电能计量设备运维管理系统研究

电能计量设备运维管理系统研究

左琼莲 赖鹏宇

国网四川省电力公司成都供电公司 四川 成都 610000

摘要：为了加强异常现场计量设备的操作和维护或收购的电网系统,依靠现有的计量自动化系统和营销系统,电力计量设备的操作和维护管理系统旨在支持现场处理异常问题和检验计划,从而提高电网自动化计量系统。

关键词：电能计量；设备；运维管理系统

1电能计量设备运维技术总体方案

电能计量设备运行维护的总体思路是依托现有的计量自动化系统和销售系统，构建一套电能计量设备运维管理模块(简称“计量设备运维管理模块”)，支持异常问题现场处理与计划检查相结合。计量设备运维管理模块由计量设备运维管理主站和计量设备运维管理站点(含移动通信网络)组成。该系统通过界面的方式与计量自动化系统和营销系统进行交互。主要计量设备运行维护管理站的主要功能包括计量设备异常运行远程诊断、工单闭环管理、知识库管理等功能。计量设备运行维护管理现场部分主要完成两项功能:现场运行管理和现场用电异常检测。系统架构如图1所示。

图1系统整体架构图

系统功能如下：

1.1计量设备运维管理主站

借助于计量自动化主站，根据算法模型，识别采集异常、计量异常，对部分异常进行远程诊断和修复，不能修复的生成工单安排现场运维。

工单闭环管理：生成运维工单后自动进行派工，现场作业人员通过现场作业工具接单并及时反馈现场处理结果，实现了采集运维全流程的闭环管理，提高了营销各专业协同作业能力和问题解决效率。运维知识库：各省、市、地、县，根据现场运维的结果，梳理出典型案例，制定故障诊断方法和修复方法，供电网各运维单位共享，通过现场检测和模式匹配的方法指导现场作业，大大提高故障自动诊断的准确性和作业效率。

1.2计量设备运维管理现场

现场作业管理，通过现场移动作业套件，作业人员随时随地接收指派的工单，根据异常地点的位置信息通过GIS导航到达工作现场，借助于现场监测工具、故障运维知识库的典型案例指导来进行快速故障处理，并把结果在线反馈，提高了采集运维效率，大大降低了现场作业人员技术门槛，规范了现场作业流程。

用电现场异常检测，通过专用的采集异常检测工具，对终端、表计、采集模块、通讯网络、上行通讯模块组成的采集网进行异常检测，通过专用的计量异常检测工具对电表计量问题进行现场检测，把检测结果通过现场应用管理设备，反馈到系统端，大大提高故障自动诊断的准确性和作业效率。计量设备运维管理系统数据流程如图2所示。

图2系统数据流图

计量设备运维管理模块和计量自动化主站之间通过接口访问抄表数据、事件数据、通讯采集记录，通过计量自动化主站的数据采集服务器和现场终端的透明通讯通道与表计通讯进行实时巡检。通过对采集运维闭环管理及现场作业标准化规范化管理，解决故障远程诊断和修复的实用化难题，保障用电计量自动化系统持续、稳定、高效运行，提升采集现场快速发现、分析、定位、解决问题的能力。

2电能计量设备运维技术实现

2.1电能计量设备运行异常远程诊断

2.1.1远程诊断数据流程

测量自动化系统涉及范围广，采集过程链长。任何环节的任何偏差都可能导致收集失败或错误。因此，通过对整个采集链的故障分析，可以得到影响范围。下面根据不同的采集环节逐一进行分析。

电能计量装置运行异常远程诊断的目的是充分利用计量自动化系统的收集数据(电力、瞬时流量数据和曲线数据和事件数据),收集和记录通信,应用程序异常信息,根据一组规则综合分析和判断,形成初步的数据采集,异常终端通信,现场测量异常等异常信息。然后针对部分异常信息，结合远程巡检功能进行进一步的分析和判断，最终形成字段的异常信息。有些异常可以远程手动处理。如不能有效处理，则生成运维调度工作单，并安排运维人员到现场处理。

2.1.2远程诊断软件设计

通过系统分析的方法，通过主站各表的数据、各终端的参数和抄表记录，通过下行透明传输通道，可以对部分采集故障和表故障进行识别。但这些故障都是单一故障，识别精度不够，识别范围略窄。结合各终端采集子网的拓扑模型和通信特性，可以实现更准确的故障识别，提高现场工作效率。

计量设备运行异常远程诊断主要由四部分构成，即“运行异常分析诊断”、“计量异常远程扫描”、“数据应用分析”、“高级应用分析扩展”，其中：“运行异常分析诊断”：根据采集的电表数据和事件以及终端生成的事件信息，经过分析判断，生成终端通讯类异常事件（如离线、频繁上下线、批量掉线、通讯过程异常、GPRS网络类）、电表计数异常类事件、电表失压断相类事件、抄表异常事件（抄表异常、抄表不稳定）。结合网络拓扑信息，对终端运行状态和电表抄表情况的判断将更为准确。“计量异常远程扫描”：通过终端提供的透明通道，直接和现场电能表通讯，采集电表当前数据、电表状态字、电表时钟信息、终端时钟信息，以判断电池失压、电表接线、终端时钟异常、电表时钟异常等异常信息。计量异常远程扫描的周期不宜过分频繁，至少以周为周期，防止对采集系统造成较大的系统压力，影响系统采集性能和可靠性。

“数据应用分析”：通过对台区线损、馈线线损建模，计算各台区、馈线的线损，对于线损变化较大的台区和馈线作为继续深入分析的对象。对于待深入分析的对象下属电表走字变化率较大的表计列为重点排查对象。

“高级应用分析扩展”：是指随着大数据分析技术的发展，可以开发出一些新的用电异常分析模型和算法，利用系统抄表数据推算出计量异常的嫌疑表计作为重点排查对象。

对于待排查对象，首先查看“运行异常分析诊断”确认的电表走字事件、失压断相事件和“计量异常远程扫描”确认的接线异常、时钟异常中是否存在，如果不存在需要启动“远程异常诊断”功能，借助于透明通道远程扫描现场表计，进一步落实现场表计的计量问题。

结束语

为了加强电网系统中现场计量异常或采集异常的运维工作，提高数据的采集完整率和正确性，减少漏报、误报、重复报的数量，保证计量设备运行的质量，文中设计了一套支撑异常问题现场处理和计划巡检相结合的电能计量设备运维管理系统，从运行异常远程诊断方法、现场运维知识库以及运维闭环管理进行了具体实现方案的设计，系统的应用降低了人力物力成本，提高了计量设备的数据准确性、保证能够进行实时监测计量设备的各类故障，大大提高供电企业的管理水平。

参考文献

[1]笃峻,叶翔,葛立青,等．智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现[J]．电力自动化设备,2016,36(7):163-168．

[2]吴曦,徐强,胡淼龙．物联网技术在变电站现场运维管理中的应用研究[J]．沈阳工程学院学报,2013,9(4):326-329．