基于HPLC的用電信息采集遠程運維管理系統

黃吉濤 那辰星 魏本海 鄭光耀 王春

（1.國網寧夏電力有限公司 寧夏回族自治區銀川市 750001 2.深圳市國電科技通信有限公司 廣東省深圳市 518019）

現有用電信息采集系統由主站平臺、遠程通信信道、終端（ 采集終端、 計量終端）、HPLC（High-speed Power Line Communication,HPLC）通信模塊等多個環節構成。當用電信息采集系統出現故障時，無法快速定位設備故障、通信信道故障還是業務功能故障。傳統的做法是通知各環節的設備廠商前往現場，運維人員在現場通過外接設備（電腦/平板/手機、現場調試工具APP、抄控器）針對各個環節的設備進行監測，梳理問題點，定位分析故障。耗費巨大的人力、物力，最終還會出現問題定位模糊，解決不及時的現象，導致設備調試及運維效率較低、成本高，運維比較被動，常常引起客戶投訴。因此，用電信息采集系統中的遠程運維變得尤為重要。

為解決上述問題，本文從實際需求出發，從供電公司角度、設備廠商角度及電力居民用戶角度分析對遠程運維的迫切需求，收集現有用電信息采集系統中常見故障問題及定位分析方法，基于HPLC 通信技術，設計遠程運維管理系統及運維管理流程，最后基于此遠程運維管理系統開展功能應用。

1 遠程運維管理需求

為滿足電力用戶的迫切需求，在我國電網中，微功率無線通信技術、電力線載波通信技術逐步被應用于用電信息采集系統，用電信息采集系統從人工抄表、人工購電、插卡購電的“舊氣象”跨越式地發展為遠程自動抄表、遠程預付費、遠程拉合閘控制、停電事件主動上報、電能質量實時監測的“新時代”。不僅大大節約了人力、物力，而且提高了抄表的準確性、實時性，同時，明顯改善電力用戶用電服務體驗，大幅提升電網運行效率。

但相應的問題也隨之而來，用電信息采集系統中的主站平臺、采集終端設備以及HPLC 通信模塊的維護檢修和運維制度成為公共及行業內所關注的熱點，同時，報修、維護和檢修等一系列難題也正在困擾用電信息采集市場的發展，智能物聯網的發展。

1.1 電力公司需求

1.1.1 缺乏對終端設備狀態的遠程追蹤，產品質量管控難

電力公司基于現有系統無法對已安裝到現場的終端設備、通信模塊及通信芯片方案進行全壽命質量跟蹤管理、統計現場設備的故障率信息，及時響應現場故障維修。

1.1.2 現有供應商的評價指標體系不夠客觀

基于目前的用電信息采集系統運維管理辦法，終端設備廠商、通信模塊廠商、通信芯片方案廠商較多且關系復雜，供應商產品質量及運維服務的評價依靠人力難以維持，工作量過大時，產品質量和運維搶修人員的工作量無法量化考核，造成評價指標不夠客觀。

1.2 設備供應商需求

1.2.1 缺少主動故障診斷手段，應對報修和投訴壓力大

當前用采設備廠商售后服務采取被動式“報修-應答”模式，存在響應時間長、電網公司用戶體驗差、投訴壓力大等問題。供應商受限無法及時獲知故障臨界狀態下的設備運行數據，難以快速、精準鎖定故障源頭，現場故障排查時間長，由于物業管控或居民用戶不在家等原因，需多次前往現場進行故障定位或維護，造成供應商售后服務人力成本增加。同時，供應商無法主動診斷故障設備，現有掌握的數據難以突破被動式售后模式，造成供應商售后服務糾紛增多。

圖1：遠程運維管理系統軟件體系結構圖

圖2：主動上報方法流程

1.2.2 時間成本、人力成本投資大

圖3：主動查詢方法流程

基于目前的用電信息采集系統運維管理辦法，故障處理效率普遍偏低，時間成本、人力成本較高，一線的運維搶修人員很難及時在第一時間獲得故障通知。其次，隨意派遣現場搶修人員前往故障地點，可能會造成時間耽擱及人力資源浪費。最后，設備和業務系統日常巡檢依靠人力難以維持，工作量過大時，可能會造成運維“死角”。這樣難免造成運維人員工作熱情與積極性降低，從而降低運維效率與質量。

