电能表现场校验与管理智能系统

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电能表现场校验与管理智能系统

随着电力事业的发展,用电单位越来越多,对现场运行的电能表进行及时、准确的校验是保证电力安全、电能计量准确的必要手段。在过去,校表人员先安排当天的校表任务,接着,带着校验仪去校表现场把校验结果记录到本子上,然后将校验结果输入到计算机中。这样做不仅使得校表人员疲于安排各种计划、记录各种数据、统计各类报表,而且随时都有可能发生错误。
  
基于以上原因,设计了一种电能表现场校验与管理智能系统。该方案基于PDA(Personal Digital Assistant,掌上电脑)和GPRS(General Packet Radio Service)技术,使用PDA暂存数据、通过GPRS网络无线传输,在校表现场和主站服务器之间建立一条数据通讯链路,从而实现了现场电力校表的无纸化、自动化和智能化。同时,系统包含一个强大的管理软件来管理校表数据信息,以达到校表工作的合理化、系统化。

1 系统构成及工作流程
  
系统主要由3部分组成:主站管理软件模块、主站数据库模块和PDA现场校表模块,系统构架如图1所示。

                     
  
整个校表的工作流程可以分为:
  
•计划制定。主站软件生成计划,经过计量专职的审核后生效。
  
•工作派工。由各外交班班长将计划分配到每个组。
  
•任务下载。校表人员将要执行的校表任务下载到PDA中。
  
•现场校表。校表人员带着PDA和校验仪来到校表现场进行校表工作,如果现场出现异常,则通过PDA的无线通信功能连接主站的专家诊断系统,处理各种接线错误。
  
•上传校验结果。校表完成后,校表人员可以通过无线方式或串口通信方式上传校验结果到主站。
  
•统计各种报表。

2 系统实现
  
2.1主站管理软件模块的设计
  
主站管理软件模块采用具有高安全性和稳定性的C/S(Client/Server)模式,读写主站数据库,实现电表等信息的管理、校表工作的安排、对校表数据的处理、现场接线错误的诊断、各类报表的统计等功能。主站管理软件的开发使用了Borland公司的delphi 6开发工具,它具有可视化开发环境(IDE)、编译器速度快、强大的数据库支持功能、灵活的VCL组件、跨平台开发等特点,备受应用程序开发者的青睐[2]。各个功能模块如图2所示。

               
  
通信模块。在主站和PDA的通信中使用GPRS前置机的数据转发功能,实现无线通讯,大大减少外网对主站服务器的攻击。同时,提供了和营销系统、专家诊断系统的接口。
  
系统管理。可以在系统中设置部门及各部门下的工作人员,根据人员的级别分配相应的菜单权限。
  
档案管理。操作人员可以对部门、电表、变电所、用户、区域等信息进行管理,同时提供操作日志查询。
  
任务管理。它包括计划任务的生成、校表任务的下载、校表结果的上传。
  
报表管理。针对计量所的实际需要,提供了各类报表和直观的统计图。
  
2.2 主站数据库设计
  
主站服务器安装Oracle 8i数据库。Oracle数据库具有安全性强、兼容性好、高可用性、高生产率、多线程处理能力等特点,是世界上使用最广泛的关系数据系统之一[3]。数据库在整个系统中属于底层共享的数据资源支持层,对上层应用提供了基础数据的存储、管理、查询等功能的支持。数据库包括客户表、变电所表、线路表、电表表、测量点表、任务表、计划表、校验结果表等,简要表结构设计如图3所示。

              
  
2.3 PDA校表模块的软硬件设计

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PDA校表模块包括校验仪和带GPRS上网卡的PDA。其中校验仪用于对电表进行校验检测,PDA用于保存校验仪数据及和主站的数据通讯。
  
PDA校表软件参照标准[4]及实际校验流程设计。软件模块提供界面手工输入直观检查信息,比如电表外壳是否完好、电流量程是否正常、是否失流、是否失压、是否超载等信息;通过串口转红外通讯方式接收电表数据;通过串口接收校验仪(PWS)的数据,如果是带红外的PWS,则可以通过前面的红外端口接收PWS数据。
  
PDA软件提供两种方式实现与主站的数据通讯:
  
•GPRS通讯方式。PDA在检表现场与主站的服务器进行无线通讯,实时查询获取信息及上传结果,如果接线有异常的话,通过主站进行实时诊断和处理;
  
•串口通讯方式。用串口线连接PDA和主站客户端,通过客户端连接服务器数据库取得工作内容,上传校验信息等。
  
在PDA上还建立了一个小型的数据库,用于存放校表员信息、电表信息、校表任务信息等数据。PDA端软件在EVC 3.0环境中开发,模块构成如图4所示。

                   
3 系统功能及特点
  
与传统的电能表现场校验相比,该系统具有以下功能特点:
  
•校表自动化。采集的数据通过串口或红外通讯方式自动输入到PDA,并且存储在PDA中,再上传到主站数据库,实现了无纸化、自动化作业。
  
•校表智能化。系统提供的错误接线专家诊断模块能通过GPRS无线网络,辅助校表人员进行接线错误判断,提高工作效率。
  
•任务安排合理化。通过生成年计划算法,结合考虑用户类型、去年计划完成情况、用户区域等信息,可以将校表地点、时间相近的用户或变电所安排在同一天校表,避免了校表人员劳于奔波。
  
•管理的规范化。操作员具有不同的管理权限,方便了不同岗位的计量所人员工作,同时,也确保系统和数据的安全性、准确性。
  
•处理信息化。所有校表结果最后汇总到各种报表,如电能表运行点校验报表、关口电能表运行点校验报表、电能表运行点非优校验报表、关口电能表运行点非优校验报表、重要电能表运行点二率报表、校验结果统计、校验结果分析等。而且,所有这些统计报表都有相应的统计图,直观方便的把各种信息呈现在操作员面前。
  
•网络安全性强。系统采用了防火墙技术、VPN技术,可以将那些尝试对主站服务器的攻击拒之门外,保障了系统的安全。
  
•实时性强。GPRS网络具有接入时间短、传输速率高、资源利用率高等特点[5],满足了该系统要求的实时、快速、稳定的要求。

4 结语
  
结合PDA和GPRS技术的电能表现场校验与管理智能系统,系统维护方便、操作简单、易于扩展,和传统校表方法相比,实现了电力校表无纸化工作和智能化管理,简化校表工作,规范计量单位对信息数据的维护,减少了纠纷和事故发生率。该系统已经在浙江某城市投入使用,获得了关注和好评,相信在未来的应用中,必将带来更大的经济效益和社会效益。 

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