基于智能電網(wǎng)構(gòu)架的計量定檢及智能采集關(guān)鍵技術(shù)研究

朱瑾

摘要：隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)逐漸架構(gòu)起來，計量設(shè)備的計量檢定也逐漸邁向全新的發(fā)展階段，只有利用先進(jìn)的計量定檢系統(tǒng)，采用智能化信息采集技術(shù)，才能確保計量定檢水平。文章分析了智能電網(wǎng)架構(gòu)下計量檢定的現(xiàn)狀以及計量定檢系統(tǒng)以及相關(guān)的信息采集技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)架構(gòu)；計量定檢；智能采集技術(shù)；計量設(shè)備；電能表 文獻(xiàn)標(biāo)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(wǎng)架構(gòu)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(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測、檢查，最終能夠提高電能計量質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度、可靠性，解除電能計量矛盾，維護(hù)供電企業(yè)與用戶雙方的利益。要積極利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，打造出電能計量信息采集系統(tǒng)，通過分析系統(tǒng)的構(gòu)造與運(yùn)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(shù)。

1 智能電網(wǎng)構(gòu)架下計量檢定的現(xiàn)狀

當(dāng)前來看，電能表的檢定多數(shù)能夠達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，個別檢定部門出現(xiàn)了建標(biāo)問題，參照相關(guān)的計量法律法規(guī)，需要檢定企業(yè)反復(fù)考量、審核自身的計量建標(biāo)，計量建標(biāo)必須經(jīng)權(quán)威部門的審核、通過后才具有法律效力。個別企業(yè)也出現(xiàn)了逾期檢定或者放棄檢定的現(xiàn)象，參照計量法以及相關(guān)的處罰條例，任何不合法、不合規(guī)的計量設(shè)備都要進(jìn)行取締處理。

同電能計量設(shè)備同步利用的電氣設(shè)備，例如：互感器，其檢定依然落后于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，同時還出現(xiàn)了計量標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)評估差異較大的問題，各個檢定機(jī)構(gòu)的考核方式不一致，一些是以權(quán)威行政機(jī)構(gòu)的考核為依據(jù)，然而另一檢定企業(yè)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(tǒng)一規(guī)范，檢定的結(jié)果也有待考證，一些部門在未獲得計量授權(quán)的情況下就盲目進(jìn)行計量檢定，檢定的精準(zhǔn)度得不到保證。

2 電能計量信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理

計量信息采集系統(tǒng)主要是對用戶用電信息的采集、集中、處理與監(jiān)控的一個智能化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備多元化功能，例如采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控非正常計量、檢測電能質(zhì)量、客戶用電分析、數(shù)據(jù)發(fā)表、智能設(shè)備信息交流、互動等。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括以下方面：

2.1 采集終端

用來采集信息的一類設(shè)備，負(fù)責(zé)對電能表的數(shù)據(jù)信息的采集、分配、傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)、監(jiān)控等。根據(jù)其應(yīng)用的環(huán)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(fù)責(zé)用戶用電信息的專門化采集，具體功能包括：采集計量設(shè)備中的數(shù)據(jù)，監(jiān)測計量設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、供電水平等，實時監(jiān)控用電客戶的用電負(fù)荷大小，負(fù)責(zé)傳輸、控制采集得到的數(shù)據(jù)。

2.3 集中抄表終端

圍繞低壓用戶進(jìn)行用電信息采集，其中所涉及到的設(shè)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(shè)備、電能表等的數(shù)據(jù)信息，同時將數(shù)據(jù)儲存起來，并可以同主站、操作設(shè)備實施數(shù)據(jù)交流、互動。

2.4 分布式能源監(jiān)控終端

該終端主要用來監(jiān)測同公共電網(wǎng)相連接的用戶端分布式能源系統(tǒng)，能夠達(dá)到對雙向電能計量裝置相關(guān)數(shù)據(jù)、信息等的采集，同時用來監(jiān)測供電質(zhì)量，能夠有效接收來自于主站的相關(guān)命令，有效控制所連接的公共電網(wǎng)。當(dāng)前，電能計量定檢采取集約化管理模式，它集中體現(xiàn)了電力企業(yè)專業(yè)經(jīng)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(yùn)用意味著電網(wǎng)系統(tǒng)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(zhì)量，逐漸達(dá)到了計量集約化、規(guī)范化管理的目標(biāo)，利用所得的數(shù)據(jù)、采用相關(guān)設(shè)備能夠逐漸建設(shè)一個計量機(jī)構(gòu)。

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(chǔ)上才能被廣大用電客戶安裝運(yùn)用。

計量檢定的首要關(guān)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(dāng)幾十項檢定通過后，智能電表才能得到認(rèn)證和認(rèn)可，從而正式納入生產(chǎn)市場，所生產(chǎn)的批量智能電表還需接受抽查，抽檢合格后才能確保其質(zhì)量，抽檢過程中要接受幾十個檢測項目。

3 智能電網(wǎng)采集關(guān)鍵技術(shù)

3.1 用電負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲分析與修正技術(shù)

3.1.1 數(shù)據(jù)存儲分析技術(shù)。數(shù)據(jù)存儲分析技術(shù)是建立在數(shù)據(jù)索引、高效率存儲等基礎(chǔ)上形成的技術(shù)，具體體現(xiàn)為：以客戶用電負(fù)荷大小為核心的多維度剖面結(jié)構(gòu)的不同等級索引，以配網(wǎng)多源數(shù)據(jù)為目標(biāo)，多個行列相融合的索引，根據(jù)用戶用電負(fù)荷時間先后所打造的數(shù)據(jù)存儲模型。

