淺談信息應(yīng)用用電監(jiān)察技術(shù)工作的探討

郭延澤 國(guó)網(wǎng)山東寧陽(yáng)縣供電公司

淺談信息應(yīng)用用電監(jiān)察技術(shù)工作的探討

郭延澤 國(guó)網(wǎng)山東寧陽(yáng)縣供電公司

電能是一種重要的能源，與人們的日常生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，一些管理上的突出問(wèn)題引起人們?cè)絹?lái)越高的重視。竊電不僅會(huì)造成電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)上的損失，還有可能引發(fā)一些電力故障或事故，甚至可能危及人們的生命安全。所以，采取合適的用電監(jiān)察技術(shù)顯得極為必要。本文就信息應(yīng)用用電監(jiān)察技術(shù)工作展開(kāi)討論。

數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù) 研究與應(yīng)用

引言

隨著信息技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。本文探討了基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)字化用電監(jiān)察平臺(tái)的研究與應(yīng)用，以提高用電監(jiān)察的可靠性和有效性，并減輕相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

一、用電監(jiān)察技術(shù)的必要性

用電監(jiān)察技術(shù)是電力企業(yè)與用戶(hù)建立聯(lián)系的重要紐帶。供用電業(yè)務(wù)包含的信息量豐富，包括用戶(hù)檔案、電費(fèi)管理、供用電合同等。供用電業(yè)務(wù)具有明顯的周期性，相關(guān)操作必須在一定的時(shí)間內(nèi)完成。整個(gè)業(yè)務(wù)從受理用戶(hù)申請(qǐng)、施工到立戶(hù)以及后續(xù)電費(fèi)的計(jì)算與收取，一系列的作業(yè)僅靠人工完成不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗時(shí)較長(zhǎng)，而且易出錯(cuò)，信息透明度低，管理起來(lái)也更加困難。高效科學(xué)的用電監(jiān)察管理不僅是保證電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的需求，也是保證供用電雙方交易公平，維護(hù)用戶(hù)合法權(quán)益的要求，同時(shí)還是規(guī)范和約束用戶(hù)用電行為，保障用戶(hù)人身安全和維護(hù)電網(wǎng)供電穩(wěn)定性的重要手段。

二、數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)

（一）數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)功能

數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)就是充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建一個(gè)數(shù)字化平臺(tái)，通過(guò)錄入客戶(hù)的基本信息、電能表信息、電費(fèi)結(jié)算結(jié)果、繳費(fèi)記錄和欠費(fèi)信息，對(duì)整個(gè)用電業(yè)務(wù)過(guò)程中的合同協(xié)議、進(jìn)網(wǎng)作業(yè)、現(xiàn)場(chǎng)信息采集、系統(tǒng)維護(hù)和位置竊電等進(jìn)行管理，并且還具備即時(shí)通信和集抄數(shù)據(jù)管理功能。此外，數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)還可以為工作人員提供實(shí)時(shí)綜合信息查看入口，以對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和客戶(hù)的用電情況進(jìn)行全面的了解。

（二）數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)組建模式和系統(tǒng)具體功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)組建模式包括批處理模式、客戶(hù)端/服務(wù)器模式和B/S模式等。客戶(hù)端/服務(wù)器模式的通信機(jī)理是客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送遠(yuǎn)程調(diào)用申請(qǐng)，然后有服務(wù)器進(jìn)行搜索并將結(jié)果反饋的形式。B/S模式是則是由瀏覽器、數(shù)據(jù)庫(kù)和Web服務(wù)器組成的三層通信模式。為了適應(yīng)數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的實(shí)際功能要求，在構(gòu)建數(shù)字化用電監(jiān)察平臺(tái)時(shí)應(yīng)綜合選擇客戶(hù)端/服務(wù)器模式和B/S模式。整個(gè)用電監(jiān)察系統(tǒng)采用集中式管理，基于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組建無(wú)線局域網(wǎng)。將電力系統(tǒng)中的電腦和移動(dòng)終端統(tǒng)一接入數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的中心服務(wù)器，以構(gòu)建一個(gè)全面立體的數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)。

