基于電網(wǎng)低壓集抄系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)與管理研究

【關(guān)鍵詞】低壓集抄；運(yùn)行維護(hù)；優(yōu)化

引言

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，低壓集抄系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，電網(wǎng)的低壓集抄系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著電能數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理的重要任務(wù)。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，低壓集抄系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)與管理顯得尤為重要。本文就對(duì)如何有效開(kāi)展低壓集抄系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行分析，以期進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)維管理。

一、低壓集抄系統(tǒng)運(yùn)行原理分析

（一）低壓集抄系統(tǒng)簡(jiǎn)介

低壓集抄系統(tǒng)是一種基于現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的電能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)，其采集終端能夠?qū)崟r(shí)采集電能數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)進(jìn)行處理和分析[1]。低壓集抄系統(tǒng)的主要功能包括電能數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表和故障診斷等，能夠自動(dòng)完成對(duì)電網(wǎng)狀況和數(shù)據(jù)的監(jiān)控，以優(yōu)化電網(wǎng)管理工作。

（二）低壓集抄系統(tǒng)分類

1.有線信道集抄系統(tǒng)

有線信道集抄系統(tǒng)主要是通過(guò)物理線路連接采集終端和主站系統(tǒng)，依靠有線傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。這類系統(tǒng)雖然具有較高的傳輸速度和穩(wěn)定性，但需要鋪設(shè)電纜，因此建設(shè)成本較高，一般在對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)景中使用。例如大型商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)等場(chǎng)景，會(huì)建立專門(mén)的有線集抄系統(tǒng)。

2.無(wú)線信道集抄系統(tǒng)

無(wú)線信道集抄系統(tǒng)可以使用無(wú)線通信設(shè)備完成信號(hào)、數(shù)據(jù)的傳輸，由于不需要鋪設(shè)電纜，只需要安裝相關(guān)無(wú)線設(shè)備，因此施工成本較低。目前隨著無(wú)線技術(shù)的快速發(fā)展，5G、Wi-Fi 6等技術(shù)都得到了廣泛使用，能夠同時(shí)滿足較高的傳輸效率和低延遲傳輸?shù)男枨螅坏菬o(wú)線信號(hào)受環(huán)境干擾較大，傳輸速度和穩(wěn)定性相對(duì)較差。因此，該技術(shù)主要用于對(duì)施工成本要求較高、對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)景，近年來(lái)主要應(yīng)用在居民區(qū)和住宅區(qū)。

3.電力線載波集抄系統(tǒng)

電力線載波集抄系統(tǒng)是利用電力線路作為通信介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。由于該系統(tǒng)是基于原有電力系統(tǒng)建設(shè)，因此系統(tǒng)的施工成本非常低，且有傳輸速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是其傳輸?shù)膸捪鄬?duì)較小[2]；主要適用于對(duì)施工成本要求較高，且對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)景。

（三）低壓集抄系統(tǒng)通信技術(shù)

1. 基于串行通信的485專線通信

485專線通信技術(shù)是一種基于串行通信的通信方式，具有較高的傳輸速度和穩(wěn)定性。遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)高效傳輸，需鋪設(shè)專門(mén)的通信線路以支持此技術(shù)的實(shí)施。在性能上，485專線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，但是使用該技術(shù)需要專門(mén)鋪設(shè)電纜，因此施工成本較高，主要適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)景。

2. PLC通信

電力線載波（Power Line Carrier，PLC）被稱為專用低壓載波通信。PLC的具體接線方式如圖1所示，它主要是利用電力線路作為通信介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。該技術(shù)能夠把載有信息的高頻信號(hào)以電流形式加載到電線或者電纜上進(jìn)行傳輸，接收端耦合器會(huì)把高頻信號(hào)從電流中分離出去，并經(jīng)過(guò)解調(diào)后還原原始數(shù)據(jù)。目前的窄帶載波通信主要使用FSK和PSK調(diào)制方式，傳輸頻率在1，000 bps以下，不僅具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，還具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。

