基于智能电网构架的计量定检及智能采集关键技术研究

朱瑾

摘要：随着智能化技术的发展，智能电网逐渐架构起来，计量设备的计量检定也逐渐迈向全新的发展阶段，只有利用先进的计量定检系统，采用智能化信息采集技术，才能确保计量定检水平。文章分析了智能电网架构下计量检定的现状以及计量定检系统以及相关的信息采集技术。

关键词：智能电网架构；计量定检；智能采集技术；计量设备；电能表 文献标识码：A

中图分类号：TP277 文章编号：1009-2374（2016）34-0014-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.007

智能电网架构下，电表计量定检是十分必要的，通过对电能表的计量水平进行动态的监测、检查，最终能够提高电能计量质量，提高数据信息的精准度、可靠性，解除电能计量矛盾，维护供电企业与用户双方的利益。要积极利用现代化的信息技术，打造出电能计量信息采集系统，通过分析系统的构造与运行原理来提高计量检定水平，并深入利用多种智能化信息采集技术。

1 智能电网构架下计量检定的现状

当前来看，电能表的检定多数能够达到国家规定的标准，个别检定部门出现了建标问题，参照相关的计量法律法规，需要检定企业反复考量、审核自身的计量建标，计量建标必须经权威部门的审核、通过后才具有法律效力。个别企业也出现了逾期检定或者放弃检定的现象，参照计量法以及相关的处罚条例，任何不合法、不合规的计量设备都要进行取缔处理。

同电能计量设备同步利用的电气设备，例如：互感器，其检定依然落后于规定标准，同时还出现了计量标准建标评估差异较大的问题，各个检定机构的考核方式不一致，一些是以权威行政机构的考核为依据，然而另一检定企业则自行安排、自我考核，这样就使得计量检定考核无秩序，检定无法集中统一规范，检定的结果也有待考证，一些部门在未获得计量授权的情况下就盲目进行计量检定，检定的精准度得不到保证。

2 电能计量信息采集系统的结构与原理

计量信息采集系统主要是对用户用电信息的采集、集中、处理与监控的一个智能化系统，该系统具备多元化功能，例如采集数据、监控非正常计量、检测电能质量、客户用电分析、数据发表、智能设备信息交流、互动等。该系统的结构包括以下方面：

2.1 采集终端

用来采集信息的一类设备，负责对电能表的数据信息的采集、分配、传输、转发、监控等。根据其应用的环境将该终端划分成专变采集终端、集中抄表终端等。

2.2 专变采集终端

主要负责用户用电信息的专门化采集，具体功能包括：采集计量设备中的数据，监测计量设备的运行状态、供电水平等，实时监控用电客户的用电负荷大小，负责传输、控制采集得到的数据。

2.3 集中抄表终端

围绕低压用户进行用电信息采集，其中所涉及到的设备包括集中器、采集器等，其中前者专门用来收录、集中不同采集设备、电能表等的数据信息，同时将数据储存起来，并可以同主站、操作设备实施数据交流、互动。

2.4 分布式能源监控终端

该终端主要用来监测同公共电网相连接的用户端分布式能源系统，能够达到对双向电能计量装置相关数据、信息等的采集，同时用来监测供电质量，能够有效接收来自于主站的相关命令，有效控制所连接的公共电网。当前，电能计量定检采取集约化管理模式，它集中体现了电力企业专业经营，选择了四线一库的定检模式，四线包括单相与三相电能表、互感器、采集终端的自动检定流水线。该定检模式的运用意味着电网系统电能计量检定正在走向自动化、高端化、智能化，提高了检定效率，确保了定检质量，逐渐达到了计量集约化、规范化管理的目标，利用所得的数据、采用相关设备能够逐渐建设一个计量机构。

在该定检模式下，无论哪一类电能表在使用前都必须接受四线一库式的定检，只有在通过检定的基础上才能被广大用电客户安装运用。

计量检定的首要关口就是接受全能性试验，其中包括几十个检定项目，各个智能电表的检测通常需要30天，当几十项检定通过后，智能电表才能得到认证和认可，从而正式纳入生产市场，所生产的批量智能电表还需接受抽查，抽检合格后才能确保其质量，抽检过程中要接受几十个检测项目。

3 智能电网采集关键技术

3.1 用电负荷数据存储分析与修正技术

3.1.1 数据存储分析技术。数据存储分析技术是建立在数据索引、高效率存储等基础上形成的技术，具体体现为：以客户用电负荷大小为核心的多维度剖面结构的不同等级索引，以配网多源数据为目标，多个行列相融合的索引，根据用户用电负荷时间先后所打造的数据存储模型。

