基于過零偏移檢測的分布式臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系辨識(shí)研究

梁 捷，梁廣明，黃水蓮

(1.廣西電力工程建設(shè)公司，廣西 南寧 530003；2.南寧百會(huì)藥業(yè)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530003)

0 引 言

準(zhǔn)確建立臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系是確保臺(tái)區(qū)線損準(zhǔn)確計(jì)算的關(guān)鍵之一[1-2]。臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系辨識(shí)技術(shù)可通過高速電力線載波[3](high-speed power line carrier，HPLC)技術(shù)確定各用戶計(jì)量點(diǎn)與低壓配電變壓器的歸屬關(guān)系，提高戶變關(guān)系判斷的準(zhǔn)確性，幫助電網(wǎng)公司完善用戶的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，確保業(yè)擴(kuò)用電報(bào)裝管理時(shí)不出現(xiàn)漏裝、多裝等問題，提高臺(tái)區(qū)檔案管理水平，同時(shí)也有利于臺(tái)區(qū)線損的管理，避免偷換電能表計(jì)、重復(fù)裝電能表等竊電行為[4]，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

作為面向電力抄表的高速電力線通信技術(shù)，HPLC的通信工作頻率范圍主要包括2.4～5.6 MHz、2～12 MHz、0.7～3.0 MHz、1.7～3.0 MHz等，相比傳統(tǒng)的窄帶載波方式具有相對(duì)較寬的信道帶寬，通信速率可根據(jù)需要在2.048 kb/s～2.4 Mb/s之間任意選擇[5]，可有力支撐高頻數(shù)據(jù)采集、停電主動(dòng)上報(bào)、時(shí)鐘精準(zhǔn)管理、相位拓?fù)渥R(shí)別、臺(tái)區(qū)自動(dòng)識(shí)別、ID統(tǒng)一標(biāo)識(shí)管理、檔案自動(dòng)同步、通信性能監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等高級(jí)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)[6]。此外，相對(duì)于窄帶載波通信方式，電力線在高頻段的噪聲相對(duì)較弱，通信可靠性和穩(wěn)定性顯著提升。

文獻(xiàn)[7]依據(jù)不同臺(tái)區(qū)工頻交流電過零相位偏移量不同的特征來辨識(shí)臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系。具體是由從節(jié)點(diǎn)將偏移量原始數(shù)據(jù)發(fā)送至原歸屬主節(jié)點(diǎn)，由主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)判斷。由于未對(duì)工頻交流電過零信號(hào)的上升和下降特征進(jìn)行區(qū)分，有誤判的可能。此外，特征采集和識(shí)別的工作集中在主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理壓力較大。下面提出一種基于交流電雙沿過零偏移檢測的分布式臺(tái)區(qū)辨識(shí)方案，介紹了雙沿檢測的原理，比較了分布式和集中式辨識(shí)的差異，并通過實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場案例測試對(duì)所提方案的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。

1 臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系辨識(shí)原理

臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系辨識(shí)是指利用用戶計(jì)量點(diǎn)采集的用電瞬時(shí)量數(shù)據(jù)等特征信息判斷通信網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)與臺(tái)區(qū)的掛接從屬關(guān)系。常用的特征量包括工頻電壓特征、信噪比、工頻頻率特征等。設(shè)計(jì)臺(tái)區(qū)辨識(shí)方案時(shí)，需要考慮臺(tái)區(qū)辨識(shí)任務(wù)啟動(dòng)和關(guān)閉的時(shí)機(jī)、辨識(shí)周期、臺(tái)區(qū)辨識(shí)的判斷規(guī)則以及結(jié)果上報(bào)方式等問題。

低壓HPLC通信網(wǎng)絡(luò)主要包括兩種設(shè)備角色，即中央?yún)f(xié)調(diào)器(central coordinator，CCO)和通信節(jié)點(diǎn)(用station表示，通常簡稱為STA)。CCO作為主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)完成組網(wǎng)控制、采集任務(wù)管理等功能，其對(duì)應(yīng)的設(shè)備實(shí)體為低壓集抄系統(tǒng)集中器本地載波通信模塊，STA是網(wǎng)絡(luò)底層負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)采集的從節(jié)點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的設(shè)備實(shí)體為電能表或采集器中的本地通信模塊[8-9]。