三、幾種常見(jiàn)的竊電方法和計(jì)電表的異常

為了減少電能表的計(jì)量甚至不計(jì)量，人們采取了各種各樣的手段進(jìn)行竊電。以下幾種竊電的方法主要被竊電者所使用：

1.失壓竊電；2.欠壓竊電；3.CT短接；4.CT開(kāi)路；5.電流分流；6.相序錯(cuò)接線；7.極性錯(cuò)接線。

電能表計(jì)量的異常是指在電能表工作過(guò)程中，由于各種人為或自然因素的影響電量計(jì)量表所測(cè)得電量與實(shí)際的用電量不同。比較和分析正常計(jì)量和異常計(jì)量電能表所感應(yīng)的電功率、計(jì)量電量和脈沖等的變化，就可以得到啟示，即可以用這些變化構(gòu)筑判據(jù)，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防竊電的功能。

四、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電新技術(shù)

（一）防竊電硬件電路的定義和原理

1.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的定義

使用新技術(shù)將防竊電設(shè)備進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)，新型防竊電系統(tǒng)可以看作功能電路。將電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防竊電硬件和控制算法結(jié)合起來(lái)組成一個(gè)模塊，在負(fù)荷控制終端的內(nèi)部將組合模塊導(dǎo)入，使設(shè)備外部的接口和形狀保持不變。雖然從外觀上基本上保留了原來(lái)的防竊電的功能防竊電設(shè)備的外部形狀。但是，新型的防竊電設(shè)備能夠檢測(cè)和監(jiān)測(cè)到電量計(jì)量回路中的Ta短路、開(kāi)路等竊電現(xiàn)象。

2.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的原理

任何形式的對(duì)Ta進(jìn)行的竊電形式，其本質(zhì)上都是通過(guò)改變了Ta的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其已經(jīng)越過(guò)了計(jì)量表，使電量計(jì)量設(shè)備的外部電阻改變了。精確的識(shí)別Ta正常、短路、開(kāi)路下電量表的外部電阻的改變是辨別竊電方式的要點(diǎn)。因此首先對(duì)負(fù)荷管理系統(tǒng)的電流計(jì)量回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使防竊電終端中的采樣交流信號(hào)源發(fā)射檢方波信號(hào)與Ta相連接。通過(guò)計(jì)量設(shè)備監(jiān)測(cè)的阻抗變化的特性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)Ta正常、開(kāi)路、短路的方波信號(hào)（以60khz為例）。檢測(cè)原理示意圖如圖1所示。

圖1 Ta回路檢測(cè)原理示意圖

方波信號(hào)的頻率的選擇是非常重要的因素。如果方波信號(hào)的頻率太低就會(huì)對(duì)感抗的靈敏度不夠，還會(huì)對(duì)回路工作信號(hào)帶來(lái)干擾，從而影響的電能表的精確度。在正常和開(kāi)路狀態(tài)下如果頻率太高會(huì)使Ta的阻抗變得很大，不能準(zhǔn)確的識(shí)別。所以檢測(cè)信號(hào)選用60khz的正弦波。利用防竊電設(shè)備向Ta傳輸一些高頻率方波信號(hào)從而得到Ta電壓的幅值。不一樣竊電方法處理器采集信號(hào)的幅值也會(huì)不一樣。

信號(hào)的輸出接口和電阻、電容串接后接到Ta的K1端，Ta公共端G與方波信號(hào)回路G0端連接在一起，A、B、C分別為U、V、W三相Ta方波信號(hào)幅值測(cè)試點(diǎn)，ZU、ZV、ZW表示Ta二次回路表計(jì)的負(fù)載阻抗。回路正常工作時(shí)，從A、B、C點(diǎn)上測(cè)試出來(lái)的方波幅值在正常的允許范圍內(nèi)，終端不會(huì)判斷為開(kāi)、短路故障狀態(tài)。

如果Ta回路任意相開(kāi)路，由于開(kāi)路造成的檢測(cè)回路電氣參數(shù)的改變，也造成了原來(lái)工作狀態(tài)的改變，從A、B、C點(diǎn)上測(cè)試出來(lái)的方波幅值比原來(lái)的正常值大0.6V以上，就能識(shí)別Ta處于開(kāi)路狀態(tài)，從而將判斷的信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集和電量監(jiān)測(cè)控制室。

如果Ta回路任意相短路，由于開(kāi)路造成的檢測(cè)回路電氣參數(shù)的改變，也造成了原來(lái)工作狀態(tài)的改變。從A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)分別傳輸出來(lái)的方波幅值在0.6V以下，就能識(shí)別Ta處于短路狀態(tài)，從而將判斷的信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)采集和電量監(jiān)測(cè)控制室。

