CN104880690B - 一种电能表运行的评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电能表运行的评价方法，包括以下步骤：1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场电能表的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立电能表运行评价的数学模型；3)根据建立的电能表运行评价的数学模型，对电能表运行进行评价，获得电能表的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测电能表的运行趋势并进行预警。与现有技术相比，本发明具有科学合理、研究对象具体数目多、涉及面广、体系化、智能化等优点。

Description

一种电能表运行的评价方法
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其是涉及一种电能表运行的评价方法。
背景技术
关口计量是三集五大体系中大营销体系下的重要一环，关口计量装置运行情况的好坏不仅体现管理水平，更关系售购电双方经济效益。为了公平、公正、公开、公信管理装置，维护计量的严肃性，有必要对运行情况进行细化和分类评价，为技术反措提供科学依据。
此次，由上海市电力公司电力科学研究院联合厦门红相公司和技服公司承担的“关口电能计量装置运行评价体系及远程状态监测方案研究”项目，研究关口计量装置在计量方式、计量设备配置、投运条件符合性、电能表运行状况、互感器运行状况、二次回路状况、计量柜状况等方面的评价细则，同时研究制定运行状态等级划分细则，同时配套研究远程监测装置技术方案、远程监测装置验收、安装、运维与反措实施方案，着重解决关键计量运行数据的监测、分析、预警和远程传输手段、系统接入等实际应用问题，创新管理手段，提升管理水平。
目前，电力公司对于现场运行的电能表主要是通过周期检定的方式来判断其运行状态，而周期检定存在工作量大、耗费人力物力大、故障发现不及时、故障后电量追补依据不充分等一系列弊端，因此，建立电能表的运行状态评价方法是当前迫切需要的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种科学合理、研究对象具体数目多、涉及面广、体系化、智能化的电能表运行的评价方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电能表运行的评价方法，包括以下步骤：
1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场电能表的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；
2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立电能表运行评价的数学模型；
3)根据建立的电能表运行评价的数学模型，对电能表运行进行评价，获得电能表的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测电能表的运行趋势并进行预警。
所述的步骤2)中建立电能表运行评价的数学模型具体包括以下步骤：
21)获取电能表运行的初始健康指数HI1；
22)获取电能表运行的综合修正系数fCOM；
23)根据初始健康指数HI1和综合修正系数fCOM建立电能表运行评价的数学模型为：
HI＝max(HI1,HIi)×fCOM
所述的步骤21)中电能表运行的初始健康指数HI1的计算式为：
B＝B0×fAE×fDE
其中，HI0为全新电能表的初始健康指数，HI10为理论老化健康指数，B为实际老化常数，ΔT为电能表运行年限，T2为评估年份，T1为电能表投运日期，T10为电能表出厂日期，B0为理论老化常数，T0为电能表的设计使用寿命，fAE为电能表安装环境系数，fDE为电网运行环境系数。
所述的电能表安装环境系数fAE的计算式为：
其中，fSWD为温湿度系数，fDCGR为电磁场干扰系数，fKLW为颗粒物浓度系数，n为系数大于1的个数，S为步长。
所述的电网运行环境系数fDE的计算式为：
其中，fFHXZ为负荷性质系数，fYXDY为运行电压系数，fPLBD为频率波动系数，fXB为谐波系数，fHZPL为开关合闸频率系数，fFHBH为负荷变化系数，fJDFD为静电放电系数，fLJ为雷击系数，n为系数大于1的个数，S为步长。
所述的综合修正系数fCOM的计算式为：