1.3 電力居民用戶需求

當前用電信息采集設備主要是部署在居民用戶家里或居民樓道內，本地運維服務時，由于前期未及時定位故障原因或設備廠商，導致多次前往故障點進行設備維護，難免會影響居民用戶的正常出行或休息，給居民用戶生活帶來不便。遠程運維管理系統可實現對現場終端設備的遠程故障定位及分析，并通過遠程方式進行升級或參數配置，以實現居民無感的目的。

2 遠程運維管理系統方案設計

2.1 總體目標

遠程運維管理系統通過掌握電力公司、設備供應商、電力居民用戶的需求與技術分析，提出了涵蓋設備自檢功能、設備運行狀態、網絡通信狀態、運維信息及網絡維護功能模塊的遠程運維解決方案，實現對終端設備、通信信道及業務功能的故障定位及精準分析，指導一線運維人員有針對性地開展運維服務工作，提升用戶滿意度。

2.2 總體方案

遠程運維管理系統包括了從主站平臺側到現場終端側的硬件架構及軟件架構的設計內容。主站平臺包括了數據的采集、運行狀態及通信狀態的查詢、運維信息及網絡維護等功能模塊的開發?，F場終端側包括了采集終端、計量終端、HPLC 通信模塊等設備的部署以及相應功能的開發。

2.3 軟件架構

遠程運維管理系統采用分層式設計，整個系統可分為應用層、業務層、數據層、支持層和物理層五部分。應用層為遠程運維管理系統提供應用服務（包括終端設備故障、通信信道故障及業務功能故障定位）給電力公司；業務層為設備自檢功能故障分析、設備運行狀態故障分析、網絡通信狀態故障分析、運維信息及網絡維護任務；數據層包括設備自檢異常信息數據庫、設備運行數據庫、網絡通信運行數據庫等，通過數據庫系統對各種數據進行存儲和管理；支持層涵蓋數據庫系統、操作系統等；物理層提供采集終端設備、HPLC通信模塊的運行數據采集、運維信息存儲等功能，包括計算機、采集終端、計量終端及通信模塊，如圖1所示。

2.4 關鍵技術

2.4.1 主動上報方法

主動上報是一種非常普遍的用戶需求，它要求終端設備在某些特定事件發生的情況下，能夠將相關信息主動推送至用戶，而不是等待用戶定期監控或實時監控，大大提高了系統對這些事件的反應速度，降低了系統的資源浪費。在遠程運維管理系統中，終端設備具備自檢功能，可實時監測自身的異常狀態，當終端設備產生異?；驑I務功能出現異常時，利用HPLC 載波通信信道上報異常事件告知。主動上報方法流程如圖2所示。

2.4.2 主動查詢方法

主動查詢方法是自上而下的一種故障排查方式，當系統出現故障時，通過遠程運維管理系統查詢現場設備的運行數據。根據終端設備及HPLC 通信模塊的運行數據對故障點進行定位及分析。主動查詢方法流程圖如圖3所示。

2.4.3 運維管理方法

運維管理方法是設備供應商根據已定位的故障點，通過遠程運維管理系統對本地采集終端及HPLC 通信模塊進行遠程維護，包括設備升級、參數修改及啟動日志記錄等操作。

3 結語

基于HPLC的用電信息采集遠程運維管理系統，以現有用電信息采集系統為基礎，采用HPLC 通信技術作為本地通信信道，實現了對現場終端、通信信道及業務功能故障的遠程定位及維護，大大提高了HPLC 通信模塊的運維水平，解決了傳統投入人力成本大，運維效率低，引發客戶投訴多的問題。另一方面，基于HPLC的用電信息采集遠程運維管理系統的建立，對現場產品質量、設備供應商的問題處理能力也可以達到有效地管控，可極大的提升工作效率。