黃國(guó)兵，王嘉浩，黃 凱，王 茜

(1.西安工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710048; 2.國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司咸陽(yáng)供電公司，陜西 楊凌 712100)

0 引 言

隨著我國(guó)工業(yè)制造2025戰(zhàn)略[1]不斷向前發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司在整合現(xiàn)有的自動(dòng)化、信息化技術(shù)支撐系統(tǒng)[2]的基礎(chǔ)上，構(gòu)建電力系統(tǒng)專(zhuān)用的大數(shù)據(jù)平臺(tái)[3]，促進(jìn)電網(wǎng)管理技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)。理論上講，電力系統(tǒng)的技術(shù)支持系統(tǒng)大多是由一些規(guī)模龐大的泛在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成，這些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正是電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的信息來(lái)源[4-5]。關(guān)口表電能計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是電力企業(yè)早期建設(shè)的一種技術(shù)支撐系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量和供電企業(yè)下網(wǎng)電量的計(jì)費(fèi)結(jié)算業(yè)務(wù)，支持發(fā)供電考核、實(shí)時(shí)競(jìng)價(jià)上網(wǎng)以及線損網(wǎng)損計(jì)算等功能[6-8]。擴(kuò)展和完善該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能是電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的需要。同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)電力交易中心要求，發(fā)電企業(yè)需要按峰谷平費(fèi)率電價(jià)進(jìn)行電量結(jié)算，電量采集終端需要采集和處理的信息容量大幅增加，對(duì)信息存儲(chǔ)和處理提出了更高要求，需要采取進(jìn)一步的手段來(lái)滿足這些新的需求，滿足國(guó)網(wǎng)電力交易中心的應(yīng)用?？紤]到所升級(jí)設(shè)計(jì)的軟件已在發(fā)電廠/變電站推廣應(yīng)用，還需要保證軟件的向后兼容性[9-10]。由于電能量遠(yuǎn)方終端采集處理的信息用于電力公司與發(fā)電用電用戶之間的電費(fèi)結(jié)算、電量考核處罰等經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，電量信息必須準(zhǔn)確、完整并且可追溯，避免造成結(jié)算糾紛。需要采用相應(yīng)的技術(shù)手段來(lái)保證軟件擴(kuò)展所需的功能與性能指標(biāo)要求，本文主要就該泛在物聯(lián)網(wǎng)終端軟件擴(kuò)展設(shè)計(jì)的構(gòu)思和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行闡述。

1 費(fèi)率電量的采集和保存

原關(guān)口電能量遠(yuǎn)方終端eRTU[11-12]采用“日清月結(jié)”的思想設(shè)計(jì)，只采集正、反向有、無(wú)功4個(gè)總電量的分鐘電量曲線，峰谷平費(fèi)率電量每日保存一次，信息容量較小。針對(duì)新的需求，需要在現(xiàn)有平臺(tái)上增加采集功能、調(diào)整采集策略、信息壓縮等，使得信息容量大幅提升后現(xiàn)有平臺(tái)仍能滿足需求。

1.1 費(fèi)率電量采集

由于歷史的原因，電能表采用的通信協(xié)議多種多樣，eRTU需要支持多種通信協(xié)議[13-15]，實(shí)現(xiàn)電量信息采集。按照新的要求，需要采集的電量信息包括：瞬時(shí)量、費(fèi)率電量、累計(jì)電量、最大需量等。其中費(fèi)率和累計(jì)電量保存周期最小為1 min，凍結(jié)電量和需量每日一次，瞬時(shí)量為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。為此，調(diào)整信息采集的Polling周期，10 s啟動(dòng)一次瞬時(shí)量召喚，其它信息按周期自動(dòng)插入召喚，保證信息的及時(shí)性。