其中，fKK为可靠性系数，fLSGZ为历史故障记录系数，fF1为电能表按键系数，fF2为表屏背景灯系数，fF3为远程通讯模块系数，fYXBC为运行变差系数，fJLXN为计量性能系数，fWC为误差系数，fQD为电能表潜动系数，fBQD为低负荷下电能表不启动系数，fTZ为电能表停走系数，fYQJ为元器件系数，fCLDY为电能表处理单元系数，fNBRJ为内部软件系数，fBDD为存储单元表底度系数，fCCDL为存储单元存储电量系数，fJDQ为控制单元继电器系数，fKXSC为控制单元控制信号输出系数，fSC为输出系数，fDCGZ为液晶屏显示电池故障系数，fBID为报警灯系数，fTXGZ为通信故障系数，fHEIP为显示黑屏系数，fHUAP为显示花屏系数，fLM为显示乱码系数，fCHXX为显示彩虹现象系数，fCXTW为显示断续显示残像和拖尾系数，fLY为显示漏液系数，fLED为指示灯显示系数，fWG为外观系数，fBK为表壳系数，fAJ为按键系数，fMP为铭牌系数，fFY为封印系数，fJXDZ为接线端子系数，fYJ为液晶系数，fQTGZ为其他故障系数，fSJC为时间差系数，fSDZH为时段转换系数，fRNZH为闰年转换系数，fSB为烧表系数，fDC为电池系数，n为系数大于1的个数，S为步长。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、科学合理：本发明有利于建立一套基于关口电能计量装置的运行评价体系，实现了对电能表的运行状况进行科学合理地评价，并建立缺陷管理理念，提高电力部分防范风险的能力。
二、研究对象具体数目多、涉及面广：本发明的研究对象为电能表运行状况、依托现场电能计量装置远程状态监测装置，并结合现场电能表的实际投运信息、周期检定信息等，得到较为全面的评价权项，其覆盖范围包含库存和投运中的电能表。
三、体系化、智能化：通过对电能表状态等级划分细则的制定，可以建立各类异常报警及预警机制，依此判断当前电能表的运行状况是否属于报警范围及是否需要预警，实现了计量装置管理的体系化、智能化。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1所示，一种电能表运行的评价方法，包括以下步骤：
1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场电能表的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；
2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立电能表运行评价的数学模型，具体包括以下步骤：
21)获取电能表运行的初始健康指数HI1，电能表初始健康指数HI1的计算按如下步骤进行：
(1)常规性设置
对健康指数的一些节点数值进行设置，包括新设备的初始健康指数、理论老化健康指数、寿命终点健康指数、健康指数下限、当前年健康指数上限以及未来年健康指数上限，见表1；
表1常规性设置
(2)厂家与型号参数设置
对各厂家和型号对应的出厂日期、投运日期、准确度等级、轮换周期、检定周期、首次检定日期、最近一次检定日期、设计使用寿命、可靠性等级进行填写，见表2；
出厂日期：设备的出厂日期。
投运日期：设备投入运行的日期。
准确度等级：各厂家及型号对应的准确度等级。
轮换周期：电能表运行一段时间以后换下来重新校正，或者弃用的时间。
检定周期：各厂家及型号对应的检定周期或者规程规定的检定周期。
首次检定日期：第一次检定的时间。
最近一次检定日期：最近一次检定的时间。
设计使用寿命：据厂家提供的设计使用寿命填写。若与大量的实际运行经验不符，按实际的平均运行使用寿命填写。
可靠性等级：是否存在家族性缺陷、出现故障情况等方面考虑，划分为4级，等级越高可靠性越低。
表2电能表厂家与型号设置表
(3)安装环境
根据安装环境，如温湿度、腐蚀情况等进行等级划分，等级越高环境越差，见表3。
表3安装环境系数
根据表3得到各个子项目的系数值，进行综合计算得到安装环境系数，电能表安装环境系数fAE的计算式为：
其中，fSWD为温湿度系数，fDCGR为电磁场干扰系数，fKLW为颗粒物浓度系数，n为系数大于1的个数，S为步长。
注：
等级1——状况好；
等级2——状况正常，与规程规定相符；
等级3——状况较差，低于规程规定；
等级4——状况很差，远低于规程规定。
(4)电网运行环境
根据负荷性质、负荷变化、运行电压、频率波动等情况进行等级划分，等级越高环境越差，见表4。
表4电网运行环境系数
根据表4得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到电网运行环境系数，电网运行环境系数fDE的计算式为：
其中，fFHXZ为负荷性质系数，fYXDY为运行电压系数，fPLBD为频率波动系数，fXB为谐波系数，fHZPL为开关合闸频率系数，fFHBH为负荷变化系数，fJDFD为静电放电系数，fLJ为雷击系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
注：等级划分与安装环境相同。
(5)预期使用寿命
由于设备生产厂家的规模、生产技术及工艺都可能对所生产设备的质量和寿命造成一定的影响，即使在同一时间、同一企业生产的不同批次的产品都可能存在质量上的差异，故其对应的设计使用寿命不同，另外，设备所处的运行环境也会对其寿命产生影响，因此，根据设备的厂家及型号设定的设计使用寿命还需利用安装环境以及电网运行环境进行修正，得到其预期使用寿命TEXP，公式如下：
其中，T0为电能表的设计使用寿命。
(6)老化常数
理论老化常数，用B0表示：
设备老化还受到设备运行环境的影响，因此实际老化常数如下：
B＝B0×fAE×fDE
综上，电能表运行的初始健康指数HI1的计算式为：
