環(huán)境中更容易受各類因素干擾，也會影響費控成功率。

因此，部分窄帶載波模塊廠商如中軟昊天和南瑞模塊響應時長時間配置35 s，不能有效滿足面向?qū)ο笸ㄐ艆f(xié)議功能應用，建議修改模塊程序改為60 s。同時，為提高面向?qū)ο笾悄茈娔鼙碛嬞M控成功率，可結(jié)合HPLC推廣工作，優(yōu)先應用于面向?qū)ο笈_區(qū)。

表4 645電能表及面向?qū)ο笾悄茈姳韴?zhí)行遠程費控交互報文傳輸數(shù)據(jù)量對比

3 其他優(yōu)化及建議

遠程費控成功率實現(xiàn)100%的目標，仍受公網(wǎng)遠程通信等多種條件影響，故需結(jié)合現(xiàn)場運維手段予以提升效果，作為補充手段。結(jié)合目前全國網(wǎng)范圍內(nèi)，大力推廣應用的計量現(xiàn)場作業(yè)終端設備，建立并完善一整套采集運維閉環(huán)管理流程。其中，計量現(xiàn)場作業(yè)終端是一種適用于電力營銷計量相關人員現(xiàn)場作業(yè)，內(nèi)嵌ESAM安全單元的手持式智能設備，可以現(xiàn)場實現(xiàn)表計安全認證及操作，滿足國網(wǎng)安全防護要求。結(jié)合計量現(xiàn)場作業(yè)終端內(nèi)置App程序，可以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)補抄、時鐘設置、停復電、電價時段調(diào)整等功能應用。

依托國網(wǎng)公司采集運維閉環(huán)管理系統(tǒng)，通過對用電信息采集系統(tǒng)一定時間段內(nèi)遠程費控失敗的任務，形成采集運維閉環(huán)管理工單，將工單任務下發(fā)至計量現(xiàn)場作業(yè)終端中，由工作人員攜帶計量現(xiàn)場作業(yè)終端到現(xiàn)場通過設備紅外通信端口或者485線通信方式，進行現(xiàn)場停復電操作。經(jīng)過實驗室測試及現(xiàn)場應用情況反饋，計量現(xiàn)場作業(yè)終端針對面向?qū)ο笾悄鼙碛嫷膹碗姵晒β蔬_到99.9%以上，將有效解決遠程費控失敗帶來的各類投訴問題。

4 結(jié)論

a.通過采集系統(tǒng)費控流程優(yōu)化，面向?qū)ο笈_區(qū)費控執(zhí)行成功率得到有效提升。

b.通過實驗環(huán)境驗證，發(fā)現(xiàn)某些模塊廠家本地通信響應時間配置過短，不能有效滿足面向?qū)ο笸ㄐ艆f(xié)議功能應用，需修改相關程序。

c.提出通過應用計量現(xiàn)場作業(yè)終端實現(xiàn)對費控業(yè)務的現(xiàn)場操作，建立采集運維閉環(huán)管理機制，有效彌補遠程通信失敗造成的費控失敗問題。

d.通過文中提出的優(yōu)化策略，提升了費控業(yè)務應用成功率，保障了電力企業(yè)電費的有效回收，為用戶網(wǎng)上實現(xiàn)一鍵支付創(chuàng)造了便捷條件，同時為落實煤改電業(yè)務提供了有效手段。