国网河北省电力有限公司辛集市供电分公司,河北 石家庄 052360
摘要：传统基于卷积高斯窗的电能计量方法，忽略了实时有效功率、实时功率因数的有效计算，导致电能计量与采集结果存在偏差。构建电力电能计量与采集网格化融合体系，该体系由主控单元、以太网传输、电能计量以及电能计量信息采集等部分构成;采用计及精确化功率因数方法，根据实时有功率、实时无功率、步长时间计算步长时间段内的力调电量值，求其总和，实现电能计量;利用ＲFID电子标签采集电能计量信息，内置于电能表内的ＲFID电子标签包括ＲFID标签芯片和天线，ＲFID标签芯片将采集到的信息以无线传输的方式传递给手持抄表设备，实现电力电能计量信息的采集。实验结果表明，所构建体系在电能计量方面准确率高达99.4%，平均用时仅为3.6s，能够有效实现电能计量与采集。
关键字：电力电能计量；采集网格化；融合体系；研究
引言
社会生产与生活中电费的收取是在电力系统采集到的电能计量信息基础上进行，因此，电力系统中电能的计量与采集准确与否至关重要，寻找有效的电能计量与采集方法成为重点研究的课题。
1、电力电能计量与采集网格化融合体系
1.1总体设计
电力电能计量与采集网格化融合体系的总体架构由主控单元、以太网传输、电能计量以及电能计量信息采集构成了该体系的主要部分。
主控单元:MC68332MCU是该体系的主控单元，电能计量、电能信息采集、电能数据显示以及同芯片CS8900A间的数据交换都依靠MC68332MCU实现。
以太网传输设计:采用符合IEEE802.3标准的10M以太网控制器CS8900A，由CIＲＲUSLOGIC公司生产研发，其内部包含ＲAM。该控制器以小型变压器作为连接即可与全部以太网进行传输。具有兼容性强、运行简便的优势。
其中电能计量部分采用计及精确化功率因数的电能计量方法，电能采集部分采用基于ＲFID的电能采集方法，以此构建电能计量与采集网格化融合体系。
1.2基于RFID电子标签的电能数据采集方法
RFID主要由标签和读取器所组成，这两个设备是无线连接的。具有较高的前向链路容量，能够提供更远的射频通信范围。图1(a)详细描述了MonzaX－2KDura标签芯片的结构，图1(b)给出了模块结构。表1描述了该标签芯片不同脚的特性。
RFID电子标签置于电能表内，RFID标签芯片和天线构成ＲFID电子标签的主体。ＲFID电子标签在电能表中的印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)内，采用I2C能够与电能表的微控制单元(MicroControllerUnit，MCU)进行数据传输，电子标签寄存器会对此时获取的电能数据信息实施自动存储;无线数据信息传输是ＲFID电子标签与手持抄表设备的传输方式。将电子标签寄存器中的电能计量信息输出，实现电力电能计量信息的采集。基于ＲFID的电能数据采集流程用图2、描述。
将上述计及精确化功率因数的电能计量算法与基于ＲFID的电能计量信息采集方法结合，构建电力电能计量与采集网格化融合体系。
1.3本文体系运行效率分析
为验证电力电能计量与采集网格化融合体系效率优势，采用本文体系、基于智能电表的电能信息计量与采集体系、基于Zigbee技术的电能信息计量与采集体系对某市2号主配变电力系统展开电能信息采集实验，记录三种体系运行时长，用图3描述。
分析图3综合三组数据可知，本文体系运行时长在3.6s左右，相比其他两种体系用时最短。由于本文体系采用ＲFID电子标签进行电能信息采集，ＲFID电子标签的芯片为MonzaX－2KDura，其具备不易丢失存储、运行速度快的优势，所以对于电能计量信息的采集用时较短，相比其他方法高效、快捷。
2、现实工作中的主要做法