其中，HI0为全新电能表的初始健康指数，HI10为理论老化健康指数，B为实际老化常数，ΔT为电能表运行年限，T2为评估年份，T1为电能表投运日期，T10为电能表出厂日期，B0为理论老化常数，T0为电能表的设计使用寿命，fAE为电能表安装环境系数，fDE为电网运行环境系数；
电能表运行的初始健康指数HI1取值范围为[0，10]。
22)获取电能表运行的综合修正系数fCOM，包括：
(1)可靠性系数fKK
根据厂家与型号参数设置表2可得到可靠性等级，其对应的系数如下表5。
表5可靠性系数
(2)历史故障记录系数fLSGZ
历史故障记录系数包括电能表按键系数、表屏背景灯系数以及远程通讯模块系数，见表6。
表6历史故障记录系数
根据表6得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到历史故障记录系数，公式如下：
其中，fF1为电能表按键系数，fF2为表屏背景灯系数，fF3为远程通讯模块系数，n为系数大于1的个数，S为步长。
(3)运行变差系数fLSGZ，见表7：
表7运行变差系数
(4)计量性能系数fJLXN
计量性能系数包括误差系数、电能表潜动系数、低负荷下电能表不启动系数、电能表停走系数，见表8。
表8计量性能系数
根据表8得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到计量性能系数，公式如下：
其中，fWC为误差系数，fQD为电能表潜动系数，fBQD为低负荷下电能表不启动系数，fTZ为电能表停走系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
(5)元器件系数fYQJ
元器件系数包括电能表处理单元系数、内部软件系数、表底度系数、电能表停走系数、存储电量系数、继电器系数以及控制信号输出系数，见表9。
表9元器件系数
根据表9得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到元器件系数，公式如下：
其中，fCLDY为电能表处理单元系数，fNBRJ为内部软件系数，fBDD为存储单元表底度系数，fCCDL为存储单元存储电量系数，fJDQ为控制单元继电器系数，fKXSC为控制单元控制信号输出系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
(6)输出系数fSC
输出系数包括液晶屏显示电池故障系数、报警灯系数、通信故障系数、黑屏系数、花屏系数、乱码系数、彩虹现象系数、断续显示残像和拖尾系数、漏液系数以及指示灯显示系数，见表10。
表10输出系数
根据表10得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到输出系数，公式如下：
其中，fDCGZ为液晶屏显示电池故障系数，fBID为报警灯系数，fTXGZ为通信故障系数，fHEIP为显示黑屏系数，fHUAP为显示花屏系数，fLM为显示乱码系数，fCHXX为显示彩虹现象系数，fCXTW为显示断续显示残像和拖尾系数，fLY为显示漏液系数，fLED为指示灯显示系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
(7)外观系数fWG
外观系数包括表壳系数、按键系数、铭牌系数、封印系数、接线端子系数以及液晶系数，见表11。
表11外观系数
根据表11得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到外观系数，公式如下：
其中，fBK为表壳系数，fAJ为按键系数，fMP为铭牌系数，fFY为封印系数，fJXDZ为接线端子系数，fYJ为液晶系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
(8)其他故障系数fQTGZ
其他故障系数包括时间差系数、时段转换系数、闰年转换系数、烧表系数、以及电池系数，见表12。
表12其他故障系数
根据表12得到各个子项目的系数值，而后进行综合计算得到其他故障系数，
公式如下：
其中，fSJC为时间差系数，fSDZH为时段转换系数，fRNZH为闰年转换系数，fSB为烧表系数，fDC为电池系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
综上，综合修正系数fCOM的计算式为：
其中，fKK为可靠性系数，fLSGZ为历史故障记录系数，fYXBC为运行变差系数，fJLXN为计量性能系数，fYQJ为元器件系数，fSC为输出系数，fWG为外观系数，fQTGZ为其他故障系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
23)根据初始健康指数HI1和综合修正系数fCOM建立电能表运行评价的数学模型为：
HI＝max(HI1,HIi)×fCOM
3)根据建立的电能表运行评价的数学模型，对电能表运行进行评价，获得电能表的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测电能表的运行趋势并进行预警。

Claims (1)

