单位文秘网 2022-02-12 08:14:29 点击: 次
企业的经济损失,因此属于不良现象。那么针对窃电行为,电力运维领域一直在开发相应的治理方法,并将治理方法融入到智能电表当中,尝试通过智能电表的在线监测功能来处理窃电行为,然而在早期智能电表的应用之下,其虽然能够在一定程度上降低窃电行为发生的概率,但相较于预期要求,还有一定的差距,根据相关统计,近几年某地区在早期智能电表条件下,窃电行为造成的经济损失在3.40亿元,这一数据足以说明智能电表的防窃电效果不满足预期要求[57]。
2.3 传输效率较慢
早期智能电表所采用的通信模块为窄带模块,这种模块的运行方式为:利用电力线产生窄带载波,那么将电力线设置于数据采集设备、数据处理终端之间,即可利用载波将数据采集结果传输给数据处理终端。而在此数据传输过程当中人们发现,窄带模块产生的窄带载波其实时信息载入容量较小,所以在当下智能电表高度普及的背景下,窄带模块很难满足实时通信的需求,经常需要将同一批信息分为多组进行传输,此时就导致信息数据传输效率下降,不利于电力运维质量[810]。
2.4 传输稳定性较差
在预期要求条件下,对于智能电表的数据传输稳定性十分重视,因为稳定性不足不但会进一步降低传输效率,还可能出现数据丢失等现象。然而早期智能电表的运行表现下,其数据传输的稳定性表现较差,时常出现传输断续、数据丢包的问题,而造成这些现象的主要原因有二,其一即上述内容中的窄带通信模块的载波容量偏小,所以同一批数据传输会先后到达,形成断续现象,其二因为窄带模块很容易被外部因素所干扰,导致其运行出现相应的问题,间接进一步扩张断续现象,同时引起数据丢包。综合上述两个影响因素,说明早期智能电表的數据传输稳定性较差[1113]。
2.5 覆盖范围较小
在现代社会当中几乎家家户户都需要用电,说明智能电表的安装必须做到全覆盖,那么为了实现全覆盖,必须对智能电表的数量进行控制,但智能电表的数量高低,会对安装的工作负担、成本造成影响,而早期智能电表因为窄带模块与电力用户之间主要采用电力线来实现连接,那么电力作为实体线路,其距离必然受到一定的限制,所以说明其覆盖范围较小,此时电力单位必须采用大量的智能电表以及附属线路来进行安装。此外,在智能电表数量增大的前提下,还会导致之后维护工作负担加大,所以有必要对此进行改善。
3 HPLC通信模块智能电表改进方案
3.1 改进需求
在改进方向上,首先必须针对性的改善上述各项问题,其次根据国家相关方针要求,需要在早期电能表基础上实现新型功能,例如低压客户表计停电实时上报、采集与监测;台区户变关系智能识别、拓扑智能识别、ID管理。
3.2 早期智能电表问题改善
在上述早期智能电表应用常见问题分析内容当中可见,其中大部分问题的根源均在于其通信模块的性能缺陷,因此在HPLC通信模块条件下,介于其与窄带模块之间的性能差距,均可得到改善,例如通过HPLC通信模块,能够有效提高智能电表的传输效率、传输稳定性以及覆盖面积,原因在于HPLC通信模块的通信容量较大,同时与客户之间的连接为信号连接,所以上述大部分问题均能够直接被改善,而针对窃电行为,因为HPLC通信模块的性能优势,可以给电力运维人员提供有力依据,所以也可得到治理[1416]。
3.3 新型功能实现
下文将逐一对HPLC通信模块条件下,新型功能的实现来进行分析。
(1)低压客户表计停电实时上报
首先针对智能电表中的载波模块,采用超级电容进行附属安装,此时智能电表即使在断电条件下也能短时间运作,一般时长为30~60s,其次在HPLC通信模块的通信机制当中,设立限时故障信息上报规则,使得智能电表能够在停电条件下,将停电信息传输到终端,实现低压客户表计停电实时上报功能。低压客户表计停电实时上报具体流程如图2所示。
根据上文分析可见,HPLC通信模块的通信效率较高,所以其通信机制为“高速通信机制”。在高速通信机制条件下,如果智能电表发生断电等故障现象,那么会出发机制当中的限时故障信息上报规则,即HPLC通信模块必定会在一定时间内将故障信息传输给电力运维单位。
(2)低压客户表电压电流采集与监测