（二）檢測(cè)算法

通過(guò)分析Ta二次分流狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。可以得出，如果分流電阻比設(shè)定值小，就可以根據(jù)調(diào)節(jié)開(kāi)路、短路判斷值判斷為短路狀態(tài)。如果分流電阻比設(shè)定值大，使分流電量逐漸變?nèi)酰@樣就可以減少竊電量。檢測(cè)Ta開(kāi)路、短路的手段能夠快速的識(shí)別出變比在500A/4A及以下的TA短路開(kāi)路事故，而且能夠進(jìn)行算法檢測(cè)，還能夠?qū)ψ儽仍?00A/4A至1600A/4A竊電行為進(jìn)行檢測(cè)。即可準(zhǔn)確的檢測(cè)出這一類(lèi)的TA異常短路和開(kāi)路故障，以便達(dá)到滿(mǎn)意的量程。

（三）上報(bào)流程

根據(jù)上述的原理，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電功能監(jiān)測(cè)到竊電行為后，將信號(hào)傳輸給主控制室。其流程示意圖如圖2所示，負(fù)荷管理系統(tǒng)中嵌入的防竊電設(shè)備將檢測(cè)到的計(jì)量回路Ta短路、開(kāi)路情況可以利用負(fù)荷管理系統(tǒng)的信號(hào)輸出口傳輸給主控制室。

五、防竊電功能的優(yōu)點(diǎn)

（1）能夠自動(dòng)收集、處理數(shù)據(jù)，并且可以和以往數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。這樣有助于準(zhǔn)確檢測(cè)到計(jì)量表的異常，和傳統(tǒng)的防竊電方法相比較可以進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)視。在用電過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)不僅有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象，而且可以提供竊電者竊電時(shí)的證據(jù)。

（2）無(wú)線通信的廣泛應(yīng)用，可以將每個(gè)用戶(hù)的用電情況進(jìn)行監(jiān)視。設(shè)計(jì)負(fù)荷管理系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的檢測(cè)周期小于十分鐘。所以開(kāi)啟檢測(cè)功能時(shí)，能夠做到檢測(cè)一次所有用戶(hù)的用電情況所用的時(shí)間是十分鐘。與傳統(tǒng)的手段相比較，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)更加重視數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)的比較，重視高科技的使用，所以它有更高的科技含量。

六、目前要重視的問(wèn)題

（1）轉(zhuǎn)換觀念，跳出負(fù)荷控制的傳統(tǒng)模式。用電管理智能化主要依賴(lài)于負(fù)荷管理系統(tǒng)的建設(shè)。

（2）要使負(fù)荷管理系統(tǒng)應(yīng)用于防竊電更加完善。對(duì)于抄表、購(gòu)電、催費(fèi)等負(fù)荷管理系統(tǒng)的新作用也會(huì)日益趨于規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，由于沒(méi)有規(guī)范化的操作方法，應(yīng)予以充分的重視。

（3）由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，未來(lái)的反竊電工作會(huì)越來(lái)越艱巨，因?yàn)楦`電的技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)和高明。技術(shù)先進(jìn)的負(fù)荷管理系統(tǒng)，在未來(lái)的防竊電中會(huì)越來(lái)越重要。

為了保證電力企業(yè)和客戶(hù)的重要信息不被泄漏，有必要加強(qiáng)數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施。在采取常見(jiàn)的防火墻、殺毒軟件的基礎(chǔ)上，數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)還采用了RAS算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密處理，以提高系統(tǒng)的安全性。

七、電力企業(yè)推行數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)的措施

盡管數(shù)字化用電監(jiān)察技具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但目前在電力企業(yè)中的應(yīng)用尚在起步階段。電力企業(yè)的客戶(hù)數(shù)目眾多，幾乎涵蓋了絕大部分公民、企業(yè)和單位。在電力企業(yè)中引進(jìn)新技術(shù)必然會(huì)對(duì)這些客戶(hù)產(chǎn)生不同程度的影響，且電力系統(tǒng)對(duì)于安全性和穩(wěn)定性都有著較高的要求。所以，在電力企業(yè)中推行數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)首先要得到領(lǐng)導(dǎo)階層的支持。其次，推行該技術(shù)還應(yīng)該努力爭(zhēng)取電力企業(yè)員工的理解和支持。

八、結(jié)束語(yǔ)

目前數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)已經(jīng)有成功應(yīng)用的案例。隨著我國(guó)電網(wǎng)智能化、數(shù)字化程度的不斷提高，數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)為構(gòu)建國(guó)網(wǎng)智能用電稽查系統(tǒng)提供了新的思路。數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)在提高企業(yè)管理效率和經(jīng)濟(jì)效益，減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度等方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，在各電力企業(yè)中推行數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)有著良好的發(fā)展前景。