1.一种电能表运行的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过远程计量装置在线监测系统采集现场电能表的原始数据，并将原始数据上传至上位PC机的数据服务器内；
2)上位PC机对原始数据进行分类，并根据分类后的原始数据，建立电能表运行评价的数学模型，步骤2)中建立电能表运行评价的数学模型具体包括以下步骤：
21)获取电能表运行的初始健康指数HI1，电能表运行的初始健康指数HI1的计算式为：
<mrow> <msub> <mi>HI</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>HI</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>,</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>10</mn> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>HI</mi> <mn>10</mn> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <msub> <mi>HI</mi> <mn>10</mn> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>B</mi> <msub> <mo>&amp;times;</mo> <mi>&amp;Delta;</mi> </msub> <mi>T</mi> </mrow> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
B＝B0×fAE×fDE
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其中，HI0为全新电能表的初始健康指数，HI10为理论老化健康指数，B为实际老化常数，ΔT为电能表运行年限，T2为评估年份，T1为电能表投运日期，T10为电能表出厂日期，B0为理论老化常数，T0为电能表的设计使用寿命，fAE为电能表安装环境系数，fDE为电网运行环境系数；
电能表安装环境系数fAE的计算式为：
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其中，fSWD为温湿度系数，fDCGR为电磁场干扰系数，fKLW为颗粒物浓度系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
电网运行环境系数fDE的计算式为：
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其中，fFHXZ为负荷性质系数，fYXDY为运行电压系数，fPLBD为频率波动系数，fXB为谐波系数，fHZPL为开关合闸频率系数，fFHBH为负荷变化系数，fJDFD为静电放电系数，fLJ为雷击系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
22)获取电能表运行的综合修正系数fCOM，综合修正系数fCOM的计算式为：
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其中，fKK为可靠性系数，fLSGZ为历史故障记录系数，fF1为电能表按键系数，fF2为表屏背景灯系数，fF3为远程通讯模块系数，fYXBC为运行变差系数，fJLXN为计量性能系数，fWC为误差系数，fQD为电能表潜动系数，fBQD为低负荷下电能表不启动系数，fTZ为电能表停走系数，fYQJ为元器件系数，fCLDY为电能表处理单元系数，fNBRJ为内部软件系数，fBDD为存储单元表底度系数，fCCDL为存储单元存储电量系数，fJDQ为控制单元继电器系数，fKXSC为控制单元控制信号输出系数，fSC为输出系数，fDCGZ为液晶屏显示电池故障系数，fBID为报警灯系数，fTXGZ为通信故障系数，fHEIP为显示黑屏系数，fHUAP为显示花屏系数，fLM为显示乱码系数，fCHXX为显示彩虹现象系数，fCXTW为显示断续显示残像和拖尾系数，fLY为显示漏液系数，fLED为指示灯显示系数，fWG为外观系数，fBK为表壳系数，fAJ为按键系数，fMP为铭牌系数，fFY为封印系数，fJXDZ为接线端子系数，fYJ为液晶系数，fQTGZ为其他故障系数，fSJC为时间差系数，fSDZH为时段转换系数，fRNZH为闰年转换系数，fSB为烧表系数，fDC为电池系数，n为系数大于1的个数，S为步长；
23)根据初始健康指数HI1和综合修正系数fCOM建立电能表运行评价的数学模型为：
HI＝max(HI1,HIi)×fCOM
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3)根据建立的电能表运行评价的数学模型，对电能表运行进行评价，获得电能表的最终健康指数HI，根据最终健康指数HI预测电能表的运行趋势并进行预警。
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