摘要:随着社会的不断前进与发展,各行各业都在紧随时代发展的步伐,积极推动信息化与智能化建设。在电力企业中,智能计量设备应用有效提升了电力计量的质量与效率,是电力企业信息化与智能化建设的重要举措。但是,随之而来的是各大信息化管控系统普及应用,所有这些都要求设备档案资产信息正确、电气拓卜关系清晰、地理位置定位准确、数据采集传输高效。本文对智能计量管理终端的创新与应用进行探讨。
关键词:智能化;计量管理;创新
1管理终端的功能
1.1户表档案自动识别
集中器与智能计量管理终端内置台区识别仪模块,能自动实现台区电能表档案的精准归属,准确率达100%。
1.2停电故障自动预警
计量箱管理终端能实时监控电能表状态、快速识别用户侧停电,并通过事件主动上报到集中器,再通过集中器实时上报到主站用电采集系统,实现对用户侧停电故障的及时、主动抢修。5分钟之内,该终端就可将用户侧故障停电上报到主站系统。
1.3表箱线损分级计量
智能计量管理终端内置计量考核模块,可对表箱进线侧进行精确计量,实现线损分级计算,精准、快速确定线损异常点。
1.4全面兼容采集功能
智能计量管理终端采用模块化设计,可完全替代传统的国网I型采集器和II型采集器,并可兼容各厂商模块,支持宽带、窄带载波等通讯方式。
1.5可扩展性强
后续可根据业务需求增加GPS定位、防窃电、用户需求侧管理、远程停复电预警等功能,功能可拓展性强。
2管理终端的工作原理
2.1户表档案自动识别
(1)需求侧管理终端(采集器)通过RS485端口,搜索其管理的所有电能表,并记录档案信息。
(2)集中器内置台区识别模块,分别从A、B、C三相发射台区识别信号,信号包含相位和集中器地址。采集器收到该台区识别信号后,会自动保存相位和集中器地址。
(3)集中器启动主节点注册流程,从节点以载波通信方式进行主动注册。注册完成后,集中器启动从节点状态轮巡流程,通过比对从节点返回的相位和集中器地址,可确定从节点是否属于本台区及相位。
(4)流程执行完毕,集中器会主动上报该变压器管理的实际表箱档案以及每块电能表相位。
(5)在安装需求侧管理终端时,通过手持设备设置了每个表箱的GPS信息,所以主站在流程注册完成后,能自动绘制台区电气拓扑图。
2.2停电故障自动预警
需求侧管理终端芯片内置用户停电信息预判算法,通过实时采集每块用户电能表的主回路电流、有功功率、功率因数、内置继电器状态来关联判断停电情况,可在5分钟之内上报到主站或直接以短信方式通知台区负责人,实现停电故障快速抢修,判断准确度大于95%。
(1)用户停电:一般用户均有部分电气设备需要24小时供电,电表电流信息应不为0;当火线电流、零线电流、有功功率均为0时,结合判断表计内置继电器是否跳开,排除欠费停电后,模拟人工判断思维判定用户侧空开跳闸。
(2)表箱停电:通过集中器与该表箱下所有电能表通信情况来判断,若通信均失败,则判定是表箱停电。
(3)0.4kV分支线停电:通过集中器与该分支线所管辖的表箱采集器通信情况来判断,结合台区电气拓补图,若分支线所有采集器均通信失败,则判定是该分支线停电。
(4)台区停电:对于台区全部停电,集中器会上报停电事项,并发送短信给台区负责人;对于某一相停电,可以通过判别缺相电流为0,形成电压回路异常事件主动上报或发送短信。
2.3表箱线损分级计量
(1)智能计量管理终端内置高精度的计量单元,可实现表箱进线侧与表箱内户表之间的线损计算,由于实现了台区内每个分支的线损统计,可实现三级线损分级统计,并采用跨日实时数据进行线损计算,避免了因电能表时钟异常导致日冻结不同步的影响,总表与分表时间误差不超过5分钟,还原了线损计算的真实性。
(2)智能计量管理终端通过实时分析表箱进线电流与户表侧电流,快速定位线损异常故障点;同时实时比较用户的火线电流与零线电流的误差,可快速发现用户通过短接电能表端子进行窃电的行为,有效堵塞“跑冒滴漏”现象。
3现场安装示意