1.1 交流電信號(hào)的沿特征

如圖1所示過零檢測原理，在低壓HPLC通信時(shí)，若STA節(jié)點(diǎn)能夠接收到多個(gè)CCO節(jié)點(diǎn)的采集指令。定義過零偏移Δη為通信節(jié)點(diǎn)接收到采樣信號(hào)的時(shí)刻tj與上一個(gè)工頻電壓波形發(fā)生零點(diǎn)穿越時(shí)刻的時(shí)間差。若STA節(jié)點(diǎn)均處于同一相位或排除三相之間的已知偏移，當(dāng)STA節(jié)點(diǎn)j接收到CCO節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集命令后即可計(jì)算出Δη。同臺(tái)區(qū)的CCO節(jié)點(diǎn)與STA節(jié)點(diǎn)由于臺(tái)區(qū)串?dāng)_影響小，電壓波形特征重合度高；而不同臺(tái)區(qū)負(fù)載的容量大小、容(感)性和三相平衡度等特性不同，導(dǎo)致其節(jié)點(diǎn)之間的波形特征一致性較弱。根據(jù)上述特點(diǎn)，通過統(tǒng)計(jì)STA節(jié)點(diǎn)與CCO節(jié)點(diǎn)間的電壓波形過零偏移大小判斷該STA節(jié)點(diǎn)是否為跨臺(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)，即通過工頻電壓特征信號(hào)過零檢測的方法實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)辨識(shí)[10]。

圖1 過零檢測原理

對(duì)于同一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)刻t0，此時(shí)有兩種情況：1)如圖1中的t0與t1，當(dāng)前數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)的電壓值S(t1)為正，處于電信號(hào)上升階段(沿)時(shí)，采樣時(shí)刻tj與基準(zhǔn)時(shí)刻t0的過零偏移Δη為兩者之間的數(shù)值差減去通信延時(shí)，如式(1)中S(t+1)>S(t)的情況。2)如圖1中的t2與t3，當(dāng)前數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)的電壓值S(t3)為負(fù)，處于計(jì)量點(diǎn)電信號(hào)下降階段(沿)時(shí)，采樣時(shí)刻ti與基準(zhǔn)時(shí)刻t0的過零偏移Δη為兩者之間的數(shù)值差減去通信延時(shí)和半個(gè)工頻周期，如式(1)中S(t+1)

(1)

式中：Δηj,k為STA節(jié)點(diǎn)j采集到的用戶特征信號(hào)與臺(tái)區(qū)k基準(zhǔn)特征信號(hào)之間的過零偏移；ti為數(shù)據(jù)采樣時(shí)間點(diǎn)，且i=0,1,…,I，其中，t0為臺(tái)區(qū)的基準(zhǔn)過零時(shí)刻，通常由臺(tái)區(qū)配電變壓器低壓出口側(cè)安裝的基準(zhǔn)表進(jìn)行采集；α為相鄰采集點(diǎn)之間的通信延時(shí)，即通信模塊發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀的時(shí)刻與接收數(shù)據(jù)應(yīng)答幀的時(shí)刻之間的差值；T0為工頻周期時(shí)長；S(t)為t時(shí)刻的電壓值。

