刘浩宇 许迪 翟术然 卢静雅 乔亚男

摘 要：电能表的计量准确性关系到千家万户的实际利益，同时也直接影响电网企业的营业收入。为了对运行电能表的计量准确性进行全量监测，现阶段只能通过人工地毯式巡查或抽检方式，不仅工作量大，针对性不强，更无法实时反映现场运行误差情况。文章通过研究远程误差诊断模型，用数学方法设计并实现了智能电能表运行误差算法，并进行了初步应用以及商业规划，从而说明了电能表远程误差计算的重要意义和商业价值。

关键词：远程误差诊断；RDIM模型；电能表超差；广义流量守恒

中图分类号：TM933.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0046-02

Abstract： The measurement accuracy of watt-hour meter is related to the actual interests of millions of households， but also directly affect the operating income of power grid enterprises. In order to monitor the measurement accuracy of the meter， we can only use manual carpet inspection or random inspection at this stage， not only the workload is heavy， the pertinence is not strong and can not reflect the field operation error in real time. Through studying the remote error diagnosis model， this paper designs and realizes the operation error algorithm of intelligent watt-hour meter by mathematical method， and carries on the preliminary application and the commercial plan. Therefore， the importance and commercial value of remote error calculation of watt-hour meter are explained.

Keywords： remote error diagnosis； RDIM model； overerror of watt-hour meter； generalized flow conservation

引言

2017年舒印彪董事长赴澳大利亚调研指出要深化智能电表非计量功能，利用智能电表数据加强配网运行监测和精准运维的重要方向和内容。但目前在配网运维和智能表应用上仍存在智能电能表作为连接供电公司和用户的桥梁，其准确度是保障双方权益的标准。问题电能表和异常用电等情况的出现打破了平衡，而对现场电能表逐具进行校验、用电隐患排查又因为表计数量庞大难以实现。随着电力公司用电信息采集系统的全面覆盖，积累了海量的用户档案和用户电量数据，结合当前的大数据分析技术，深度挖掘相关数据，使得对电能表运行误差的在线分析变成可能。

1 基于低压台区的电能表远程误差计算RDIM模型原理分析

电网中一个台区由一个供电表和若干个用户表组成，供电表与用户表的关系组成了简单的树形拓扑，如图1所示。总表M0对下一级用户表M1，M2，......提供能量输入。目前大多数针对计量点异常的研究均基于该拓扑结构。

笔者通过构建基于树形拓扑下广义流量守恒的智能电能表运行误差诊断模型（下文简化为RDIM模型），用数学方法而非物理方法设计并实现了智能电能表运行误差算法。算法的基本原理为广义流量守恒原理。依据相对误差定义（真实用电量与示值差占示值的百分比）以及台区总表流入电量与台区分表流出电量相等的关系构建智能电能表运行误差诊断实验模型。在理想情况下，利用最优化、最小二乘法等方法，可计算电能表相对误差。同时，依托天津大学智能电网重点实验，对模型的可行性进行了论证，在理论上证明了遠程误差诊断算法的可行性。

定义电能表相对误差为？滓，？滓=，其中x为某一时段电能表的实际增量，y为电能表读数增量。由相对误差的定义，我们可以得到x=。

由于流量守恒，台区实际流入的电能等于台区实际流出电能，即分表真实用电量和等于总表真实用电量，那么=0成立。其中i为计量次数i=1，2，......，m；j为电能表，j=1，2，......，n。如果我们假设一块电能表的误差是已知的，不失一般性，我们假设总表误差已知，我们可以得到

=

令？着=，有：

yij？着j=yi0？着0

根据此公式，我们即可得到电能表真实误差。

笔者在分析低压台区用户典型电力特征参数集的基础上，通过低压台区用户用电行为程控负载实验模拟平台，在实验室环境下模拟典型低压台区用户实际运行状态。根据实验结果不断修正、完善模型，进而实现对误差的在线精确计算。此外，笔者通过与实验平台相配套的软件系统，对台区用户多种电气特征参数进行实时调节。通过大范围的模拟相关电气特征参数，测算实验模型的边界条件，预测远程误差诊断算法对现场复杂台区的适用性。

