何亮
国网临汾供电公司计量中心?山西省临汾市 041000
摘要：随着社会的发展和整体技术的提高。为了解决传统方法中未考虑多参量指标对电能质量的影响、电能质量计量结果准确度较低等问题，提出基于射频识别技术的电能质量计量评估模型。利用射频识别技术采集电能质量EPC码，获取电能质量计量评估数据，并以电流总谐波畸变率、三相不平衡和频率偏差等为计量评估指标进行权重计算，获取各项指标综合权重值;引入雷达图分析方法，比较电能质量的多变量，定义综合性的评估函数，反映电能质量情况，实现电能质量综合性评估。
关键词：射频识别技术；电能计量资产管理；应用
引言
射频识别(ＲFID)是一种非接触式的自动识别技术。它通过无线射频信号自动识别电子标签，并获取标签及其标识物品的相关信息，以实现主机管控系统对标签标识物品状态的储存、管理和控制。射频识别作为物联网技术在自动识别上的主要技术方案发起于物流仓储行业，因其具有高效、可靠和稳定的特点，得以随着物联网技术的发展而被广泛利用，同时电子标签也依据各行业的实际应用需求，发展出各种各样的类型。
1射频识别系统工作原理
射频识别系统主要由3部分构成，分别是电子标签、读写器和数据交换、管理系统。将电子标签装设在计量设备上后，与读写器相接近时，读写器将保持一定频率的载波信号有效发出，并与电子标签有效开展数据交互，对电子标签蕴含的信息内容进行读取，并实施相应的修改，据此完成高效良好的安全校验。读写器将与标签对应的计量器具涉及的信息上传至主站控制系统，并逐层进行处理，确保顶层管控系统实现与标签的信息互联，从而实时监测计量器具呈现出的真实状态，并实现精准定位。以射频识别技术为基础构建的计量生产管控系统，以电子标签作为数据载体，其信息存储和信号响应相关机制均呈现出较强的高效性，能有效接收来自于读写器的电磁场调制信号，并迅速实现对响应的返回。国网标准Q/GDW1893—2013做出如下明确规定：依据适用范围，可将电子标签分为一类电子标签、二类电子标签和三类电子标签。本文采用一类电子标签开展研究。一类电子标签设计采用了920~925MHz的超高频无源模式，该模式具备的电气性能符合ISO/IEC18000-6C空中接口规定的具体要求，其读写认证模式不仅具备光学条码识读，还具有射频识别，能为计量资产提供有效服务，促进其实现良好的信息化管理。
2射频识别技术在电能计量资产管理中的应用
2.1计量用电子标签测试系统搭建
为了测试不同设计形式的计量用电子标签在现场环境的工作效果，项目依据实际应用场景，设计了一套计量用电子标签性能测试系统。系统由射频门、ＲFID读写设备、滚轮传送带、智能电表周转箱以及配套控制软件构成。其中，射频门采用密闭式结构，被测试品进入射频门腔体内部后，由两侧气动闸门封闭腔体与外界环境，形成一个屏蔽外界的电磁环境，以防止复杂电磁干扰，在保证作业安全的同时，提高识别效率。由于全国范围内使用的智能电表结构形式多样，且内部结构及功能模块对电子标签的工作环境影响复杂。本项目测试采用电磁干扰环境最为复杂且带有载波模块的智能电表作为被测试品，并将其以12块为单位放入智能电表周转箱内在流水线上流转。
2.2电力公司计量器具管理流程
根据国网公司管理要求，各网省公司结合自己的计量管理实际都作了大量细致的改进工作。
对于北京电力电能计量中心，目前每年大约有50万的检定工作（以后还会增加），为了达到器具的全生命信息管理为每具器具设置了“待到货-到货-库存待检-工区待检-??-报废鉴定-报废”等30多个状态，这些状态间的改变必须经过特定的操作，即对每具器具的任何一次状态改变都需要至少对器具进行一次识读确认。这对于50万器具的出入库、交接等都是必须的，同时也是相当麻烦的，如果是用手工录入或是逐一扫描方式都是不实用的。这要求我们找到一种能够快速、准确识读批次设备的方式。就是射频技术。2.3用于计量的电子标签与智能电表的匹配性研究全国有大量的智能电表经销商，不同经销商售出的智能电表在结构尺寸、电路模块等具体设计上存在的差异较大。即使同一厂商生产的型号不同的智能电表产品也存在较大差异。智能电表相应的内部电路具有多层结构，为保障信号的准确性，会将铜在电路板表层形成大面积覆盖。不同结构存在的差异，对智能电表产生不同程度的影响，进而扰乱其电磁场分布。在智能电表上粘贴的电子标签，其主要用途是计量，不是普通标签，且呈现出不抗金属的特点，对粘贴位置附近分布的金属器件和表体结构存在的变化较为敏感，需研究类型相同的智能电表粘贴电子标签的具体位置，再确定最佳位置，对标签进行粘贴，据此保障读写成功率。在电波暗室开展试验，避免环境磁场影响标签性能。对电子标签粘贴位置不同的智能电表分别测试其最小识别、读取和写入功率。在测试过程中，分别将类型相同的电子标签粘贴在智能电表的表头、表尾、左侧面和铭牌上。在智能电表的侧面，一般对IC卡插口进行设置，因而无法在右侧面对标签进行粘贴。在测试时，不应考虑附近环境相关因素对电磁产生的影响，不应考虑标签存在的性能差异，不应考虑信号缆线以及相关设备原因造成能量出现衰减。主控平台为计算机，对射频识别读写器相应的收发信号进行控制，并对功率计示数和频率分析仪进行监测。依托定向耦合器对射频识别读写器、步进衰减器和频率分析仪进行连接，对输出信号进行实时监测，并对其各项状态参数进行获取。
2.4计量用电子标签批量识读性能
在得到智能电表各测试位置的识读性能之后，需要在保证识读的情况下测试不同粘贴位置处电子标签的批量识读能力，以保证现场读写的可靠性和稳定性。测试由计量用电子标签测试系统完成，批量识读以周转箱为单位，每个周转箱可容纳12块单相费控智能电表。测试分为标签性能测试和不同位置识读能力测试两部分，以比较同一类型标签在智能电表不同粘贴位置的批量识读能力和不同标签在智能电表同一粘贴位置的批量识读能力差异。测试假设同一类型智能电表和电子标签个体之间不存在差异，且忽略环境中电磁干扰对标签批量识读的影响。
结语
电能不仅仅是一种能源，还是一种特殊商品在市场竞争中有着很高的竞争地位，电能质量的高效保障与优质优价是其关键竞争力。完善及构建科学的电能质量计量评估模型式供电两方的基础保障，也是高品质电能提供的重要方式。针对当前相关成果存在的问题，提出基于射频识别技术的电能质量计量评估模型。利用射频识别技术获取电能相关数值，提出具有代表性的评估指标，并赋予指标权重，利用雷达图方法实现电能质量评估。性得到保证，表示所建模型是一种可应用至实际的电力系统中。在上述电能质量评估过程中，对电压质量方面分析较多，电流方面考量的比较少，在实际应用中，电压质量涉及到的更多一些，但下一步研究应该将电流更好地结合在电能质量评估中，以拓展评估性能，完善评估模型，进一步提高评估精度。
参考文献
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