3.1.2 数据修正技术。所谓的修正技术主要是指大信息、大数据的清理、修改、归类、关联分析等，其中主要的数据修正方法为：建立在时间顺序基础上的卡尔曼滤波用电负荷数据修正法，以客户大量用电的信息、数据及其之间关联性的数据清理、修改方法。围绕客户用电负荷数据的先后顺序来进行聚类计算，同时实行多源用户关联分析。

3.2 智能配电业务数据分析技术

3.2.1 用电预测技术。主要从干扰用户用电的诸多因素入手进行判别，同时依托于各类用电预测模型，具体体现为：根据客户曾经用电所留下的数据、信息，来构建一个预测模型，分析参数的相关干扰性因素以及用电客户的经济实力、用电特点等。

3.2.2 节电技术。智能配网条件下的节点技术，体现为对用户用电特征的归类分析、电价变动趋势的预测、环境影响性因素的分析等，实际用到的技术体现为以下方面：

特殊用电客户用电特点的专属敏感性相似分析技术、根据用户的经济能力、所处环境条件等来分析用户的用电影响因素，量化探究各类因素对用电客户用电特征的影响程度。分布式电源安装方式、工作模式等可能对客户用电带来的不良影响。

构建一个数据分析模型，专门针对电价、用户信息、环境因素、激励模式等进行数据分析。

3.2.3 网架优化技术。实际的技术为数据并行聚类及关联分析、负荷密度与变化趋势、网架结构的关联分析法、根据经济与社会的发展、城建规划、分布电源以及充电站的链接等技术。

3.2.4 错峰调度技术。主要用到的技术为聚类分析技术、自动分配技术。以安全用电、经济用电为目标，根据用户的多种需求、用电特点等进行错峰资源数据层次化分析。

3.3 智能配网大数据体系结构

该体系主要覆盖以下架构：硬件架构、技术指标、安全系统、评估方法等。该硬件系统架构主要是对分布式大数据进行采集、收录、储存与加工处理，围绕数据密集型配电数据实施批量处理、图计算、内存计算等的架构。

分布式大数据具有可视化功能，具体的可视化是通过一个可视化信息模型，通过这一模型能够动态观察被压缩的数据以及数据动态发生的变化等。可视化体现在历史的、当前的与未来的相关数据信息的动态变化趋势，数据间节点关系清楚、明确表达数据映射模式、信息交流方式等。

4 智能电表计量检定的优化策略

4.1 提高电能计量智能化水平

必须充分利用智能化技术的发展大潮，善于运用智能技术于电表系统，提升电能表计量的智能化水平，优先锁定用电信息采集系统，提高其智能化水平，打造出一个智能化的用电信息采集系统，实行智能化供电服务，依托于此系统进行自动化抄表、机损电费，同时对线损进行动态跟踪，实现电费的可视化回收。同时，也要积极推动电力企业朝着标准化、精益化方向发展，引进电能计量远程监测系统，利用该系统进行远程数据采集、并适时校验数据，能够对系统中运行的设备进行适时监测，动态跟踪智能电网线路的负荷变化，明确电能表计量是否存在误差，提高计量工作效率。

4.2 转变电能计量模式

传统的电能质量的计量与测试一般为巡检、专项测试、在线监测等，传统的计量评价依然停留在“量”的计量阶段，对此就要对计量方式加以转变，改变传统落后的计量模式，专项对电能质量的相关参数、变量等进行评估计量，从这种“质”的计量再逐步过渡到量的计量，将二者有机结合起来，这一过程中势必会对计量工作人员、计量技术、设备等提出全新的要求，要求计量工作人员不断更新知识结构，逐步过渡到新的计量模式。此外，电力企业要加大用电信息采集系统的应用步伐，提高其覆盖率，要加快智能化计量设备的安装与检修进程，加快智能电网建设速度，设置特定技术岗位，安排专业的技术人员负责监测用电信息采集系统的数据采集成功率，及时总结、记录采集不成功的终端，并列入整改与检修计划，确保最新投入运营的智能电表达到设定的在线率，并提高信息采集系统的信息采集准确率。

5 结语

智能电网构架的计量定检需要引入用电信息采集系统，依托于此系统来分析计量设备的计量水平，监测电能表的运行状态，及时对电力系统以及电气设备进行动态监测与检查，重点开展互感器检定工作，配合当地质监部门设定科学的检定标准，实行定期检定与抽检相结合的检定方式，提高计量定检工作质量。

参考文献

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[3] 孟祥甫，刘于超，李振东.电容式电压互感器现场校验方法改进探讨[J].电测与仪表，2010，47（S2）.

（责任编辑：黄银芳）