2 基于低压台区的RDIM模型应用效果分析

笔者将RDIM模型应用于天津直辖市3.3万个低压台区以及浙江绍兴地区2.4万个低压台区，涉及用户750多万，共检出疑似异常台区数287个，约占总台区数的0.5%，已完成49个异常计量点的排查，确认计量异常点37个，其中模型对台区重要用电客户的异常用电行为的命中率为100%。

通过对台区电能表误差的计算，结合计量在线监测与智能诊断系统的电表事件等，构建全面完善的数据比对、统计分析、异常研判体系，对电能表的运行工况进行全方位、多角度自主诊断和分析，实时监测电能表运行状态，快速、准确、智能定位异常计量点，为繁杂多样的用电异常提供自动化解决方案，指导基层人员针对性的开展各项台区管理工作，也可成为实施电能表状态更换和电表厂商质量评价的依据。

RDIM模型在电网公司全面应用后，智能电表监测比例由原来人工抽检的1%提升到100%，将有力提升电网公司精益化管理水平，并实现台区异常用电的分析、预警、排查和处理的全流程智能化管理。在客户服务方面，RDIM模型支持实时远程误差诊断，及时发现电表异常，能在用户无感知的情况下处理异常，提升用户服务满意度；在经济效益方面，RDIM模型可减少线损、识别窃电，预计每年可挽回电量损失2.9亿千瓦时；在管理节流方面，模型可实现台区异常高效精准定位，每年可节约运维开支6.88亿元。

3 基于低压台区的RDIM模型商业前景分析

笔者结合智能表的数据深化应用，运用RDIM模型开发了一款新型服务产品，本服务产品可推广至全国各省市电力公司、发电企业及其他能源（如水、气、热）企业获取产品销售利润，同时每年可以获取产品的升级服务及专业安全服务费用，这部分收入随着客户群体的增大，具有非常稳定的利润来源。

本服务产品可采用硬件及服务捆绑销售。依据行业不同价格略有调整。也采用服务销售，硬件企业自由选购的方式。后续的系统维护和设备更替还能产生持续的营业额。

随着智能电网投资的快速增长，智能电表的广泛应用能够提高电力企业的经营效率，促进节能减排，增强电力系统的稳定性。本服务产品符合国家产业政策，必将成为智能电网建设的关键终端产品，中国是用电大户，除了家庭用电及其他领域需求，本服务产品市场容量非常之大，预计实现年销售5000套，可累计实现销售收入1000万元。在不追加投资的假设前提下，从2018年以后各年产量均达到10000套以上的产销量。将全面实现“全覆盖、全采集、全费控”。

本服务产品的智能电能表运行误差实时远程诊断技术，可应用于智能电能表的状态轮换管理，预计在国网公司范围内推广后，将消除约4亿只运行电能表周期检定工作。按8年的轮换周期来算，预计每年可减少5000万只电能表的轮换，减少25000吨电子垃圾产生，可为公司节约电能表采购成本约100亿元，同时大幅降低低压台区现场运维成本，实现公司提质增效的工作要求。

通过对智能电能表进行远程实时诊断与异常快速处置，可实现对正常线损、人为偷电及异常故障等不同类型线损的精确辨别与分析，避免线损计量不精确引起的计量纠纷，保障供用电双方公平贸易，实现及时判别与处置，提高配电网供电可靠性水平，降低非正常线损导致的利益损失，保障电网公司利益。

本服务产品可提升电网公司企业价值及社会形象：提高现场故障排查效率，有效提升各级供电服务部门对客户诉求的快速响应能力，降低用户的投诉风险、提升了客户服务体验、满意程度。提高政府和社会认可度，充分展示公司認真负责的国企形象和真诚规范的服务形象。加强营销服务现场运维质量管控，严格规范工作行为，更好的履行了企业保障民生、服务社会的职责，确保为用户提供更加优质、便捷、高效的服务。另外，本服务产品智能电能表运行误差实时远程诊断技术的相关研究成果亦可推广到水、气、热等多种广义流量计量领域，服务“多表合一”工程推广应用，提升公司形象和价值，有效承担企业社会责任。

4 结束语

本文结合用电信息采集系统现状及电网公司迫切需求，构建了基于低压台区的电能表远程误差计算新模式，结合天津及浙江的应用实例，展示了电能表远程误差计算的应用效果及商业价值，从而说明了电能表远程误差计算的重要意义和必要性。

参考文献：

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[2]刘德才.电能计量装置远程监测及校验方式研究[D].山东大学，2018.

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