趙悅蓉 何雨佳

摘要：隨著經濟和各行各業(yè)的快速發(fā)展，電力行業(yè)發(fā)展也十分快速。隨著智能電網的發(fā)展，人們的用電量不斷增長，需要現(xiàn)場檢驗的電能表數(shù)量隨之增長，工作量劇增，給供電企業(yè)計量部門帶來了較大的工作量。目前，對關口電能表的運維管理主要由專人攜帶標準校驗儀器設備，定期到現(xiàn)場進行檢驗。對關口電能表的實際運行狀態(tài)，探索采用新的創(chuàng)新模式和方法，以做到實時地進行遠程在線監(jiān)測和校驗，成為電能表校驗技術發(fā)展的必然趨勢。

關鍵詞：關口電能表;運行狀態(tài);故障診斷技術

引言

關口電能計量裝置在現(xiàn)代電網建設與運行維護、計量管理中發(fā)揮著重要的作用，做好關口電能裝置的維護管理與狀態(tài)評估工作，對于優(yōu)化其運行狀態(tài)和適應智能電網建設需求有著重要的意義。目前關口電能計量裝置檢驗過程中存在工作量大、校驗時間長、采樣精度和算法性能制約等問題，設計一套電能計量裝置，實現(xiàn)遠程在線狀態(tài)診斷。設計關口電能計量裝置檢測用戶可視化界面及在線校驗界面，利用可視化方式及時上傳裝置故障圖片。系統(tǒng)的研究設計有利于提升關口電能計量裝置的遠程狀態(tài)監(jiān)測及運維管理水平。

1關口電能計量裝置設置

關口電能計量裝置的投運前管理是其投運后準確可靠運行和公正合理計費的前提，應在嚴格執(zhí)行國家相關規(guī)程的基礎上，積極迎合和滿足智能電網建設對關口電能計量裝置的性能要求：具體來說需注意以下幾點：1）關口計量點設置。關口計量點的設置應按照國家電力法規(guī)要求，設置在產權分界處，但部分因電網擴建、改建及特殊的網絡構架所造成的某些變電站的關口計量點無法獨立計量電量的情況，則應將其設置在產權分界處發(fā)電機出口升壓變高壓側，并將其作為主關口計量點，以避免不準確的計量和相應的糾紛;2）關口計量接線方式。按《DL/T448—2000電能計量裝置技術管理規(guī)程》規(guī)定：接入非中性點絕緣系的關口電能計量裝置采用三相四線連接法，但同時應注意對實際操作中發(fā)現(xiàn)的，已投運但不滿足關口電能計量裝置要求的接線方式進行技術改造;3）關口計量設備配置。以往使用最廣泛的關口電能表為進口瑞士蘭吉爾表計公司的ZMQ202C.4高精度電能表，但隨著智能電網建設的不斷推進，該類電表的功能顯得十分單一，因此應盡量按照國家電力營銷需求配置ZMQ202C.8型高精度電能表，并充分發(fā)揮其分時計量、諧波電量計量、失壓計時等功能，對于不滿足0.2S級要求的關口電能表應及時給予更換。

2關口表視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計

遠程錄波裝置安裝在關口表附近，采用高精度采樣模塊獲取現(xiàn)場電壓電流時域波形，同時記錄所診斷的關口表脈沖數(shù)量，并將這些數(shù)據(jù)通過高速以太網等通道返回主站。檢測到故障后，啟動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，攝像頭延伸到關口表，并時時檢測故障并回傳數(shù)據(jù)。借助主站強大計算能力，提供典型非線性負荷特性的電能計量算法及電能計量裝置故障狀態(tài)分析模型。

