基于自動化抄表的電力企業(yè)智能核算方法研究

國網(wǎng)寧夏電力有限公司營銷服務(wù)中心（國網(wǎng)寧夏電力有限公司計量中心） 賈美玲

采用人工抄表核算的工作模式，易造成漏抄、抄表誤差、漏抄等人為問題。在電力企業(yè)中，由于電力會計和計費工作人員較多，造成了電力企業(yè)的人力和物力嚴(yán)重不足等問題。在實際工作中，一些人員不能對抄表核算的每一個步驟進行及時管理和監(jiān)管，也不能在最短的時間里，找到并解決會計工作中的各類問題。其次，如果不能徹底控制好抄表的風(fēng)險，可能會產(chǎn)生各種潛在的危險。只有在抄表核算費用收繳業(yè)務(wù)中，全面運用智慧管理，才能避免工作中的潛在風(fēng)險，從而避免人工抄表核算工作中的種種弊端。

隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，電力企業(yè)在信息采集和操作上都已積極地引進了先進的潮流信息技術(shù)，構(gòu)建了一種集約型的運行方式。與此同時，其也推動了抄表計費過程的變革，推動了企業(yè)的信息化工作水平的顯著提高。在此情況下，智能化抄表核算流程還可極大地提高電力企業(yè)的工作效率，可有效解決傳統(tǒng)工作模式中存在的監(jiān)管不合理、工作效率低下等問題。

1 智能化抄表核算要求

自動化抄表業(yè)務(wù)。將以往手工抄表的方法提高到目前遙測自動化水平，實現(xiàn)對記錄資料回顧的異步過程變?yōu)閷^程的閉環(huán)過程。將手動數(shù)據(jù)記錄、制定的抄表打算、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備等問題更改為自動處理的方法。將抄表資料的復(fù)審工作改為系統(tǒng)自動進行，先對系統(tǒng)進行自動復(fù)審，然后再對異常的使用數(shù)據(jù)進行二審[1]。

智能核算業(yè)務(wù)。回顧以往模式下的用電量，對出現(xiàn)的異常情況進行處理，并將其轉(zhuǎn)化為閉環(huán)處理；由以往的人工手工核算改為由系統(tǒng)自動核算；對以前的人工審核電價進行了改造，讓系統(tǒng)先進行自動審核，之后由人工對一些不正常的用戶進行二次審核。

預(yù)警防控。重點監(jiān)控抄表核算的日常工作，對所出現(xiàn)的問題實施警告，監(jiān)控全流程，并通過手機信息通知有關(guān)部門，確保有關(guān)問題可以被迅速、高效地處理，并針對這一次的事故形成一篇監(jiān)控報道。

統(tǒng)計分析。將智能技術(shù)運用到抄表核算的數(shù)據(jù)采集工作中，能夠?qū)Σ杉ぷ餍实汀⒊鲥e率高、工作量大等問題進行改善，并將電力公司的數(shù)據(jù)采集端口連接到各個用戶及用電公司，進而達到全球通信，大幅提升了信息采集工作效率。與此同時，利用智能用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了對用電數(shù)據(jù)的智能化監(jiān)控、調(diào)度和控制等功能。在采集用戶資料的終端機上，裝設(shè)一臺智能水表。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于用戶數(shù)據(jù)的電能計量方法。此外，用電信息采集系統(tǒng)還能夠為用戶提供全面完整的服務(wù)，還能夠?qū)Τ砗怂愎ぷ鞯耐杲Y(jié)情況、完結(jié)質(zhì)量以及在此過程中所發(fā)現(xiàn)的問題和問題的解決方法展開統(tǒng)計并分析，以上是為了能夠更好地完善問題，并為改進治理方法和制度提供了基礎(chǔ)。

2 基于智能化抄表技術(shù)的電力企業(yè)核算方法研究

在以往的核算中，根據(jù)不同類型的會計科目劃分成不同類別，容易造成會計處理上的混亂。而智能抄表技術(shù)可根據(jù)所涉及的用戶，將在進行計算時所要考量的大多數(shù)要素項目進行分類，這樣可較好地避免出現(xiàn)重復(fù)或損失計算項目的情況。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)“智慧抄表”的反饋信息，對電力公司的會計資源項目進行了分類[2]。

配電網(wǎng)智能抄表系統(tǒng)采用智能監(jiān)控管理流程，其主要部分包括了配電SCADA、配電GIS、遠程抄表、業(yè)務(wù)核算、饋線自動化、配電管理等模塊，并選擇GPRS系統(tǒng)、光纖等作為外部支持，將各個模塊進行連接，最終形成了固定的信息傳遞機制，其被應(yīng)用到對配電傳輸?shù)氐挠秒娊K端數(shù)據(jù)進行采集，從而可以完成遠程抄表、報送數(shù)據(jù)與遠程調(diào)節(jié)。