考慮到電量信息的特點(diǎn)，以及嵌入式物聯(lián)網(wǎng)終端硬件平臺(tái)的限制，關(guān)口遠(yuǎn)程抄表TMR系統(tǒng)所使用的IEC 60870-5-102通信協(xié)議按指定時(shí)間范圍和對(duì)象范圍讀取信息[16]，通信流程需要快速、按信息點(diǎn)訪問(wèn)具體的電量對(duì)象。電量信息以分鐘曲線方式實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)訪問(wèn)，下面就其處理方法進(jìn)行說(shuō)明。

1.2 分鐘電量曲線的訪問(wèn)

1.2.1 分鐘電量曲線的完整性和正確性

導(dǎo)致分鐘電量曲線中記錄點(diǎn)出錯(cuò)的因素很多[17-19]，從eRTU運(yùn)行的情況來(lái)看，主要原因有：1)電能表與eRTU通信連接故障；2)eRTU故障和電能表掉電；3)eRTU復(fù)位重啟漏記；4)電能表上報(bào)的信息錯(cuò)誤；5)嵌入式物聯(lián)網(wǎng)終端的電子盤(pán)滿；6)與主站的通信中斷，等。針對(duì)上述問(wèn)題，eRTU采用相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，保障信息的完整性和正確性。

對(duì)于電能表和eRTU故障、通信連接中斷，需要管理人員維護(hù)處理。對(duì)于eRTU復(fù)位漏記，eRTU每次啟動(dòng)之前都要對(duì)曲線記錄進(jìn)行檢查，如果漏記一個(gè)記錄點(diǎn)，則調(diào)用修復(fù)函數(shù)進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于具有分鐘電量記錄功能的電能表，則采用追補(bǔ)方法讀取漏失的記錄。部分電能表上報(bào)的電能信息與表盤(pán)值不符，當(dāng)電表的電源電壓低時(shí)，上報(bào)的電量值為0，導(dǎo)致電量曲線失去物理意義。針對(duì)此問(wèn)題，采集包進(jìn)行自動(dòng)過(guò)濾。為了防止因與主站通信中斷造成電量信息丟失，eRTU要保存45天的分鐘電量曲線，一旦通信恢復(fù)，主站啟動(dòng)追補(bǔ)流程，將eRTU存儲(chǔ)的信息轉(zhuǎn)儲(chǔ)到主站數(shù)據(jù)庫(kù)[20-21]，由此實(shí)現(xiàn)電量信息的完整性。eRTU則自動(dòng)判斷曲線記錄的日期時(shí)間，自動(dòng)刪除過(guò)期記錄，防止電子盤(pán)滿造成死機(jī)。

1.2.2 曲線記錄的壓縮存儲(chǔ)

eRTU要保存45天的負(fù)荷曲線記錄，記錄的周期最小為1 min，每臺(tái)eRTU終端最多可以采集128塊電能表的電量信息，存儲(chǔ)容量計(jì)算公式如下：

存儲(chǔ)容量=天數(shù)×電能表數(shù)×1440×20×4

(1)

式(1)中20表示電量個(gè)數(shù)，包括正、反有功和無(wú)功的總、尖、峰、平、谷電量，4表示每個(gè)電量值用4 B保存，1天1440條記錄，電量信息容量約為663.552 MB，這對(duì)沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)支持的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)終端而言，需要采取多種手段進(jìn)行處理。

1)信息壓縮?？紤]到TMR讀取eRTU電量信息時(shí)具有實(shí)時(shí)性的需求，普通的數(shù)據(jù)壓縮算法在嵌入式終端上不可行。針對(duì)關(guān)口電量信息的特點(diǎn)，正常情況下，信息值具有遞增趨勢(shì)，電量信息在二次側(cè)計(jì)量，電表走字速度很慢，即增量值很??；同時(shí)，費(fèi)率電量只在對(duì)應(yīng)時(shí)段有增量，非時(shí)段的增量一定為0，因此，曲線中保存增量即可以達(dá)到很高的壓縮率。由于增量值的不確定性，采用1～4 B變長(zhǎng)保存的方法，可以實(shí)現(xiàn)壓縮率的最大化。具體實(shí)現(xiàn)算法為：①計(jì)算增量；②判斷增量的范圍，確定使用多少字節(jié)保存；③在電量狀態(tài)字節(jié)中標(biāo)記增量的長(zhǎng)度；④統(tǒng)計(jì)該時(shí)間點(diǎn)記錄的長(zhǎng)度，保存在profile概要信息結(jié)構(gòu)中。這樣通過(guò)增加增量信息大小甄別，可以實(shí)現(xiàn)更高的信息壓縮率。

