采集終端與智能電表批量采集任務處理技術研究

張啟君 付映宇

關鍵詞：采集終端;智能電表;批量采集任務處理

引言

在智能電網建設中，用電信息采集系統為其提供了重要的物理基礎。依托自動控制技術、精確傳感技術和快速通信技術，該系統能夠實現數據自動采集、線損統計分析負荷信息管理、電能質量監測等基本功能，為電網有效監測用戶用電信息，及時發現異常用電情況和制定用戶用電引導策略提供了重要的技術支持。

1 研究現狀

電力信息采集系統也是智能電網建設的一部分，為智能電網建設提供基礎技術支持。經過多年的建設，電力信息采集系統逐步完善，采集工作的核心已經從建設階段轉變為運維管理階段。由于在施工過程中大量使用先進技術和設備，內部系統多，組成結構復雜，故障類型多樣，給運行維護工作帶來很大困難，因此對及時、準確的故障診斷提出了更高的要求。目前運維人員主要為設備廠家人員、供電部門日常維護人員、運維服務廠家等，這些運維人員水平參差不齊，導致運維效率低下。另外，傳統的運維工作主要通過操作指導、數據訪問、工作手冊指導等方式進行，在很多領域都采用了依靠運維人員的工作經驗推斷設備故障的方法，但這些方法效率低下，難以準確、快速地發現故障，無法跟上日益增加的運行維護工作量。截至目前，智能電表和用電信息采集覆蓋率已超過99%，實現了設備智能自診斷、主動上報機制等先進應用。根據長期的收集、運行和維護經驗，總結收集、運行和維護現場遇到的常見故障問題及其處理方法，結合現場運行和維護使用的方便性，全面完善收集，操作和維護效率。

2 智能化電能量采集終端應用

通過對電能信息采集終端的研究，發現電能信息智能采集是電能信息采集的大趨勢，而電能信息自動采集終端是智能電網的基石。智能電網的電力調度需要大量的用電數據作為智能電網進行電力調度的基礎，因此，智能電網需要電能數據自動采集終端，使其快速發展。首先，電力營銷部向用戶售電，電能信息自動采集設備采集用戶用電量。通過對采集到的數據進行處理，實現了電網端和用戶端的電力調度。通過對數據的計算，分析了電網各部分的功率損耗。采用顯示層、業務邏輯層和數據存儲層的數據架構圖。每一級都有不同的功能。各層之間通過預先設置接口進行連接，可以大大減少程序之間的耦合，增強整個程序的擴展能力，更有利于系統的管理和開發。在顯示層，采用Struts框架技術，利用JSP（Java服務器頁面）技術實現智能電能信息采集，并通過顯示頁面呈現。在業務邏輯層，利用spring框架良好的協同作用，實現電能采集系統各項目不同邏輯的協同處理。

3 智能電表批量采集任務處理技術

3.1 研究通信模塊在故障自動診斷方面的應用

HPLC通信單元根據協議文件傳輸數據，自動管理下級節點的中繼路由關系，無需人工干預。當路由中的中繼節點被拆除或出現故障時，系統能立即自動找到新路由;當一個新節點添加到系統中時，它還可以立即建立一個新路由。通信裝置應具有載波感應和防撞功能。電能表的載波通信單元應具有主動報告電能表斷電的功能。停電后，依靠自身超級電容器電源，主動上報停電信息;開機后主動上報開機信息。集中器本地通信單元可以采集電能表的停電情況，主動上報事件并上報主站。電度表的載波通信單元應具有基于集中器接線的相位識別功能。在申請特定任務后，無論讀取成功與否，模塊應在不超過5分鐘內回復集中器。同時，電能表載波通信單元應具有異常事件報告功能。