在工作的實際過程中，通過設(shè)置在用戶側(cè)的智能插卡式電表終端對用電數(shù)據(jù)進行采集，并將其反饋至通信網(wǎng)絡(luò)，通過通信傳輸網(wǎng)的骨干層對通信網(wǎng)絡(luò)進行采集，再通過配電主站層對其進行數(shù)據(jù)留這個智能體系需要達到如下三個方面的目的：第一，可以是遠程化、智能化的抄表和數(shù)據(jù)分析；第二，可以對計算業(yè)務(wù)進行智能化和專業(yè)化的專業(yè)化，可以快速高效地進行可疑的調(diào)查；第三，可以對計算業(yè)務(wù)的運轉(zhuǎn)狀況進行實時的監(jiān)視，并可以對出現(xiàn)的問題進行及時報警。最終實現(xiàn)了全方位的資訊回饋，可為高層領(lǐng)導(dǎo)做出決策，改變管理體制，提供了一種行之有效的參考。

3 電力營銷抄表核算自動化及智能系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

目前，可編程邏輯器（FPGA）已被廣泛地用于各種工業(yè)和生活領(lǐng)域。現(xiàn)在市場上常用的FPGA有XC9500、Virtex、斯帕坦、CoolRunner等，這些都是主流的FPGA。在眾多的FPGA中，斯帕坦系列因其體積小、價格低廉而被選擇為取代傳統(tǒng)的可程序控制芯片。眾所周知，F(xiàn)PGA的程序不具備掉電保護的能力，因此必須使用外部FLASH芯片來存儲對應(yīng)的配置程序，并對FPGA進行上電啟動，圖1是在應(yīng)用FPGA時Master Serial/SPI配置模式的硬件設(shè)計。將SW3的尾端用100Ω的電阻連接到+3.3V的FPGA上；SW3的前端由1KΩ的電阻分別接至FPGAM0及FPGAM1引腳，再接至地。所述FPGAM1端子在所述SW3在所述閉合、所述關(guān)斷狀態(tài)下，可維持所述高、低狀態(tài)。從而達到了對電表自動抄表自動計費系統(tǒng)硬件的最優(yōu)設(shè)計。

圖1 XC6SLX16硬件配置

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.2.1 設(shè)置自動化抄表模式

目前，在進行抄表計算工作的過程中，通過管理單位、責(zé)任人、抄表段的信息等，獲得了抄表對象以及電力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所以根據(jù)各信息段的有關(guān)特點，將抄表段分成幾組分類管理，形成較高一層的大抄表段，也就是將用戶的信息按一定的格式進行編碼，確保編碼的唯一性，并制定一套自動抄表的規(guī)則。以使用者所處的城市為準(zhǔn)，以本地單元號碼的最后兩個數(shù)字為首個字段，再以該單元最后四位數(shù)字為區(qū)域，區(qū)域為單元，區(qū)域以“00”填充，區(qū)域最后四位數(shù)字以市區(qū)內(nèi)的居民為準(zhǔn)。

增加了一個自動抄表排程，在每個月的第一天系統(tǒng)會根據(jù)上月的抄表數(shù)據(jù)自動開始工作。這時，抄表計劃中的各抄表部分必須與該月相應(yīng)的一個周期月相匹配，也就是單月和雙月的抄表計劃是由該周期月和雙月的抄表計劃來完成，如圖2所示。以自動抄表計劃為依據(jù)，建立一個數(shù)據(jù)準(zhǔn)備排隊列表，在準(zhǔn)備成功的時候，會自動地將待處理排隊數(shù)據(jù)進行存儲，在準(zhǔn)備不成功的時候，會將工作鏈接發(fā)送到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，讓負(fù)責(zé)人員進行對應(yīng)的操作，從而達到對系統(tǒng)進行自動化核算的目的。

圖2 系統(tǒng)設(shè)計框架

3.2.2 設(shè)計系統(tǒng)的智能化核算功能

使用示數(shù)校驗庫，為新增加或維持的數(shù)據(jù)提供一個智能校驗規(guī)則，并對其結(jié)果進行驗證，只有經(jīng)過這個驗證環(huán)節(jié)的規(guī)則，才具備了系統(tǒng)核算的功能。特定流程如下：開始—結(jié)果驗證—根據(jù)數(shù)據(jù)分類劃分模塊—接收處理自動化統(tǒng)計結(jié)果—進行智能化校驗—上傳并計算電費—結(jié)束。