按照電表走字的規(guī)律，正常情況下，增量大于等于0才符合邏輯，但是電表更換、終端復(fù)位、電表上報(bào)數(shù)據(jù)出錯(cuò)都會(huì)違背這一規(guī)律，進(jìn)而造成電量數(shù)據(jù)失去物理意義，主站統(tǒng)計(jì)的電量曲線畸變。針對(duì)這一問(wèn)題，軟件采用如下措施保障增量信息的正確性：①更換電表需要在配置界面指示；②設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)文件記錄裝置當(dāng)前運(yùn)行的上下文參數(shù)，在生成曲線時(shí)更新該上下文文件，終端啟動(dòng)時(shí)一律以該上下文為依據(jù)運(yùn)行，避免終端運(yùn)行不連續(xù)造成斷點(diǎn)；③將連續(xù)3次采集的電量值T1、T2、T3按變化趨勢(shì)判斷數(shù)據(jù)的合法性，濾波剔除壞數(shù)據(jù)。在信息壓縮處理算法中增設(shè)這些策略之后，電量信息的正確性得到大幅提升。

2)規(guī)劃文件內(nèi)容的結(jié)構(gòu)。IEC 60870-5-102協(xié)議按指定時(shí)刻和指定信息點(diǎn)訪問(wèn)歷史電量信息，因此文件中的信息點(diǎn)以時(shí)刻為單位記錄電量信息?？紤]到曲線信息點(diǎn)的訪問(wèn)效率，曲線文件采用縱橫各2級(jí)的結(jié)構(gòu)，其中縱向包括記錄狀態(tài)和曲線記錄2級(jí)，曲線記錄的橫向按電表依次排放，如圖1所示。

圖1中，文件的第1個(gè)字節(jié)是曲線的周期，曲線周期的單位是min，取1、2、5、10、15、30之一。其次為分鐘電量曲線的狀態(tài)參數(shù)profile,profile包含3個(gè)字段：avail、length和offset。其中avail標(biāo)記對(duì)應(yīng)的記錄點(diǎn)是否存在；length為記錄長(zhǎng)度；offset表示該時(shí)間點(diǎn)記錄的偏移位置，即記錄在文件中的相對(duì)位置。如果avail=1，則offset的值有效，否則忽略不計(jì)。曲線文件的縱向第2級(jí)為周期曲線記錄點(diǎn)，為同一時(shí)刻所有電表的電量信息，包括電表位置序號(hào)、電能表運(yùn)行狀態(tài)、電量對(duì)象的個(gè)數(shù)、電量對(duì)象的實(shí)際值和字節(jié)個(gè)數(shù)。周期曲線記錄橫向以電表為單位，每個(gè)電表一條記錄。也就是說(shuō)，若同一時(shí)刻采集了n塊電表的數(shù)據(jù)，則周期曲線記錄包含n個(gè)子記錄。

由此可見(jiàn)，以分鐘電量曲線的周期為單位，每天曲線記錄的條數(shù)為：

m=1440/T

(2)

其中，T為曲線周期，進(jìn)而計(jì)算得到曲線記錄的位置為：

pos=2+sizeof(profile)×m+((avail==0)?0:1)×offset

(3)