為了在特征信息采集時(shí)區(qū)分用戶電信號(hào)中的沿特征，定義臺(tái)區(qū)特征信息交互報(bào)文格式如表1所示。

表1 臺(tái)區(qū)特征信息采集交互報(bào)文格式

表1中：序號(hào)2的采集方式字段的數(shù)值為1時(shí)表示下降沿采集，數(shù)值為2表示上升沿采集，數(shù)值為3表示雙沿采集，數(shù)值為0表示保留；序號(hào)6和序號(hào)8的起始采集NTB表示本次采集過零點(diǎn)的起始時(shí)刻，即發(fā)送第一個(gè)特征數(shù)據(jù)采集幀的時(shí)刻；序號(hào)7和序號(hào)9的臺(tái)區(qū)特征信息序列的內(nèi)容為采集的用戶特征數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類型確定；M為臺(tái)區(qū)從節(jié)點(diǎn)序號(hào)；N為從節(jié)點(diǎn)數(shù)量。當(dāng)采集方式為上升沿或者下降沿時(shí)，起始采集NTB2和臺(tái)區(qū)特征信息序列2字段留空。當(dāng)采集方式為雙沿時(shí)，起始采集NTB1和臺(tái)區(qū)特征信息序列1為下降沿?cái)?shù)據(jù)，起始采集NTB2和臺(tái)區(qū)特征信息序列2為上升沿?cái)?shù)據(jù)。

1.2 過零檢測判斷規(guī)則

在集中式辨識(shí)模式下，CCO收集到多個(gè)STA上報(bào)的特征信息后，通常以同一時(shí)刻上升沿或下降沿的過零偏移不超過某一個(gè)閾值，作為該STA節(jié)點(diǎn)是否屬于該CCO對(duì)應(yīng)臺(tái)區(qū)的判斷規(guī)則，如式(2)所示。

(2)

式中：ΔηP為時(shí)刻p的過零偏移；p為采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)時(shí)間序列編號(hào)且p∈P′；δ為集中式辨識(shí)模式下臺(tái)區(qū)辨識(shí)的判斷閾值；P′為過零偏移的特征采樣數(shù)據(jù)時(shí)間序列，由原始數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理和剔除無效數(shù)據(jù)后獲得，其模為‖P′‖，表示序列長度。

在分布式辨識(shí)中，STA收到多個(gè)可能同臺(tái)區(qū)的CCO節(jié)點(diǎn)的辨識(shí)任務(wù)時(shí)，通常根據(jù)各CCO提供的臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征信號(hào)優(yōu)選出其中過零偏移量最小的節(jié)點(diǎn)作為該STA節(jié)點(diǎn)的歸屬節(jié)點(diǎn)，即若?j∈J，k∈K，滿足式(3)，則認(rèn)為臺(tái)區(qū)k為STA節(jié)點(diǎn)i的優(yōu)選歸屬臺(tái)區(qū)。

Δηj,k=min(Δηj,1,Δηj,2,...,Δηj,k,...,Δηj,K)

(3)

式中，J和K分別為STA節(jié)點(diǎn)集合和臺(tái)區(qū)集合，且j∈J={1,2,…,J}，k∈K={1,2,…,K}。

低壓臺(tái)區(qū)集中器和電能表的HPLC通信模塊通過內(nèi)置過零檢測電路，對(duì)各相電壓過零點(diǎn)進(jìn)行檢測判斷，記錄電壓過零點(diǎn)的時(shí)刻。通過上述過零檢測算法實(shí)現(xiàn)偏差計(jì)算，從而得到各待定電能表是否歸屬于某臺(tái)區(qū)的辨識(shí)結(jié)果。但現(xiàn)場安裝的各廠家的HPLC通信模塊對(duì)上升沿、下降沿采集和式(1)判別功能的支持能力存在差異，實(shí)際使用時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)判別失敗的問題。

2 臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系辨識(shí)模式

2.1 集中式臺(tái)區(qū)辨識(shí)

以全載集抄方式為例，臺(tái)區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟妶D2，臺(tái)區(qū)辨識(shí)功能可根據(jù)應(yīng)用需求部署在營銷主站或計(jì)量主站(以下簡稱主站)，它通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)與所轄多個(gè)集中器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信[11]。為了獲取臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征，每個(gè)集中器和基準(zhǔn)表與所在臺(tái)區(qū)的變壓器低壓側(cè)出線端相連。