改进方案上,首先将HPLC通信模块安置于智能电表当中,此时利用模块的低压电力线高速载波通信技术,可以有效提高智能电表电压、电流采集机制的频带宽度与速率快。其次利用HPLC当中的并发抄读机制,可以设置数据采集时限,这一点在本文改进方案中,电压、电流的冻结数据采集时限为15 min;电压、电流实时数据采集时限为15 min。针对用电监测,因HPLC通信模块具有兼容性高的特点,所以选择了三相不平衡监测、配网低电压、配变重过载规则来构建用电监测机制,在此机制条件下,可以提高智能电表用电监测的深度、精确性等性能,此时根据监测结果可以有效判断用电异常问题,帮助电力运维人员定位窃电或电力故障的位置。
(3)台区户变关系智能识别
结合图2可见,在智能电表的载波台区当中,其集中器与智能电表之间存在密切联系,在此条件下,实现智能电表传输而来的数据可以与电力企业保存的用户档案相匹配,而且这个匹配过程因为智能化技术的支撑,可智能自动运行,因此就实现了台区户变关系智能识别功能。结合相关理论得知,台区户变关系智能识别功能主要功效有三点,即客户地理位置定位、供电质量判别、三相负荷分析。原理上,只要借助集中器的“载波搜表功能”获得载波信息特征,再将特征结果与客户电压变化特征相互对比,即可实现匹配;借助集中器自动搜表功能,实现电表与用户之间的通信链路,依靠链路实现用户特征自动获取;
此外,结合相关理论得知,在常规的组网、抄表条件下,HPLC通信模块本地模块还具有获取载波模块入网信息的功能,将入网信息传输与集中器当中,可以得到载波模块逻辑拓扑结构,那么针对结构信息进行分析,电力运维人员可以直观判断出数据来源,实现电力用户精准定位。
(4)台区拓扑智能识别功能
台区拓扑智能识别功能的功效为:提升数据采集质量、档案数据管理水平以及降低系统管理、运维的成本与负担,所以此项功能在智能电表改进当中具有较高地位。具体来说,主要以CCO为中心进行HPLC通信模块网络设立,就围绕CCO,将智能电表/I型采集器通信单元、宽带载波采集器作为中继代理,将所有STA相互连接,形成了多级关联树形网络结构。在多级关联树形网络结构当中,HPLC通信模块同样可以得到载波模块入网信息,那么利用集中器自动搜索功能可以得到多级关联树形网络结构的逻辑拓扑信息。多级关联树形网络结构如图3所示。
(5)ID管理
ID管理功能的功效在于:实现通信模块全寿命周期管理、报废管理,在此基础上利用HPLC通信模块与集中器之间的关系,使集中器对HPLC通信模块芯片ID进行读取,读取之后进行储存,此时如果ID更改,那么会触发主站的报警机制,如果ID不更改,则在任何条件下均不会触发报警机制。图4为主站与集中器交互流程、集中器与HPLC通信模块的交互流程。如图5所示。
5 算法验证
为了对本文设计的智能电表自动化水平进行验证,将结合局部加权线性回归算法进行计算,具体表达式如下:J(θ)=∑i=1ω(i)(y(i)-θ(i))i其中ω为权值作用在于根据要预测的点与数据集中的点的距离来为数据集中的点赋权值当某一点距离待预测的点较远时,其权重较小,否则较大。所以根据本文计算结果显示,ω指数为0.7说明本文设计有效。
6 总结
本文主要对基于HPLC通信模块的智能电表改进方法进行了分析,分析分为4个部分,即HPLC通信模块概述、早期智能电表应用常见问题、HPLC通信模块智能电表改进方案、实例应用结果,通过4个部分的分析,实现了早期智能电表改进。在本文分析内容下得到结论:HPLC通信模块相较于窄带模块具有较大优势;早期智能电表虽然具有良好表现,但与预期要求还有较大差距,需要进行改善;提出了HPLC通信模块下的智能电表改进方案,并理论分析其应用功效;结合实例应用结果,说明本文改进后的智能电表具有较高应用价值,同时说明本文分析有效。
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(收稿日期: 2019.04.03)
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