這樣，文件打開(kāi)后，先讀取周期T，再根據(jù)T讀取profile，計(jì)算得出pos之后，調(diào)用seek函數(shù)直接跳到記錄點(diǎn)所在的位置，一次讀取該時(shí)間點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，再在內(nèi)存中尋找所需的電量值。考慮到IEC 67870-5-102協(xié)議按時(shí)間點(diǎn)上報(bào)電量信息，這種訪問(wèn)方法不僅速度快，而且效率高。

3)按日分段保存。根據(jù)IEC 60870-5-102協(xié)議訪問(wèn)電量信息特征，將分鐘電量曲線按日保存，即每天保存一個(gè)文件，每個(gè)文件的字節(jié)數(shù)小，通過(guò)減小文件的大小來(lái)提高文件訪問(wèn)的效率。每天的曲線文件的文件名格式為：LSyymmdd.dat，其中yy為年，mm為月，dd為日。文件名的定義可以有效訪問(wèn)指定時(shí)間點(diǎn)的記錄。此外，該文件名也用于刪除過(guò)期的數(shù)據(jù)。軟件每天清理1次過(guò)期文件，防止電子盤(pán)存滿造成終端死機(jī)。

1.2.3 分鐘電量曲線的生成

為了保證分鐘電量曲線記錄的完整性，所設(shè)計(jì)的曲線生成算法如圖2所示。

圖2 分鐘電量曲線生成算法

圖2中，曲線生成算法負(fù)責(zé)曲線點(diǎn)時(shí)間檢測(cè)，到點(diǎn)獲取曲線記錄的值并將其添加到曲線文件。如果發(fā)現(xiàn)丟失的曲線記錄具有可修補(bǔ)性，則修復(fù)丟失的記錄。為了提高曲線文件的訪問(wèn)效率，每次曲線文件的操作都是所有電表一次性操作。

2 費(fèi)率電量信息上傳主站

eRTU采集和生成的電量信息記錄采用IEC 60870-5-102協(xié)議(中國(guó)電力行業(yè)等效使用該協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為DL/T719-2000)通過(guò)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的Ⅱ區(qū)網(wǎng)絡(luò)[7,22]上傳給計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主站。由于現(xiàn)有的協(xié)議對(duì)費(fèi)率電量傳輸支持度不夠，需要在主站和終端兩側(cè)協(xié)商進(jìn)行協(xié)議擴(kuò)展，以滿足費(fèi)率電量傳輸?shù)男枨骩23]。

2.1 協(xié)議擴(kuò)展定義

經(jīng)雙方協(xié)商，在IEC 60870-5-102協(xié)議[13]框架體系內(nèi)擴(kuò)展功能碼和信息幀，實(shí)現(xiàn)費(fèi)率電量和需量信息的傳輸。下面以電量信息幀為例，說(shuō)明幀擴(kuò)展的方法。

文獻(xiàn)[16]中，為了實(shí)現(xiàn)尖、峰、平、谷費(fèi)率電量的傳輸，在功能碼0x78的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了兼容的歷史電量幀C_CI_NR_2，使得歷史電量中的信息體可以選擇包含費(fèi)率電量，擴(kuò)展的電量信息體的格式如表1所示。表1對(duì)報(bào)文幀中記錄地址字段的功能進(jìn)行了重新定義，其bit0表示總電量，bit1～bit4分別定義費(fèi)率尖、峰、平、谷，bit7恒為1，表示此報(bào)文幀為擴(kuò)展幀，其它字段不變。