在变压器二次侧安装内置台区识别仪的智能计量箱管理主终端(类似I型集中器)。每个电表箱安装一台智能计量箱管理子终端,进线侧安装一个电流互感器。智能计量管理终端通过RS485和用户电能表相连,每个智能计量管理终端内置台区识别仪信号接收电路。现场安装示意图如图1所示。
4现场更换成本计算
以300户台区为例,现场约需要60个表箱。使用传统采集方案时,平均每3个计量箱需要加装一台II型集中器,需要外接485线缆800米(一台II型集中器600元/台,485线缆3元/米,一台II型集中器外接485线相应增加人工安装成本240元),300户台区需安装II型集中器15台,加485线缆及人工成本共计16500元。使用智能计量管理终端方案,该方案除实现户表识别、停电自动预警、线损二级计算等功能外,因其基于宽带载波技术,可完全替代II层集中器实现用电信息采集,300户台区完成换装需要安装智能计量管理终端61台,共计13500元。相对于传统方案,智能计量管理终端方案安装费用要节省3000元左右,而且该方案具有现场调试简单、运维量少的优点,可以大幅节省调试运维成本。
5现场实施效果
5.1实现对各项指标的良好管控
(1)计量指标:实现宽载抄表,抄表速度快,抄表成功率100%,同时实现电压、电流等采集任务全面下发,有效支撑配电台区状态评价。
(2)远程停复电指标:使用宽带载波模块,远程停复电速率快,效率高,有效避免用户缴费后无法及时复电现象。
(3)台区户表对应指标:用户表计档案、计量箱资产号自动采集、紧密关联,户表对应率100%。
(4)线损治理指标:实现表箱一级二级线损治理,有效锁定用户窃电违约用电行为,台区线损可以控制在7%以下。
(5)抢修及时率指标:用户故障主动预警,实现主动抢修,抢修及时率100%,用户满意率100%。
(6)千户投诉率指标:户表档案自动采集对应,档案准确无误,计量类错建档投诉降为0。
5.2提高效率,节省开支
(1)降低现场安装成本:宽带载波较II层模式安装费用低,以单个计量箱为例,两层方案需要安装成本80元/个,宽载方案需要45元/个,费用节省近1/2。
(2)降低人工建档成本:人工建档每户需要2元,而宽载建档方案,户表资产档案自动采集,可节省全部人工建档费用。
(3)减少户表核对成本:人工户表核对成本每户需要2元,智能计量管理终端利用营配贯通户表档案自核对功能可节省全部人工户表核对成本。
(4)减少线损治理成本:智能计量管理终端的线损治理功能解决了因户表档案不对应,台区线损数据不真实和无法对线损精细分析、精准防窃电产生的台区线损居高不下及后期线损治理困难的情况,对比原有的处理方法在根本上节省了大量的人力、物力成本。
(5)减少现场复电成本:智能计量管理终端可以很好的处理因无法远程复电而需要人工现场掌机复电的情况,从而减少了人工现场停复电成本。
(6)降低投诉处理成本:智能计量管理终端避免了因抢修不及时、计量档案不对应引发的投诉,最大程度地降低了投诉风险。
5.3对新技术的有益实践
国家电网公司2017年计量工作指导意见中提出加强计量新技术研究和应用的工作要求,一是要开展模组化采集终端、宽带电力线载波与宽频微功率无线融合通信等智能计量关键技术研究、验证和试点应用;二是研究柔性智能费控技术,缓解服务压力,改善用户感知;三是研究电能表“即装即采”实现技术;四是试点应用采集档案自动维护、用户状态全网感知等技术。智能计量管理终端正是符合国家电网公司计量实施意见的有益实践。
结束语
在科技飞速发展背景下,电力企业必须紧随时代发展的需求,充分利用先进科学技术,对智能计量管理终端进行不断的创新与应用,使得电力企业管理的质量与效率能够不断提升。从长远的角度来看,这对于电力企业的健康与可持续发展有着深远的影响。
参考文献
[1]胡荣辉,唐红燕,陈海宁.智能计量管理系统建设及应用[J].青海电力,2012,31(02):34-37.