3.2 時鐘欠壓在線校時

（1） 采集終端上行鏈路：通過主站心跳采集主站時鐘，并根據自身時鐘與主站時鐘的差異以及采集器時鐘電池電壓是否欠壓判斷自身時鐘是否有效。如果終端時間與主站時間相同，則終端時間有效且無需計時;如果終端時間與主站時間之差大于設定閾值，則終端時鐘電池電壓正常，主站和終端時鐘無效，需要結合家用表時鐘綜合判斷;如果終端時間和主站時間之間的差值大于閾值，并且終端時鐘蓄電池電壓過低，則終端時鐘無效。需要根據戶表時鐘進一步判斷主站時鐘是否有效。（2） 采集終端下行鏈路：集中器讀取戶表時鐘數據，根據戶表時間和主站時間綜合判斷主站時間是否有效，最后取有效時間對采集終端進行定時。如果終端時鐘電池電壓異常且家用電表時間有效，則選擇家用電表時間進行計時。

3.3 遠程開戶

低壓本地費控用戶在安裝或更換電能表后需要開戶、領卡和購電。過去電網營業廳通常采用傳統的開戶方式，即用戶在安裝或更換電能表后，需要在營業時間到營業廳領取購電卡。但營業廳營業時間往往與客戶工作時間重疊，營業廳輻射面積大，給客戶取卡帶來不便。另外，客戶收到卡后，需要插入電表繼續購電，這很容易造成客戶多次往返。大量現有客戶開戶后未插卡進行遠程購電，導致購電次數不一致，購電失敗，影響客戶遠程購電體驗。為解決批量換表、現場開戶不變的問題，電網各營業廳在現有業務的基礎上增加了遠程開戶業務。遠程開戶后，新安裝客戶可以直接遠程購電，減少因購電次數不一致而影響客戶遠程購電的問題，提高遠程購電成功率。客戶可以通過遠程或卡（舊卡）繼續換電，不需要在營業廳換新卡，基本實現了無意義的電表更換，提高了客戶對用電的滿意度。遠程開戶流程如下：用戶新安裝或更換流程完成后，營銷系統生成遠程開戶任務發送給采集系統，采集系統遠程發送給用戶現場電能表。開戶成功后，用戶將在營銷系統中自動開啟遠程充值服務，實現用戶無意義的換表。目前，遠程開戶任務發送到采集系統后，在前1小時內每隔15分鐘進行一次驗證，分發間隔為1小時后1小時。在發放開戶信息之前，將驗證電能表聯網是否成功。如果分銷成功，結果將及時反饋給營銷部門。如果配電失敗，用戶將撥打電話測試電能表賬號信息，驗證并糾正配電狀態，配電失敗48小時后，用戶將強制將結果返回營銷系統。

3.4 通過物聯網技術解決故障定位

許多電氣故障要借助各種儀器儀表，對故障設備的電參數如電壓、電流、頻率等進行測量，以確定故障部位。應用最新的物聯網技術，依托現有HPLC智能表，實現表后電流分級監控;依靠智能開關和表后智能微型斷路器，根據各級開關跳合閘及停上電時間，實現全臺區從分路開關到用戶戶內開關各級停電故障研判，精準定位故障位置并確定跳閘原因，為低壓故障搶修效率和主動服務能力提升提供支撐。

結束語

在電網企業中，雖然現有技術能夠很大程度上實現及早發現故障現象，優化故障設備的定位，縮小故障點的排查范圍，提高低壓集抄系統關鍵設備發生故障時的處理效率，節省大量的人力資源。但是由于低壓臺區設備數量多、類型復雜、通信協議不一致及無統一接入主站等原因，仍需完善故障診斷系統，提高管理水平，尤其是隨著新一代物聯網技術的融合，需提升故障排查能力和解決速度，為電網運維提供更加完備的技術保障。

參考文獻

[1] 周婉華.自動抄表核算與電費異常智能診斷技術應用探討[J].技術應用，2019，26（10）：112-113.

[2] 單來支，王慶，陳德偉.電力外業管理中智能移動終端的研究與應用[J].管理觀察，2017（31）：27-28.

作者簡介：張啟君 出生年月：19860421 籍貫：青海省西寧市 性別：男 民族：漢 研究方向：計算機科學與技術，電氣工程

付映宇 出生年月：19940220 籍貫：湖南省邵陽市，性別：男 民族：苗 研究方向：計算機應用技術，電氣工程