表1 歷史電量幀中電量信息體的定義

字段名說(shuō)明信息體地址(1B)電量對(duì)象序號(hào)(分幀連續(xù))總電量數(shù)據(jù)(4B)(LL,LH,HL,HH)總電量數(shù)據(jù)標(biāo)志尖電量數(shù)據(jù)(4B)(LL,LH,HL,HH)尖電量數(shù)據(jù)標(biāo)志峰電量數(shù)據(jù)(4B)(LL,LH,HL,HH)峰電量數(shù)據(jù)標(biāo)志平電量數(shù)據(jù)(4B)(LL,LH,HL,HH)平電量數(shù)據(jù)標(biāo)志谷電量數(shù)據(jù)(4B)(LL,LH,HL,HH)谷電量數(shù)據(jù)標(biāo)志電量數(shù)據(jù)長(zhǎng)度=5(費(fèi)率數(shù)+1)B記錄地址字段定義對(duì)應(yīng)電量對(duì)象是否存在,如取值0x9f表示傳輸全部電量,信息體內(nèi)數(shù)據(jù)的含義為:總電能、尖(費(fèi)率1)電能、峰(費(fèi)率2)電能、平(費(fèi)率3)電能、谷(費(fèi)率4)電能共25B如取值0x81,則只傳總電量,共5B校驗(yàn)和(1B)電量數(shù)據(jù)累加校驗(yàn)和

此外，還擴(kuò)展了需量信息幀等，完成相關(guān)功能。

2.2 通信協(xié)議包擴(kuò)展

在完成通信協(xié)議擴(kuò)展之后，對(duì)先前軟件中的IEC102協(xié)議軟件包進(jìn)行了擴(kuò)展維護(hù)，首先對(duì)其中歷史電量的組幀函數(shù)C_CI_NR_2進(jìn)行修改，使得eRTU上行報(bào)文符合表1定義的格式；其次，擴(kuò)展新定義的需量組幀函數(shù)C_CI_XL_2，使用C_CI_NR_2函數(shù)實(shí)現(xiàn)需量召喚命令的應(yīng)答。

圖3 擴(kuò)展的分鐘電量曲線生成算法

文獻(xiàn)[16]專(zhuān)門(mén)定義了電量信息召喚的流程，本文嵌入式物聯(lián)網(wǎng)終端沒(méi)有采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)支持，為了保證協(xié)議包的運(yùn)行流程符合標(biāo)準(zhǔn)，如圖3(a)，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)通信流程狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)這一功能，如圖3(b)。

如圖3(a)，為了召喚電量信息，主站下發(fā)召喚命令，通知eRTU準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，eRTU發(fā)送單字符幀E5響應(yīng)，主站下達(dá)召喚1類(lèi)數(shù)據(jù)，一旦eRTU準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，則向主站發(fā)送鏡像激活幀，通知主站召喚數(shù)據(jù)，主站發(fā)召喚1類(lèi)數(shù)據(jù)命令，eRTU上報(bào)指定數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)發(fā)送完成，在發(fā)送完成之后，收到召喚1類(lèi)數(shù)據(jù)命令，則響應(yīng)鏡像結(jié)束幀，通知主站所召喚的數(shù)據(jù)已上傳完成。實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，主站連續(xù)按流程發(fā)送請(qǐng)求命令，沒(méi)有給eRTU準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的時(shí)間，其次，主站召喚的信息量有時(shí)很大，內(nèi)存沒(méi)有足夠的空間保存，因此eRTU訪問(wèn)文件的效率必須很高，不能造成響應(yīng)超時(shí)而導(dǎo)致通信流程中斷。由于主站都采用召喚1類(lèi)數(shù)據(jù)命令讀取指定的數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)致主站的報(bào)文幀是上下文相關(guān)的，為此，eRTU設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)的狀態(tài)機(jī)對(duì)流程進(jìn)行管理，如圖3(b)。主站為了讀取eRTU的電量信息，二者通信時(shí)，需要建立連接、復(fù)位鏈路、初始化鏈路等過(guò)程，之后，eRTU進(jìn)入“就緒”狀態(tài)，可以接收主站下達(dá)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)命令，接收召喚數(shù)據(jù)直至數(shù)據(jù)召喚完成的狀態(tài)變換如圖3(b)所示，狀態(tài)變換由主站召喚發(fā)起，eRTU響應(yīng)之后完成。如eRTU在“就緒”態(tài)，收到召喚需量的命令，則eRTU發(fā)送E5應(yīng)答，進(jìn)入“準(zhǔn)備”態(tài)，表示已按需求準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)；在“準(zhǔn)備”態(tài)，一旦收到召喚1類(lèi)數(shù)據(jù)命令，發(fā)送鏡像激活幀，進(jìn)入“激活”態(tài)，可以傳輸指定數(shù)據(jù)。在任何一個(gè)狀態(tài)，如果收到了與期望不一致的命令，則eRTU發(fā)送無(wú)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)作答。傳輸完成之后，發(fā)送鏡像結(jié)束幀，重新進(jìn)入“就緒”狀態(tài)。軟件包代碼嚴(yán)格按這一狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，確保通信流程與標(biāo)準(zhǔn)相符。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)項(xiàng)目研究和軟件開(kāi)發(fā)需求，首先在實(shí)驗(yàn)室對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)，檢測(cè)的項(xiàng)目和方法如下。