而在電力市場中，由于所使用的數(shù)據(jù)維度的差異，導(dǎo)致了所使用的數(shù)據(jù)種類的差異。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于數(shù)據(jù)集的信息處理方法。其中，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模塊包括元數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、流程數(shù)據(jù)、代碼數(shù)據(jù)；在無結(jié)構(gòu)的資料模組中，含有檔案資料。在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模塊中，包含了文件數(shù)據(jù)，接受處理自動化的統(tǒng)計結(jié)果，并按照示數(shù)校驗庫的規(guī)則，進行智能校驗，并將沒有通過校驗的數(shù)據(jù)保存起來。而經(jīng)過核對后的抄表數(shù)據(jù)，則會被送往電能計量裝置，實現(xiàn)電能計量的智能化。在出現(xiàn)錯誤的情況下，將不合格的客戶的錯誤操作信息進行分拆，生成一個單獨的抄表方案，并將方案發(fā)送到手工操作的提示窗口[4]。

4 試驗研究

為了檢驗該設(shè)計系統(tǒng)在實踐中的使用效果，還進行了一系列的比較試驗，來測試這一次設(shè)計的抄表會計系統(tǒng)，和傳統(tǒng)設(shè)計下抄表會計系統(tǒng)不同之處。最后，從可靠性、維護性和可實現(xiàn)性三個方面對各系統(tǒng)進行了對比，以求對各系統(tǒng)的改進。

4.1 可靠性測試

在試驗測試的首先，以一塊地區(qū)為試驗測試對象，分別使用兩個系統(tǒng)，對該地區(qū)的用戶用電量，進行7×24h的抄表核算，表1中的測試結(jié)果為系統(tǒng)可靠性測試結(jié)果。從表1所示的測試數(shù)據(jù)可以看出，本次所設(shè)計的核算系統(tǒng)，在面臨7×24h的抄表核算任務(wù)時，其報警效果和恢復(fù)效果都達到了設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，并且在執(zhí)行核算任務(wù)時并未發(fā)生崩潰，可以看出這一次的會計制度是比較可靠的。

表1 系統(tǒng)可靠性測試

4.2 可維護性測試

在試驗測試的第三階段，以相同的測試對象為例，在不影響系統(tǒng)其他部分的情況下，分別測試文中系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)在發(fā)生故障時，修改現(xiàn)有系統(tǒng)功能后，系統(tǒng)能否維持正常工作狀態(tài)。從試驗結(jié)果可以看出，在最初的60min內(nèi)，兩種設(shè)備的性能都很不穩(wěn)定，這是因為兩種設(shè)備都出現(xiàn)了故障。在系統(tǒng)運行60min以上時，這兩臺計算機的工作指數(shù)瞬間跌落到0.85之下，這時這兩臺計算機就要進行維護。除去維護時間，將維護后的系統(tǒng)和未經(jīng)維護前的運行時間聯(lián)系起來，進行試驗。

經(jīng)過修復(fù)后的文中系統(tǒng)，其工作指標(biāo)不再有過大的波動，并且在150min時保持了正常工作狀態(tài)。但是，按照常規(guī)的設(shè)計，在60min到90min時間內(nèi)，還是有較大波動。試驗結(jié)果表明，在150min后，該裝置的性能參數(shù)有了明顯的降低，并保持在0.81附近。所以，從上文兩個測試的結(jié)果來看，這一次的系統(tǒng)是可以維護的，也就是在發(fā)生了問題之后，經(jīng)過修復(fù)的系統(tǒng)依然可以維持原來的工作狀態(tài)，而在常規(guī)的設(shè)計中，其工作狀態(tài)會大幅度降低。由此可以看出，本文所提出的控制策略是可行的，并且可得到較好維護性。

4.3 響應(yīng)實時性測試

第三步是對兩種方法的實時性進行檢測。在此基礎(chǔ)上，采用查詢類和統(tǒng)計類作為試驗樣本，對兩種方法進行了實時性測試。為確保試驗結(jié)果的可信度，本試驗將進行20次試驗。根據(jù)表2測試結(jié)果，在四組測試條件下，本文系統(tǒng)與傳統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)之間的響應(yīng)差異分別為3.98s、4.85s和2.47s、3.72s以及11.08s。通過對以上計算結(jié)果的綜合分析，本文所設(shè)計的裝置，其反應(yīng)時間不但達到了標(biāo)準(zhǔn)，而且與常規(guī)裝置相比，反應(yīng)時間縮短了將近一半。由此可以看出，新的會計制度的反應(yīng)能力較好。

表2 響應(yīng)實時性測試

通過對試驗數(shù)據(jù)分析可以看出，本次所設(shè)計系統(tǒng)仍存在較大的改進余地，所以在未來的研究工作中，可以建立一個具備自動運算的智慧抄表核算模式，從而從總體上來提升該體系的工作效能，從而為電力營銷抄表核算提供更為完備技術(shù)支撐。