运用“三合三制”的工作理念，推动采集运维与线损、装表、资产管理等业务深度融合，健全精益化管理、运作、评价闭环机制，主要采取以下做法。
2.1采集运维与计量资产管理业务融合
将计量资产管理融入装表接电、采集运维流程，在计量设备“安装前”强化计量资产“精益化”检定、存放、配发管理，在“运行中”健全计量资产“精细化”监测、分析、管控机制，在“拆除后”严格“精准化”甄别、分拣、报废措施；依托计量装置在线监测平台，对计量资产的运行状态开展远程监测、故障诊断、全量评价，对突出质量问题开展穿透分析，掌握不同厂商、批次计量设备异常、故障数量及变化趋势，与检定记录、运行时间关联诊断，为编制运行设备的采集运维策略、故障消缺方案、备品备件管理提供有效支撑。
2.2采集运维与台区线损治理业务融合
采集运维与台区线损通过业务并轨开展、台账并列整理，缺陷并行处理实现深入融合，发挥网格集中运维和线损治理的优势，从台区关口总表入手，彻查公变、终端、互感器信息，通过计量装置消缺、更换互感器、检查二次回路等措施，确保现场、系统设备档案一致性；其次逐个台区核实电源点，查处计量异常、用电异常、终端异常现象，保证“用电必计量、计量必准确”，网格责任区责任人通过现场查验，当天完成消缺整改，化“部门传递”为“一人负责”。通过大数据分析，实现台区线损统计与采集接入情况、抄表成功率、计量异常等信息关联分析，实时监控台区停上电状况，将台区供电故障与线损异常进行关联分析，确保现场人员可以精准分析、快速查找采集、线损异常源头。
2.3采集运维与费控补抄业务融合
将新装小区全面纳入“全覆盖、全采集、全费控”管理范畴，每个网格区域落实装表、采集、补抄、远程停复电工作责任“一体化”管理：及时整理档案资料（含电表资料、采集器资料、集中器资料）、现场核查采集设备是否带电、调试集中器、营销业务系统流程归档等，同时在营销业务系统内做远程停、送电实验，确保后期预付费功能执行正常,从业扩报装的装表接电环节初始明确责任人，全寿命负责设备安装、运行、保障的工作质量，避免后期维护工作出现重复处理、互相推诿等问题。对远程停复电失败用户及时抢修（3小时内）与故障处理（1个工作日内），保证实时监控并对跳、合闸失败工单进行应急补救。
2.4构建网格责任管理机制
编制网格责任区管理相关制度规范，明确网格责任区负责人、成员及团队的职责界面，全权负责该区域的计量、采集、线损、资产等全套业务，实现计量与采集业务的精简化管理，避免以往多专业人员重复现场处理造成的人员、资源浪费，减少中间冗余传递环节；定期对区域负责人工作质量、效能效率、指标落实情况进行监督检查，把大范围难以统筹安排解决的问题进行细化，各个击破，针对区域特点以及实际情况，结合现行安全、营销、服务管理规定，确保区域负责制的有据可依、有章可循，减少工作中的盲点和矛盾。
3、结语
文章构建的电力电能计量与采集网格化融合体系综合了电能计量与电能信息采集两方面功能，又在现实工作中提出重要措施。经实验验证，所构建体系计量准确率均值高达99.4%，电能计量信息采集的平均用时约为3.6s。该体系的构建为社会生活、工业生产中电能的节约提供有效手段。
参考文献
[1]沈鑫，曹敏，李仕林，等．区域和省级计量中心电能表标准装置准确性远方检测及状态监测技术研究［J］．电子器件，2016，39(4):968-977．
[2]祝恩国.用电信息采集系统双向互动功能设计及关键技术[J].电力系统自动化,2015(17).
论文作者:丁晓玲
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/28
标签：电能论文; 体系论文; 网格论文; 信息论文; 电子标签论文; 电力论文; 业务论文; 《当代电力文化》2019年第04期论文;