3數(shù)據(jù)并行化智能故障診斷模型的建立

1）首先建立數(shù)據(jù)并行化故障診斷模型，利用歷史數(shù)據(jù)對其進行訓練，最后在實際的在線檢測過程中檢驗模型診斷效果。①基于已有的歷史數(shù)據(jù)，獲取每類故障及正常運行時的電流、電壓等采樣數(shù)據(jù)。②按照子節(jié)點的個數(shù)對訓練樣本進行分割，將樣本數(shù)據(jù)平均分配到處理器中，每個子節(jié)點中含有完整的支持向量機，各子節(jié)點之間互不關聯(lián)。③每個子節(jié)點基于支持向量機進行訓練，統(tǒng)計各子節(jié)點的權重，按照這樣的方式，建立形成并行化故障診斷模型。2）基于并行算法和SVM的數(shù)據(jù)并行化智能故障診斷模型，實際的電能計量裝置運行狀態(tài)診斷具體的實現(xiàn)過程如下。①采用該文設計改進的數(shù)據(jù)采集前置裝置獲取現(xiàn)場的采樣數(shù)據(jù)，提取能夠反映裝置運行狀態(tài)的電流、電壓等樣本數(shù)據(jù)作為故障診斷模塊的輸入信息。②通過故障診斷模塊中的數(shù)據(jù)并行處理方式，各子節(jié)點基于支持向量機進行電能計量裝置運行狀態(tài)的診斷。③輸出各子節(jié)點的故障診斷結果，各子節(jié)點輸出結果應為電能計量裝置常見的5種類型故障以及正常狀態(tài)中的一種類型。④再根據(jù)數(shù)據(jù)并行化故障診斷模型中各子節(jié)點的權重，將各節(jié)點的診斷結果匯總，對權重高的裝置運行狀態(tài)作為總節(jié)點進行輸出。⑤通過總節(jié)點輸出電能計量裝置的運行狀態(tài)，若故障則判斷存在的故障類型。

4計量異常監(jiān)測

本功能主要通過電能量采集系統(tǒng)中的前置采集服務，采集關口電能表的相關負荷、表碼、異常事件，所識別判斷的異常事件包含如下：①電量異常事件包括電能表示值不平、電能表飛走、電能表倒走、電能表停走、電量為零但功率不為零、有功電量少于無功電量;②電壓電流異常包括電壓失壓斷相、電壓越限、電壓不平衡、電流失流、電流不平衡;③時鐘異常包括電能表時鐘異常，與標準時鐘偏差超閾值;④接線異常包括反向電量異常、相序異常、潮流反向;⑤CT二次回路異常，包括CT二次回路短路、開路。

5確保流程正常運行的人力資源保證

省級關口電能計量裝置管理涉及到的流程和內容較多，各環(huán)節(jié)需要相應的機構和崗位予以配合。（1）現(xiàn)場查勘需要運行人員陪同，防止走錯間隔造成人身和設備傷害，需要開啟屏柜門或互感器端子箱時，應由設備主人執(zhí)行，配合完成計量裝置現(xiàn)場查勘。（2）裝置整改階段，對于變電站關口點，在整改計劃下達時，由變電站所屬地市公司計量部門與生產部門溝通，提出計量專業(yè)整改計劃，將整改內容納入到整個變電站的改造項目中，計量人員配合完成互感器和計量二次回路整改。（3）狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)，須由設備主人定期對設備運行狀態(tài)進行監(jiān)測。對于設置在變電站的省級關口，由于省級關口計量回路中裝有一塊考核表，考核表的電氣參量、電能參量已上傳至用電信息采集系統(tǒng)，各地市通過監(jiān)測用電信息采集系統(tǒng)中考核表的運行狀態(tài)來監(jiān)測該地市范圍內省級關口計量裝置運行是否異常。對于設置在電廠內的省級關口，可結合運行抄表工作一起，每日抄錄表底碼時檢查表計狀態(tài)，判斷計量裝置運行是否正常。（4）故障處理環(huán)節(jié)，省級關口電能計量裝置出現(xiàn)故障時，應第一時間通知省公司營銷部。現(xiàn)場故障處理時，地市公司計量人員應配合省計量中心人員完成故障處理和電量追補工作。

6故障預警技術

通過對電能計量裝置進行在線監(jiān)測，并利用智能化故障診斷模型，對其運行狀態(tài)進行評估診斷，極大地降低計量事故的發(fā)生。同時，當計量裝置運行狀態(tài)被診斷存在某類故障時，系統(tǒng)會自動啟動關口處的網絡攝像機裝置，拍攝關口表的運行狀況。通過網絡或無線，把圖片傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)，以便于工作人員結合故障診斷結果對故障、異常事件進行分析處理。同時，系統(tǒng)將提供多樣化的預警方式，包括：文語轉換技術、短信平臺技術以及基于不同用戶需求制定的分類預警技術。

結語

關口電能計量裝置系統(tǒng)實現(xiàn)了對大量分散在各處關口的電能表自動遠程運行狀態(tài)監(jiān)測及診斷，采集并分析多維度計量裝置運行數(shù)據(jù)，評估計量裝置健康程度，最終實現(xiàn)了計量裝置可靠運行的目標。該系統(tǒng)有助于關口計量裝置檢定從傳統(tǒng)方式向優(yōu)化決策轉變，及時發(fā)現(xiàn)關口計量裝置可能存在的故障隱患，提高了關口電能表的維護效率，顯著提高了關口電能計量裝置在線監(jiān)測的自動化、智能化管理水平。

參考文獻

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