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多维度高可靠性电力计量关键技术研究及应用

2017-11-16

智能电能表、采集终端等电力计量终端是智能电网、智慧城市的重要基础设施,是电网与用户交互的窗口,其可靠性水平是构建能源互联网的质量基础。为提升我国计量终端质量和整体技术水平,国网计量中心徐英辉团队在国家973科技计划项目“先进发电技术与高效电网中的若干基础科学问题研究”(编号:2012CB724408)的支持下,开展了“多维度高可靠性电力计量关键技术研究及应用”研究,针对电力计量终端现场常见故障,从选型预计、试验检测、运行评价等多个维度开展可靠性研究。

1.提高用电信息采集系统数据传输可靠性。从采集终端、安全认证、时钟同步、通信性能、通信协议等方面深入研究,基于现行技术标准和现场运维情况研究设计模组化用电信息采集终端、用电信息采集系统专用信道数据传输及加密技术方案、精确网络时钟同步系统、用电信息采集设备数据传输性能分析系统和新型采集设备检测装置。这些设备、方案和系统将从目前现场较为薄弱的终端配置方案、安全方案、对时方案、检测方案和通信协议设计等方面提高用电信息采集系统数据传输可靠性,为用电信息采集系统建设提供技术支撑。

2.降低智能电能表软件批量隐患。开发了软件备案比对系统、智能电能表软件可靠性检测系统、嵌入式软件可靠性评价系统、智能电能表软件测试及评价云服务系统,保证了智能电能表的测试及运行的可靠性,使得智能电网系统的数据采集更加安全、可靠,进一步提升了智能电网的安全防护能力。

3.实现运行状况实时监测的快速处理。研究各类重要事件判断的生成规则,建立异常分析指标集,形成计量装置故障诊断的闭环管理,不断提高分析诊断的准确率。利用 GIS 展现实现运行设备在线定位,结合 SG186 营销系统、移动终端为异常派工、现场检查和消缺提供无缝流程衔接。结合现场防窃电装置,将计量异常信息和窃电预警信息进行综合分析,有效提高反窃电分析的准确性。提出计量装置和采集设备针对异常信息的采集、判断和上报的检测技术,以提高现场计量装置和采集设备异常事件判断的可靠性和准确性。

4.提升现场运行电力计量终端的可靠性水平。研制了基于退化轨迹模型的多应力可靠性加速试验装置,大幅度压缩了可靠性试验样本数量和空间,实现了电力计量终端可靠性检测时效比最优,可靠性试验效率提升 30%。解决了可靠性测试结果无法产生有效的轮换周期策略、可靠性试验与实际故障现象脱离等问题,实现电能表周期轮换科学化、定制化。应用此成果后,北京市运行的电能表故障情况,在运行电能表数量增加2.5倍的情况下,故障率下降了80%。

5.实现电力计量关键技术高可靠性转型升级。实现电力计量终端可靠性体系分别向上下游延伸至元器件级和成套系统级,多个环节建立质量信息共享的故障数据库,针对计量终端每个寿命环节的特征,将元器件、硬件、软件、通信信道四个方面的可靠性信息有机融合,建立了一个跨供需双方、覆盖产品全寿命、循环动态优化的可靠性保障体系。项目统一规范了295种检测方法,形成了18项标准,有效提升了我国电力计量终端的可靠性水平,提高了计量终端在国际市场的竞争力,推动电力计量产业链的良性竞争发展。

团队简介

国网计量中心,是国家电网公司最高计量技术机构,是IEC/TC42高电压试验技术中国秘书处、全国高电压试验技术分标委会、电力行业电测量标委会、电力行业供用电标委会、国家计量认证电力评审组办公室的挂靠单位。先后承担国家863、973和重点研发计划项目4项,省部级和公司科技项目73项,共获省部级科技进步奖120余项。拥有国家电能表型式评价国家计量授权和“用电信息采集及应用技术”公司重点实验室,获批国家强制CCC认证产品(配电板)的签约实验室。