圖2 全載集抄方式臺(tái)區(qū)拓?fù)鋱D

集中式辨識(shí)為傳統(tǒng)臺(tái)區(qū)辨識(shí)模式，其主要特征是STA向CCO上報(bào)臺(tái)區(qū)特征，在CCO處進(jìn)行比較判斷。其辨識(shí)流程如圖3所示。首先，主站下發(fā)臺(tái)區(qū)辨識(shí)使能命令；接著，集中器控制CCO模塊啟動(dòng)臺(tái)區(qū)辨識(shí)任務(wù)，CCO采用輪詢或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)下發(fā)方式向載波電能表發(fā)送臺(tái)區(qū)特征查詢幀，即查詢臺(tái)區(qū)特征的報(bào)文。若通信成功，STA模塊接收到查詢幀后向CCO模塊回復(fù)告知幀，CCO模塊接收該幀后提取其中的電能表用戶特征信息與臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征信息進(jìn)行比對(duì)，從而對(duì)該電能表所掛接從屬的臺(tái)區(qū)進(jìn)行辨識(shí)。完成所有電能表的辨識(shí)后存儲(chǔ)獲取到的臺(tái)區(qū)辨識(shí)名單。在CCO臺(tái)區(qū)辨識(shí)功能使能過程中，若CCO上報(bào)了無法辨識(shí)的電能表計(jì)或節(jié)點(diǎn)跨臺(tái)區(qū)事件，集中器需將該信息上報(bào)主站，便于主站安排運(yùn)行維護(hù)人員至現(xiàn)場勘查，針對(duì)相關(guān)檔案進(jìn)行完善或修正。

表2為兩種辨識(shí)模式比較，在集中式辨識(shí)過程中，STA模塊與臺(tái)區(qū)辨識(shí)相關(guān)的工作內(nèi)容主要包括執(zhí)行臺(tái)區(qū)用戶特征采集任務(wù)，采集CCO本地臺(tái)區(qū)用戶特征信息，響應(yīng)CCO下發(fā)的臺(tái)區(qū)用戶特征查詢命令等。CCO模塊與臺(tái)區(qū)辨識(shí)相關(guān)工作內(nèi)容主要包括響應(yīng)集中器下發(fā)的臺(tái)區(qū)辨識(shí)使能控制命令，向STA下發(fā)臺(tái)區(qū)辨識(shí)任務(wù)啟動(dòng)報(bào)文和臺(tái)區(qū)特征采集方案，以及收集各STA的采集結(jié)果并進(jìn)行比對(duì)分析等。值得注意的是，為了保證臺(tái)區(qū)辨識(shí)期間正常的日凍結(jié)抄讀、費(fèi)用控制下發(fā)、高頻采集、事件上報(bào)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信，STA即使判斷臺(tái)區(qū)辨識(shí)結(jié)果歸屬錯(cuò)誤也不允許主動(dòng)離網(wǎng)。此外，為了保持辨識(shí)對(duì)象固定，減少辨識(shí)難度，在臺(tái)區(qū)辨識(shí)期間設(shè)置CCO的白名單過濾功能處于開啟狀態(tài)，即僅對(duì)當(dāng)前搜索到的電能表進(jìn)行臺(tái)區(qū)辨識(shí)，對(duì)于新增電能表則在臺(tái)區(qū)辨識(shí)完成之后再處理。當(dāng)CCO發(fā)現(xiàn)非本臺(tái)區(qū)的電能表節(jié)點(diǎn)后，需立即上報(bào)給集中器。

表2 兩種辨識(shí)模式比較

2.2 分布式臺(tái)區(qū)辨識(shí)

由第2.1節(jié)可知，集中式臺(tái)區(qū)辨識(shí)模式依賴于CCO集中式的數(shù)據(jù)分析和控制中心，辨識(shí)過程中CCO需進(jìn)行臺(tái)區(qū)全局節(jié)點(diǎn)任務(wù)控制、特征量的獲取以及進(jìn)行集中分析和計(jì)算，與STA之間需進(jìn)行大量的信息交換，對(duì)信道質(zhì)量依賴度高，辨識(shí)模式不夠靈活，在信道質(zhì)量不佳或易受干擾時(shí)應(yīng)用具有一定的局限性。對(duì)此，提出一種分布式臺(tái)區(qū)辨識(shí)模式，如圖4所示，它采用分布式的控制方案，主要思路是集中器經(jīng)CCO向STA下發(fā)臺(tái)區(qū)特征，在STA處進(jìn)行特征比對(duì)并判斷臺(tái)區(qū)歸屬，最后將辨識(shí)結(jié)果提供給CCO。

