智能计量管理终端的创新与应用

梁 波，牛节省，刘东旭

（1.国网山东省电力公司，山东 济南 250001；2.北京国旺盛源智能终端科技有限公司，北京 100089）

0 引言

智能电表及用电信息采集系统的全面推广［1］，为智能电网的建设和发展提供了丰富的数据来源。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［2－3］。 但在目前的低压台区管理过程中，由于台区电能表归属问题无法在技术上彻底解决，导致现场安装与系统档案无法做到一一对应，给后期营配贯通、线损管理、抢修定位等带来一系列问题。为解决上述问题，国网山东省电力公司与北京国网盛源智能终端科技有限公司联合开发了智能计量管理终端，取得了良好效果。

1 实现功能

1.1 户表档案自动识别

基于宽带载波技术，对集中器进行适应性改造，分别在集中器与管理终端内置台区识别仪模块。除正常的宽带载波通信外，管理终端对上能接收集中器发出的台区识别信号，从而判断所属台区及所属相位；对下自动获取电能表、表箱资产号信息，同时又将集中器与变压器唯一信息进行关联，实现了“电能表-计量箱-台区变压器”关系的自动识别［4］。

1.2 停电故障自动预警

智能计量管理终端通过RS485通信，实时采集每块用户电表的主回路电流、零线电流、有功功率、功率因数、内置继电器状态。通过这些参数的关联判断，确定用户停电是继电器跳闸还是空开跳闸并通过事件主动上报至集中器，集中器实时上报至主站用电采集系统，实现用户停电故障自动预警。

1.3 表箱线损分级计量

智能计量管理终端通过内置的单相或三相计量芯片，对互感器传输的电压电流信号进行计算、上传，实现管理终端对计量箱内进线侧的电压、电流、功率等的计量功能［5］。通过集中器与需求侧管理终端的配合，在实现精准的台区识别功能的基础上，实现台区线损、分级线损的准确计算。

从而及时、准确地发现台区线损管理薄弱的环节，实现线损精细测算与治理。

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，其安装方式与Ⅰ、Ⅱ型采集器一致，现场安装结构如图1所示。终端采用模块化设计，可兼容各厂商模块，支持宽带载波、窄带载波等通讯方式。

图1 智能计量管理终端结构

1.5 功能可扩展性强

智能计量管理终端后续可根据业务需求增加GPS定位、防窃电、客户需求侧管理、远程停复电预警等功能，功能可拓展性强。

2 实现原理

2.1 户表档案自动识别

1）智能计量管理终端通过RS485口，搜索其管理的所有电表，并记录档案信息。

2）集中器内置台区识别模块，分别从U、V、W三相发射台区识别信号，信号包含相位和集中器地址。管理终端收到该台区识别仪信号后，会自动保存相位和集中器地址。

3）集中器启动节点注册流程，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表相位。

5）在安装智能计量管理终端时，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 用户停电自动预警

智能计量管理终端通过RS485通信，实时采集每块用户电表的主回路电流、零线电流、有功功率、功率因数、内置继电器状态。通过这些参数的关联判断，确定用户电表的电流。功率为0时，是继电器跳闸、空开跳闸或是用户没有开启用电设别。该方法通过纯软件算法实现，成本低，尤其随着用户生活水平的提高，一般用户都有一些电气设备需要24 h供电，通过软件算法可以准确判断出用户是否空开跳闸。为了防止误报，对于长期电流为0的用户电表，只返回电流预警信息，不产生事件。

2.3 分级线损计算分析

智能计量管理终端内置高精度计量模块及精准时钟，可对每个表箱的进线侧进行准确计量，并在跨点、跨日、跨月进行电能计量冻结。由于每个表箱都可以实现总表、分表计量，所以可以自动计算整点线损、日线损、月线损。通过实时线损分析，可及时发现用户窃电行为，并精准定位存在窃电行为的表箱位置。

2.4 终端现场安装架构

智能计量管理终端现场安装架构如图2所示。

图2 智能计量管理终端现场安装结构图

3 应用效果

目前，智能计量管理终端已经开始在山东菏泽、烟台等地区进行了试点应用，取得了良好效果。

3.1 实现各项对标指标的良好管控

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，有效避免客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%，客户满意率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。

3.2 提高工作效率降低成本

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。人工建档每户需要费用2元，而宽载方案，户表资产档案自动采集，无需人工建档，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费用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地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。

3.3 实现了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，改善客户感知；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针对国网公司计量实施意见的有益实践和尝试，通过该终端的研发应用，可以实现采集终端模组化、采集档案自动维护、用户状态感知、即装即采等功能，并为柔性费控、宽带电力线载波与宽频微功率无线融合、不入户查串户等新技术研发奠定坚实基础。

4 结束语

智能计量管理终端实现了用电信息采集、户表自动识别、停电自动预警、线损二级计算等功能，其应用能大幅降低计量施工运维人员工作量，有效提高工作效率和数据准确率，有力促进营配贯通、线损治理等工作成效。该终端可扩展性强，后续可以根据需求附加如GPS定位、客户需求侧管理等功能，具有较高的推广应用价值。