3.1 電能量信息采集、壓縮和訪問(wèn)性能測(cè)試

本次項(xiàng)目開(kāi)發(fā)對(duì)eRTU軟件中的電能表通信協(xié)議包進(jìn)行了調(diào)整，主要是調(diào)整了費(fèi)率電量和最大需量信息召喚的頻次，實(shí)驗(yàn)室表架上用于測(cè)試的電能表品牌包括威勝、國(guó)策恒通、紅相和蘭吉爾等，均可以實(shí)現(xiàn)eRTU軟件中主流協(xié)議包的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下：1)數(shù)據(jù)采集。eRTU與電能表通信流暢無(wú)中斷，表明報(bào)文幀正確；捕獲報(bào)文分析，召喚數(shù)據(jù)的類(lèi)型和周期正確。2)采集數(shù)據(jù)正確性。通過(guò)eRTU的界面查詢所采集的瞬時(shí)量、電量值、最大需量和發(fā)生時(shí)間等，所有數(shù)據(jù)與電表顯示的值相同，表明解幀正確；電表中電能量參數(shù)變化后，eRTU能及時(shí)更新。3)壓縮性能。檢查3天曲線文件的大小，每個(gè)文件約373 kB，與理論估算相比，大幅減少。主要原因如下：①電表數(shù)虛擬定義后為64塊，曲線周期為5 min，理論估算只有1.75 MB；②電表在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電流很小，增量值都只有1 B。因此壓縮比能達(dá)到接近4倍的效果。4)訪問(wèn)性能。這里使用定性方法觀測(cè)eRTU的曲線訪問(wèn)性能：①eRTU在周期點(diǎn)存儲(chǔ)曲線時(shí)，左上角時(shí)間刷新無(wú)停頓現(xiàn)象；②計(jì)量主站召喚eRTU電量報(bào)文時(shí)通信過(guò)程流暢，主站無(wú)通信超時(shí)的告警?？梢?jiàn)曲線處理、存儲(chǔ)訪問(wèn)的性能滿足應(yīng)用需求。

3.2 分鐘電量曲線正確性測(cè)試

為了查詢分鐘電量曲線中記錄的值，eRTU設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)的界面用于顯示指定時(shí)間、指定電表的歷史電量值。在完成曲線生成、曲線記錄訪問(wèn)函數(shù)修改之后，擴(kuò)展的費(fèi)率電量信息也可以在屏幕上顯示，借助此界面，可以測(cè)試分鐘電量曲線生成的正確性。為了完成測(cè)試，將eRTU和電表架上的電能表連接好，并連續(xù)運(yùn)行72 h，查詢記錄生成的情況，結(jié)果如下：1)檢查eRTU曲線生成的情況，LS190423～26.dat這4天的曲線文件都存在，文件生成正確；2)從2019年4月23日14點(diǎn)0分開(kāi)始，翻頁(yè)查詢各時(shí)間點(diǎn)的記錄，記錄完整，顯示的電量值與電表走字規(guī)律一致；3)eRTU配置曲線周期為5 min，在eRTU連續(xù)停電超過(guò)5 min后，可以看到曲線點(diǎn)依然連續(xù)，說(shuō)明eRTU隨機(jī)復(fù)位之后，曲線記錄點(diǎn)不中斷。由此可見(jiàn)所設(shè)計(jì)的分鐘電量曲線模塊功能正確。由于eRTU上只有14天的歷史文件記錄，超過(guò)45天過(guò)期文件才會(huì)刪除，這項(xiàng)功能在實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有完成測(cè)試，待設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.3 費(fèi)率電量上傳的正確性測(cè)試