圖4 分布式臺(tái)區(qū)辨識(shí)流程

如表2所示，分布式辨識(shí)模式中STA區(qū)別于集中式的特有工作內(nèi)容主要為由STA進(jìn)行臺(tái)區(qū)用戶特征信息比對(duì)、臺(tái)區(qū)歸屬初步分析，以及響應(yīng)CCO下發(fā)臺(tái)區(qū)判斷結(jié)果查詢命令。分布式辨識(shí)模式中，CCO模塊的特有工作內(nèi)容主要為向各個(gè)STA通過全網(wǎng)廣播方式下發(fā)臺(tái)區(qū)特征信息、輪詢讀取STA的臺(tái)區(qū)判別結(jié)果。

比較上述兩種辨識(shí)模式可知，分布式臺(tái)區(qū)辨識(shí)模式將臺(tái)區(qū)特征比對(duì)和判斷歸屬的工作分配給STA節(jié)點(diǎn)完成，對(duì)CCO的數(shù)據(jù)處理壓力較小，同時(shí)對(duì)不同廠家STA混裝的識(shí)別算法兼容能力較強(qiáng)。

3 案例測試

3.1 實(shí)驗(yàn)室測試

為驗(yàn)證所提臺(tái)區(qū)辨識(shí)方案的可行性，在實(shí)驗(yàn)室采用模擬配電變壓器和單相、三相智能電能表模擬現(xiàn)場環(huán)境搭建兩個(gè)小規(guī)模模擬臺(tái)區(qū)進(jìn)行測試。兩個(gè)模擬臺(tái)區(qū)的單相電能表分別安裝在模擬配電變壓器低壓出線端的A相和B相。三相電能表與集中器通過RS-485方式連接，用于獲取臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征，不參與性能測試指標(biāo)評(píng)價(jià)。

為對(duì)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)采用準(zhǔn)確率β和召回率γ。

β=n/J×100%

(4)

γ=r/J×100%

(5)

式中：n為當(dāng)前臺(tái)區(qū)中能準(zhǔn)確辨識(shí)的STA節(jié)點(diǎn)數(shù)；r為當(dāng)前臺(tái)區(qū)中能正常采集和召回辨識(shí)結(jié)果的STA節(jié)點(diǎn)數(shù)。

測試時(shí)首先對(duì)臺(tái)區(qū)集中器及電能表進(jìn)行對(duì)時(shí)，并通過三相基準(zhǔn)表采集各臺(tái)區(qū)的特征電參量數(shù)據(jù)；然后，清空集中器單相電能表檔案，啟動(dòng)無檔案自動(dòng)搜表任務(wù)，使電能表通過數(shù)據(jù)主動(dòng)上報(bào)的方式，將自身地址發(fā)送給集中器；接著，集中器更新臺(tái)區(qū)的檔案信息；最后，分別通過集中式和分布式辨識(shí)模式進(jìn)行臺(tái)區(qū)辨識(shí)。實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果見表3的臺(tái)區(qū)1和臺(tái)區(qū)2。

3.2 現(xiàn)場測試

在廣西某城市低壓居民臺(tái)區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場測試，該現(xiàn)場包括4個(gè)臺(tái)區(qū)，下屬共計(jì)388只用戶電能表。最長允許測試時(shí)間設(shè)為2 min。在現(xiàn)場已安裝的采集設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過集中器軟件升級(jí)和HPLC通信模塊更換方式使設(shè)備支持上述兩種辨識(shí)模式。所更換的STA模塊來自不同的廠家。表3中序號(hào)3～5和6A的4個(gè)臺(tái)區(qū)中通信模塊的臺(tái)區(qū)辨識(shí)算法仍沿用現(xiàn)場原HPLC通信模塊廠家的方法。為便于對(duì)比辨識(shí)效果，將兩種辨識(shí)模式的辨識(shí)結(jié)果繪制成圖5。圖5(a)、(b)分別展示識(shí)別用時(shí)和識(shí)別準(zhǔn)確率的測試結(jié)果，其中的臺(tái)區(qū)編號(hào)按用戶數(shù)由少到多排序。

