朱新颜
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摘要：随着经济和电力行业的快速发展，电能表是供电企业与发电企业、电力用户进行贸易结算的计量仪表，属国家强制检定的电能计量器具，依据国家计量法要求必须通过实验室检定合格方可进行安装使用，确保计量准确、可靠。常规检定模式为人工作业，工作效率低，劳动强度大，检定水平不一，企业运营成本高。某省电力公司计量全自动生产作业系统是国内首套集智能仓储、自动检定、统一配送为一体连续运转的作业系统，实现了电能计量器具的“统一检定、集中配送”，极大地提高了电能计量器具的检定效率，节约了人力成本。
关键词:智能电能表;自动化检定流水线;检定数据;表位;在线异常检测;局部异常因子
引言
自动化检定流水线为智能电能表的正常运行提供保障，然而流水线在长期运行中会发生性能退化甚至故障，尤其是表位机械环节的形变与锈蚀，会导致误差试验结果出现偏差。目前的人工定期检测方法无法及时响应流水线运维间隔中出现的异常工况，因此，实现自动化检定流水线表位异常的在线检测，具有重要意义。文章提出了一种智能电能表自动化检定流水线表位在线异常检测方法，通过对表位检定数据分布进行特征提取，将表位异常状态转换为数据分布的异常;并借助局部异常因子算法量化分布的异常程度。
1智能运维平台的功能特点
智能运维平台功能包括数据采集、综合监控、运维管理、移动作业管理、知识库管理、查询统计、系统管理等。数据采集模块包括计量生产硬件信息采集，计量生产软件信息采集，MDS系统运行相关硬件信息采集，MDS系统运行相关软件信息采集，运维工具硬件信息采集，运维工具软件信息采集，采集方式主要通过接口方式采集并保存数据库及实时展示。综合监控模块包括系统设备运行状态、运维人员情况、生产业务情况，通过获取MDS系统、各生产系统相关生产设施的档案、运行信息、人员在岗信息、生产计划和生产指标，实现对“四线一库”全自动生产作业的综合监控。移动作业管理包括移动作业应用管理、移动作业设备管理;根据岗位角色制定相应的应用功能;设备管理主要依据入库、领用、返还等环节将移动作业设备资产与领用责任人绑定。运维管理包括排班管理、巡视管理、故障检修管理、周期/专项维护管理、软件升级管理、备品备件管理、运维质量考核。知识库管理包括运维经验库、知识录入、知识发布、知识应用。挖掘分析运维人员对各类故障告警的处理手段，将运维经验提炼固化为知识，构建智能运维平台的知识库，为后续故障处理提供服务。查询统计包括系统运行情况查询，系统运行状态评估，运维服务情况查询，流程工单查询。后台数据实时/定期的计算出相关结果实现综合数据的统计查询。系统管理包括安全管理、参数管理、版本管理，其中安全管理按不低于二级保护系统要求。
2信号对电能表影响的干扰途径
2.1异常分布识别
通常一条检定流水线包含20个检定单元，每一个检定单元包含60个检定表位，这60个检定表位共用一套电气回路。每一次检定任务中，智能电能表被随机的分配在这些表位中，通过机械装置与检定系统连接，并进行10项误差试验。检定过程中，会产生大量的试验数据，这些试验数据除了反应智能电能表本身的质量问题外，还可以间接反映检定装置本身的问题。对于同一批次的智能电能表，假定其计量性能遵循同一分布，同时对于同一检定单元，被检的智能电能表处于同一电气回路中，在假设所有表位均处于正常状态且状态一致时，这些智能电能表的误差试验数据应遵循同一分布。
在实际情况中，由于检定表位上机械装置的异常状态，如压接装置弯曲、生锈等，会导致误差试验数据呈不同的分布，因此通过分析检定表位产生的试验数据的分布差异，即可反映检定表位机械装置的异常状态。
2.2误差试验控制模块需求分析
随着智能电能表检定需求的增加，智能电能表检定项目不断增多，全性能试验有30多项，检定时间变长，使得电能表检定工作量不断增大。现在采用的智能电能表自动化检定系统已经大幅度的提升了检定效率，但智能电能表的检定试验本身时间并无减少。对电能表计量准确度有效性评价的重要依据是检定处理系统里面的多功能检定单元对应的各项检定结果，其中准确度试验是最重要的检定工作，是系统检定处单元的核心工作，包括基本误差试验、常数试验、起动试验、潜动试验等。按照JJG596－2012《电子式交流电能表》检定规程要求，以三相智能电能表为例，需要检定平衡负载下和不平衡负载下总计63个误差点，每检定一个误差点都需要同时升压和升流、检定误差、降压和降流归零，对应这3个检定过程，63个误差总共需要时间分别为24min、72min、5min，同时软件在检定项目之间自动切换控制装置，需耗时7min。所以，检定一只三相智能电能表所有规定误差点需用时约为2小时。由此可见，智能电能表误差试验耗费了大量时间，这就需要研究一种误差试验控制模块，该模块要能够有效利用标准电能表高频脉冲进行微电能控制，减少脉冲等待时间，从根本上减少误差检定的试验时间。
2.3智能运维平台知识库管理模块的建立
智能运维平台知识库管理模块采用分层管理的模式，将所有的操作函数分为知识库管理层、知识库层、知识库表层三层。知识库管理层用于知识库管理的各项操作调用，它直接调用知识库层的各函数;知识库层函数位于知识库管理层和知识库表层之间，起到连接两层函数的纽带作用;知识库表层函数直接实现知识在知识库中的存取、查询、修改、删除等操作，它直接面向数据库，操作的对象为底层函数。知识库的设计应采用开放的技术平台进行整体设计，应支持mysql，SqlServer，oracle，DB2等多种数据库，具备平滑的移植能力;宜采用Webservice，API等接口，支持数据层、逻辑层、界面和用户SSO的集成处理，具备良好的可扩展性;应充分考虑安全性，既要考虑信息资源的充分共享，也要考虑信息的保护，保证系统的安全性。
2.4质量监控周期的确定
根据不同的质量监控方法，选择合理的质量监控周期。期间核查方法监控标准表及其主要检定设备是否在受控范围之内，建议设备经高一等级计量标准检定或校准后，马上就对其进行核查，获得测量参考值。以后可以每３个月进行一次期间核查，根据流水线检定任务的多少和设备的稳定情况适当调整核查周期。另外在发生以下情况后，也可以按需要实施：设备维护或大修后、软件更改或更新、仪器设备经过运输和搬迁、其他有可能对检定结果产生影响的情况发生后。检定验证应在期间核查之后实施，检定验证方法实施监控时间比较长，可增加检定验证方法监控时间间隔，可每６个月进行一次。
3 结语
采用数据驱动的异常识别方法，通过分析检定结果进行异常识别，无需对流水线进行停运检修，也不需要增加额外的硬件设备，大大降低了异常表位带来的潜在风险，为自动化检定流水线检修工作提供指导，减少了定期检修带来的人力、时间成本。设计了仿真实验，仿真结果表明:当功率因数不变时，电能计量误差随着被测电流幅值的增大而减小;在同一被测电流下，电能计量误差随功率因数的减小而增大。
参考文献:
［1］褚大华．电子式电能表［M］．北京:中国电力出版社，2019．
［2］肖涛．区域计量中心智能生产系统标准化建设［D］．华北电力大学，2018．
［3］张燕，黄金娟，肖涛，等．计量自动化流水线检定系统关键技术［J］．电网技术，2020，35(2):657－661．