費(fèi)率電量上傳測(cè)試需要和計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主站連接后方可完成，實(shí)驗(yàn)室不具備測(cè)試條件，在和用戶商量之后在用戶變電站進(jìn)行聯(lián)調(diào)試驗(yàn)，測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)為白家鹼和西紅墩2座變電站。

為了保證聯(lián)調(diào)工作正常開(kāi)展，先保證報(bào)文通信的流程正常，在逐一核對(duì)報(bào)文字節(jié)流與規(guī)范的一致性之后，eRTU和主站之間的報(bào)文通信正常。這里以捕獲的一條報(bào)文做簡(jiǎn)單說(shuō)明，如圖4所示。通過(guò)捕獲報(bào)文并對(duì)報(bào)文與協(xié)議規(guī)范進(jìn)行核對(duì)，逐一核實(shí)對(duì)象信息正確性。

圖4 電能量歷史數(shù)據(jù)上傳幀

圖4中，第0個(gè)電量(主變高壓側(cè)主表)的總尖峰平谷值為：325983, 0, 179290, 114094, 32599；第1個(gè)電量(主變高壓側(cè)副表)的總尖峰平谷值為：325825, 0, 179203, 114038, 32584。報(bào)文中傳輸?shù)碾娏恐蹬c電能表顯示值相同，也與協(xié)議規(guī)范的定義一致。

對(duì)eRTU上傳的瞬時(shí)量、需量信息報(bào)文，也進(jìn)行了與電量信息相同的核實(shí)檢查，主站顯示的需量信息也是電能表號(hào)、最大需量及發(fā)生時(shí)間對(duì)位且量值相同。

在完成eRTU與主站通信聯(lián)調(diào)之后，2座變電站的eRTU軟件都升級(jí)至最后發(fā)行版，進(jìn)入168 h拷機(jī)，拷機(jī)任務(wù)完成之后對(duì)該供電局調(diào)控的所有變電站和發(fā)電廠的eRTU軟件都進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)全局費(fèi)率電量上傳任務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)用戶費(fèi)率電量傳輸?shù)男枨?，在遵循產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，首先對(duì)eRTU與全電子式電能表通信協(xié)議包的采集策略進(jìn)行調(diào)整，使得費(fèi)率電量采集滿足項(xiàng)目應(yīng)用的需求；其次，重新設(shè)計(jì)分鐘電量曲線訪問(wèn)模塊，實(shí)現(xiàn)曲線信息壓縮、滿足大容量信息存儲(chǔ)、快速信息訪問(wèn)的要求；最后，擴(kuò)展通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)費(fèi)率電量的正常傳輸。在完成軟件擴(kuò)展設(shè)計(jì)之后，先在實(shí)驗(yàn)室和用戶變電站與計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信聯(lián)調(diào)，測(cè)試結(jié)果表明，升級(jí)設(shè)計(jì)的軟件在電量信息的正確性、完整性、壓縮率和訪問(wèn)性能等方面都達(dá)到了較高效果。經(jīng)過(guò)在2所變電站的一周試運(yùn)行無(wú)誤之后，對(duì)全局26座電廠、17座變電站的eRTU軟件進(jìn)行了升級(jí)，成功完成了用戶單位關(guān)口電表費(fèi)率電量上傳的任務(wù)。