表3 測試結(jié)果

圖5 測試結(jié)果

1)識(shí)別用時(shí)

圖5(a)中的臺(tái)區(qū)1和臺(tái)區(qū)2為實(shí)驗(yàn)室模擬臺(tái)區(qū)，由于用戶數(shù)較少，比較可知在兩種模式辨識(shí)所需的時(shí)間差距不大，且均能準(zhǔn)確辨識(shí)所有用戶。臺(tái)區(qū)3～6為現(xiàn)場測試臺(tái)區(qū)。由圖5(a)可見，隨著用戶數(shù)的增多，兩種辨識(shí)模式的用時(shí)均隨之增長，但集中式模式的測試用時(shí)增長較快。這是由于集中式辨識(shí)模式需收集臺(tái)區(qū)內(nèi)STA高頻采集的臺(tái)區(qū)用戶特征信息，數(shù)據(jù)傳輸容量大，對(duì)通信信道質(zhì)量和CCO的大數(shù)據(jù)處理能力要求較高，故測試時(shí)間較長。而分布式模式用戶特征信息的獲取和分析判斷工作由STA完成，節(jié)約了信息在信道傳輸?shù)臅r(shí)間和CCO的數(shù)據(jù)分析時(shí)間，故辨識(shí)效率較高。

2)識(shí)別準(zhǔn)確率

將現(xiàn)場測試臺(tái)區(qū)的電能表編號(hào)按臺(tái)區(qū)歸屬繪制成圖6。圖6中的真實(shí)情況是指通過現(xiàn)場勘察確定的電能表真實(shí)戶變歸屬關(guān)系。

圖6 現(xiàn)場臺(tái)區(qū)辨識(shí)結(jié)果

由圖6和表3可見，分布式辨識(shí)結(jié)果與真實(shí)情況一致。集中式辨識(shí)中臺(tái)區(qū)6A的召回率為99.3%，但辨識(shí)準(zhǔn)確率僅為96.4%。即本次測試過程中有1只電能表抄表失敗，除此之外，還有3只電能表通信正常但辨識(shí)失敗。結(jié)合圖6可知，編號(hào)為265和編號(hào)為286～288的4只電能表在測試過程中辨識(shí)失敗。

3)異常問題分析

對(duì)上述抄表失敗問題，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)電能表265與該臺(tái)區(qū)的集中器地理距離相對(duì)較遠(yuǎn)，HPLC抄表傳輸距離較長，信號(hào)衰減較嚴(yán)重。由于集中式辨識(shí)模式下需傳輸大量的臺(tái)區(qū)用戶特征信息，數(shù)據(jù)傳輸量大，故抄表速度慢且成功率低。雖然采集任務(wù)有補(bǔ)抄機(jī)制，但由表3可見，該模式下測試時(shí)長為120 s，即達(dá)到了預(yù)設(shè)的最大允許測試時(shí)間，此時(shí)集中器會(huì)下發(fā)臺(tái)區(qū)辨識(shí)任務(wù)停止命令，強(qiáng)制終止辨識(shí)任務(wù)。此時(shí)該電能表的數(shù)據(jù)未完成補(bǔ)抄，后續(xù)的辨識(shí)流程無法完成，故認(rèn)為是辨識(shí)失敗。而分布式辨識(shí)模式下，用戶特征信息的獲取和分析判斷工作由STA完成，信道上只需傳輸下發(fā)臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征信息和辨識(shí)結(jié)果查詢交互報(bào)文，數(shù)據(jù)傳輸量較小，故辨識(shí)成功率較高。