3.1.2 數(shù)據(jù)修正技術(shù)。所謂的修正技術(shù)主要是指大信息、大數(shù)據(jù)的清理、修改、歸類、關(guān)聯(lián)分析等，其中主要的數(shù)據(jù)修正方法為：建立在時間順序基礎(chǔ)上的卡爾曼濾波用電負(fù)荷數(shù)據(jù)修正法，以客戶大量用電的信息、數(shù)據(jù)及其之間關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)清理、修改方法。圍繞客戶用電負(fù)荷數(shù)據(jù)的先后順序來進(jìn)行聚類計算，同時實行多源用戶關(guān)聯(lián)分析。

3.2 智能配電業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析技術(shù)

3.2.1 用電預(yù)測技術(shù)。主要從干擾用戶用電的諸多因素入手進(jìn)行判別，同時依托于各類用電預(yù)測模型，具體體現(xiàn)為：根據(jù)客戶曾經(jīng)用電所留下的數(shù)據(jù)、信息，來構(gòu)建一個預(yù)測模型，分析參數(shù)的相關(guān)干擾性因素以及用電客戶的經(jīng)濟(jì)實力、用電特點等。

3.2.2 節(jié)電技術(shù)。智能配網(wǎng)條件下的節(jié)點技術(shù)，體現(xiàn)為對用戶用電特征的歸類分析、電價變動趨勢的預(yù)測、環(huán)境影響性因素的分析等，實際用到的技術(shù)體現(xiàn)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(shù)、根據(jù)用戶的經(jīng)濟(jì)能力、所處環(huán)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(gòu)建一個數(shù)據(jù)分析模型，專門針對電價、用戶信息、環(huán)境因素、激勵模式等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3.2.3 網(wǎng)架優(yōu)化技術(shù)。實際的技術(shù)為數(shù)據(jù)并行聚類及關(guān)聯(lián)分析、負(fù)荷密度與變化趨勢、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)分析法、根據(jù)經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展、城建規(guī)劃、分布電源以及充電站的鏈接等技術(shù)。

3.2.4 錯峰調(diào)度技術(shù)。主要用到的技術(shù)為聚類分析技術(shù)、自動分配技術(shù)。以安全用電、經(jīng)濟(jì)用電為目標(biāo)，根據(jù)用戶的多種需求、用電特點等進(jìn)行錯峰資源數(shù)據(jù)層次化分析。

3.3 智能配網(wǎng)大數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)

該體系主要覆蓋以下架構(gòu)：硬件架構(gòu)、技術(shù)指標(biāo)、安全系統(tǒng)、評估方法等。該硬件系統(tǒng)架構(gòu)主要是對分布式大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、收錄、儲存與加工處理，圍繞數(shù)據(jù)密集型配電數(shù)據(jù)實施批量處理、圖計算、內(nèi)存計算等的架構(gòu)。

分布式大數(shù)據(jù)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(tài)觀察被壓縮的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)動態(tài)發(fā)生的變化等。可視化體現(xiàn)在歷史的、當(dāng)前的與未來的相關(guān)數(shù)據(jù)信息的動態(tài)變化趨勢，數(shù)據(jù)間節(jié)點關(guān)系清楚、明確表達(dá)數(shù)據(jù)映射模式、信息交流方式等。

4 智能電表計量檢定的優(yōu)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(shù)的發(fā)展大潮，善于運(yùn)用智能技術(shù)于電表系統(tǒng)，提升電能表計量的智能化水平，優(yōu)先鎖定用電信息采集系統(tǒng)，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(tǒng)，實行智能化供電服務(wù)，依托于此系統(tǒng)進(jìn)行自動化抄表、機(jī)損電費，同時對線損進(jìn)行動態(tài)跟蹤，實現(xiàn)電費的可視化回收。同時，也要積極推動電力企業(yè)朝著標(biāo)準(zhǔn)化、精益化方向發(fā)展，引進(jìn)電能計量遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、并適時校驗數(shù)據(jù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行適時監(jiān)測，動態(tài)跟蹤智能電網(wǎng)線路的負(fù)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(zhuǎn)變電能計量模式

傳統(tǒng)的電能質(zhì)量的計量與測試一般為巡檢、專項測試、在線監(jiān)測等，傳統(tǒng)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(zhuǎn)變，改變傳統(tǒng)落后的計量模式，專項對電能質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)、變量等進(jìn)行評估計量，從這種“質(zhì)”的計量再逐步過渡到量的計量，將二者有機(jī)結(jié)合起來，這一過程中勢必會對計量工作人員、計量技術(shù)、設(shè)備等提出全新的要求，要求計量工作人員不斷更新知識結(jié)構(gòu)，逐步過渡到新的計量模式。此外，電力企業(yè)要加大用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用步伐，提高其覆蓋率，要加快智能化計量設(shè)備的安裝與檢修進(jìn)程，加快智能電網(wǎng)建設(shè)速度，設(shè)置特定技術(shù)崗位，安排專業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)監(jiān)測用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集成功率，及時總結(jié)、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(yùn)營的智能電表達(dá)到設(shè)定的在線率，并提高信息采集系統(tǒng)的信息采集準(zhǔn)確率。

5 結(jié)語

智能電網(wǎng)構(gòu)架的計量定檢需要引入用電信息采集系統(tǒng)，依托于此系統(tǒng)來分析計量設(shè)備的計量水平，監(jiān)測電能表的運(yùn)行狀態(tài)，及時對電力系統(tǒng)以及電氣設(shè)備進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與檢查，重點開展互感器檢定工作，配合當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門設(shè)定科學(xué)的檢定標(biāo)準(zhǔn)，實行定期檢定與抽檢相結(jié)合的檢定方式，提高計量定檢工作質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）