亢临芳
国网临汾供电公司计量中心?山西省临汾市 041000
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，智能电能电表还可实时监控电网的运行状态，对维护电网安全有重要意义。然而据权威机构的统计，每年电网中发生故障、拆回维修的智能电能表却高达数百万只。因此，如何提高智能电能表可靠性成为目前的研究重点。与电子式电能表相比，智能电能表功能更多，结构也更为复杂，其可靠性不仅涉及硬件性能，也与软件密切相关。所以，智能电能表的故障原因多种多样，且故障发生时，排查工作也更为复杂。
关键词：人工智能；电能表；运行误差；数据拟合
引言
以提升电能表运行误差计算准确率为目的，提出基于人工智能的电能表运行误差监测数据拟合方法。首先对总电能表与分电能表用电量进行分析，得到电能表运行误差，将误差输入至神经网络实行在线学习，拟合电能表计量值，然后采用萤火虫算法优化神经网络参数，以提高电能表运行误差监测数据动态拟合效果，最后实验结果表明，在不同电网负载以及不同磁波干扰下，该文方法可以高精度拟合电能表运行误差，具有一定的实际应用价值。
1智能电能表功能
对于智能电能表的应用，必须要保证其各项功能完善，可以就以下几个方面进行分析：一是信息自动采集，包括四象限无功功能、功率因数、分项电流以及分项电压等。二是随时下载更新最新的费率以及电价。三是用户负荷的有效控制。四是准确校准电能表内部时钟。五是可有效记录各项故障事件，如失压、断相、电能表清零、掉电以及编程等。六是针对用户需求进行分时计价与阶梯计价。七是根据约定时间完成对电流、电压、有功功率、无功功率、有功总电能以及无功总电能等信息进行详细记录。八是及时向用户发出用电异常的提醒信息，加强用电管理。九是较强的保密性，可以有效保障用户信息安全。
2基于人工智能的电能表运行误差监测数据拟合方法
2.1智能电能表软件测试技术
智能电能表具有强大的功能，离不开其中丰富可靠的功能软件。智能电能表的固有可靠性中，就包含有其中软件的可靠性。现有的关于智能电能表软件可靠性的分析研究，主要是基于软件测试技术开展的，即，就是通过人工检查或采用自动测试的方法，对智能电能表中的程序源代码、软件整体架构、接口设计、数据流等方面的性能进行测试和审查，排除因程序设计不当造成的各种软件故障，以此提高智能电能表的固有可靠性。然而，目前国内外并没有统一的智能电能表软件测试标准，国外虽出台了相关检测指南，但局限于文档审查和源代码检查，其可信度及可靠性都不够高。软件检测技术，一般分为静态技术和动态技术。静态技术是指对文档、源代码等进行审查，其效率低，人工成本高，且只能发现比较简单的问题，可靠性不高。而动态测试，包括有白盒测试、黑盒测试以及灰盒测试等3种方法，具体通过设计适当实验，检测软件系统中的数据流、控制流，或者检查是否能正常完成所设计的功能。动态测试的自动化程度高，人工成本低，能更好地体现软件自身的功能属性，可靠性更高。目前关于智能电能表软件测试的研究，也主要是围绕动态测试技术展开的。
2.2采集系统设计
面向数据监控，物联网市场开发，在高密度部署和成本间取得黄金平衡，是工业控制器设备的联网和远程控制需求的优选方案。
为解决电能表质量数据采集问题，本文设计了相应采集系统，系统中功能主要包括：数据采集、数据流转、数据处理、数据上云、应用程序的云端下发和边缘部署功能，确保全过程质量数据采集装置采集、验证、清洗、分析质量数据的可信、安全、实时。在实际应用中，智能电能表质量数据按照数据来源，可以分为研发设计、物料采购、生产制造、出厂供货四类。采集器会将这些数据信息传送到各种类型的通信网络中，其中有ＳＭＳ无线网、ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ无线网和光纤网，无线传输网一般是公用的，而光纤网则是要自己专门创建。数据信息通过转换，经过路由器和防火墙之后，通过各种网络类型的前置机到达了光端机，经过交换机到达服务端平台。
2.3基于用户需求功能改善
加入用户在用电过程中供电负荷产生了较大的变化，便需要对相应的电能表功能进行改进，提升电能表TV、TA的精度级别，确保计量的准确性。RA装置转换过程中，宜选择大装置来缩短二次导线长度，消除二次降压产生的影响。假如所应用的电能表具有比较长的使用年限，为保证电能表性能稳定，电力企业应注意定期进行更换，尤其是在使用过程中要做好排查工作，仔细全面的检查接线与表箱是否存在问题。同时，要注意改进电能表的抗干扰能力，例如通过设置稳压器或者电源调节设备来消除电网运行中存在的干扰。
2.4电能计量装置在线监测应用的加强
电能计量装置应用在在线检测系统中，会进一步增强电能计量装置的应用能力，具体体现在两个方面：第一，根据供电网络运行需求，及时调整电能计量装置。供电企业在检测电能使用情况时，为提升检测质量，减少误差，需要设定电能计量装置调整计划，在计划中明确调整标准，完成调整后进行验收，保证电能计量装置的计量精度满足在线检测要求。此外在调整中，可以更换原有的电能计量装置，使用S级电能表和S级互感器，建立测量能力更高的电能计量体系，如果供电网络运行时产生的负荷超过承受范围，S级互感器在发出预警信息的同时，S级电能表降低供电网络产生的点流量；第二，有效解决计量点存在的问题。在计量点经常会出现计量误差问题，减少计量误差、提升计量精度，在供电网络中配置电能计量装置时，一方面应根据用户的使用需求，深入检测电能计量装置的性能，避免出现性能不匹配情况，另一方面使检测变比适应实际使用要求。
2.5智能电能表质量数据
针对上述技术存在的不足，本研究设计出一种新型的电能表质量数据采集服务端云平台，采集装置服务端是为了采集生产企业的生产数据，向可信采集平台上传生产企业的数据的可配置化节点应用，整个采集服务器端平台主要由边缘计算业务系统和云端质量监控系统组成。在边缘计算技术基础上构建业务系统，以便于更加契合与采集终端的关联性，提高对智能电能表质量数据处理的效率。在云端质量监控系统中通过智能运维实现对智能电能表的质量监控，采用ＳＶＧ和Ａｊａｘ技术进行数据处理。在实际应用中，智能电能表质量控制主要包括研发设计、物料采购、生产制造、出厂供货等四大环节，分析研究各环节的关键质控点，提取出各环节质量基础能力要素的主要关注点，这些质量基础能力特性指标与各环节质控点密切相关，具有明显的阶段性特征，可以体现各环节质量基础能力的能力，保障各环节质量水平。
结语
智能电能表的应用越来越广泛，是智能电网建设的重要仪器，对供电双方利益均有着较大的影响，因此必须要保证其稳定可靠运行。良好的电能表运行误差计算性能和拟合性能，可根据误差拟合结果的正、负走向判断电能表的运行状态，保证电能表的运行安全。
参考文献：
[1]唐文虎，牛哲文，赵柏宁，等.数据驱动的人工智能技术在电力设备状态分析中的研究与应用[J].高电压技术，2020，46（9）：2985-2999.
[2]郑睿程，顾洁，金之俭，等.数据驱动与测误差驱动融合的短期负荷预测输入变量选择方法研究[J].中国电机工程学报，2020，40（2）：487-499.
[3]张蓬鹤，张保亮，陈思禹.基于分层抽样的运行智能电能表剩余寿命预测方法研究[J].电测与仪表，2019，56（5）：148-152.