此外，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)：編號(hào)為286～288的3只電能表在測試過程中能正常抄表，但辨識(shí)失敗；本次測試的辨識(shí)算法采用工頻交流電壓過零檢測法，辨識(shí)失敗的STA生產(chǎn)廠家為同一廠家，與同臺(tái)區(qū)其他電能表的生產(chǎn)廠家不同。該廠家由于早期標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一的歷史原因，僅支持下降沿信息的采集和特征辨識(shí)，但依然支持雙沿工頻信號(hào)特性信息采集。臺(tái)區(qū)6的CCO廠家考慮到芯片的處理能力有限，其產(chǎn)品僅提供上升沿特征辨識(shí)功能，CCO廠家與該STA廠家在辨識(shí)算法的沿?cái)?shù)據(jù)處理方式上存在不兼容的情況。

據(jù)此推斷，集中式辨識(shí)模式下，CCO可采集到該問題STA回復(fù)的雙沿臺(tái)區(qū)用戶特征信息，但卻無法進(jìn)行辨識(shí)，造成現(xiàn)場不同HPLC廠家的產(chǎn)品混裝時(shí)臺(tái)區(qū)辨識(shí)功能無法互聯(lián)互通的情況。而在分布式辨識(shí)模式下，CCO在辨識(shí)時(shí)僅負(fù)責(zé)下發(fā)臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征信息和向各STA查詢臺(tái)區(qū)判別結(jié)果，臺(tái)區(qū)歸屬判別在各用戶的STA模塊上實(shí)現(xiàn)，該廠家的STA收到CCO下發(fā)的雙沿臺(tái)區(qū)基準(zhǔn)特征信息與自身采集到的用戶特征信息進(jìn)行比對(duì)，可正常辨識(shí)，故在該模式下，未發(fā)生上述CCO辨識(shí)功能兼容性缺陷造成的辨識(shí)失敗問題。

為驗(yàn)證上述推斷結(jié)果，通過更換模塊和集中器軟件升級(jí)的方式使臺(tái)區(qū)6的CCO支持雙沿檢測功能，并重新進(jìn)行測試，結(jié)果如表3中的臺(tái)區(qū)6B所示。可見，CCO支持雙沿檢測后，召回率與辨識(shí)準(zhǔn)確率相等，即除了1只電能表抄表失敗外，其余電能表均能準(zhǔn)確辨識(shí)，說明支持雙沿檢測的CCO能準(zhǔn)確辨識(shí)上升沿和下降沿的用戶特征信息，辨識(shí)失敗問題不再發(fā)生，故上述推斷結(jié)果是可信的。

4 結(jié) 論

上面分析了傳統(tǒng)集中式臺(tái)區(qū)戶變關(guān)系辨識(shí)技術(shù)中存在的不足，提出了一種基于HPLC通信模塊的分布式雙沿臺(tái)區(qū)辨識(shí)方案。該方案在HPLC相關(guān)通信設(shè)備的基礎(chǔ)上，建立由集中器經(jīng)CCO向STA下發(fā)臺(tái)區(qū)特征，在STA處進(jìn)行特征比對(duì)并判斷臺(tái)區(qū)歸屬的分布式辨識(shí)模式，設(shè)計(jì)了交流電信號(hào)雙沿檢測算法并提供通信規(guī)約支持，避免了不同廠家的HPLC通信模塊設(shè)計(jì)的沿過零檢測算法的兼容性問題。案例測試情況表明，在現(xiàn)場臺(tái)區(qū)用戶較多時(shí)，分布式辨識(shí)模式的處理性能更佳，且出現(xiàn)抄讀失敗和辨識(shí)失敗的情況較少，驗(yàn)證了所提方案的可行性。所提方案辨識(shí)戶變關(guān)系僅利用了低壓臺(tái)區(qū)用戶電信號(hào)的工頻電壓特征，如何綜合利用工頻周期特征、工頻頻率特征提高辨識(shí)的準(zhǔn)確率值得進(jìn)一步研究。