3.微功率無(wú)線通信

微功率無(wú)線通信技術(shù)主要是通過(guò)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，利用無(wú)線技術(shù)建立通信網(wǎng)絡(luò)，不需要鋪設(shè)電纜，施工成本較低。這種技術(shù)適用于對(duì)施工成本要求較高，且通信的傳輸距離較大的情況。其雖然能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍區(qū)域的覆蓋，可以滿足復(fù)雜環(huán)境下的設(shè)備接入，但是該技術(shù)容易受到天氣和障礙物阻擋，適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)景。

二、低壓集抄系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理常見(jiàn)問(wèn)題

（一）運(yùn)維手段單一

低壓集抄系統(tǒng)的運(yùn)維手段單一主要體現(xiàn)在過(guò)度依賴傳統(tǒng)的人工巡檢和故障處理方式，從而無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)人工巡檢和故障處理方式的依賴使得運(yùn)維工作受到人為因素如巡檢人員的技能水平、工作態(tài)度等的影響較大，從而導(dǎo)致巡檢和故障處理的質(zhì)量和效率不穩(wěn)定，進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在缺少自動(dòng)化技術(shù)的情況下，運(yùn)維人員在工作時(shí)往往需要面對(duì)不同類型的設(shè)備、不同的工作環(huán)境，這導(dǎo)致運(yùn)維工作缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和流程，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化。

（二）管理體系不健全

低壓集抄系統(tǒng)的管理體系不健全會(huì)導(dǎo)致運(yùn)維工作缺乏有效指導(dǎo)。管理體系的不健全主要表現(xiàn)在管理制度不完善、責(zé)任分工不明確和監(jiān)督管理不到位等方面。運(yùn)維人員無(wú)法明確自己的工作職責(zé)和工作標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)導(dǎo)致運(yùn)維工作難以按照既定目標(biāo)進(jìn)行。在責(zé)任分工不明確的情況下，運(yùn)維工作缺乏有效的協(xié)同。比如運(yùn)維人員之間的工作職責(zé)不明確，不僅導(dǎo)致工作銜接不暢，還會(huì)影響運(yùn)維工作的整體效率[3]。目前，運(yùn)維工作缺少監(jiān)督管理，這使得運(yùn)維工作缺乏有效約束，運(yùn)維人員的工作質(zhì)量和效率也無(wú)法得到有效的監(jiān)督和評(píng)估，進(jìn)而造成運(yùn)維工作難以按照既定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

三、低壓集抄系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)改善措施

（一）設(shè)備和系統(tǒng)方案選擇

1.全485方案

全485方案下，電表之間采用485方式進(jìn)行通信。由于接口帶載能力的限制，485接口最多可以和32個(gè)設(shè)備連接。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)數(shù)設(shè)備數(shù)量較多時(shí)，技術(shù)人員可以采取485方案采集器拓展連接以增加計(jì)量設(shè)備的連接數(shù)量。這類方案適合在城區(qū)內(nèi)使用，尤其在用戶數(shù)量大而且密度較高的場(chǎng)景下，反而可以獲得較好效果。集中設(shè)置電表的方式方便開(kāi)展數(shù)據(jù)的匯總工作，也能保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸和控制成本。

2.全載波方案

如圖2所示，在全載波方案下，集中器和電表之間不適用采集終端連接，而可以利用無(wú)線方式直接通信，其主要媒介是電力線載波[4]。對(duì)于人口密度低、用戶數(shù)量較少的區(qū)域，該方案的效果相對(duì)較好。同時(shí)，該方案也可以滿足分散安裝的需求，能適應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施比較差的情況。

3.半載波方案

如圖3所示，半載波無(wú)線方案使用集中器連接電表；集中器和采集器采用無(wú)線通信的方式，利用電力載波作為通信的媒介；采集器和電表則采用有線通信。系統(tǒng)采用了RS485總線，該系統(tǒng)可以滿足快速設(shè)置系統(tǒng)的需求，但是無(wú)法保證在供電半徑較大的臺(tái)區(qū)中使用。

（二）技術(shù)措施

1.優(yōu)化設(shè)備選型

優(yōu)化設(shè)備選型可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在選型過(guò)程中，為了確保設(shè)備能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，供電企業(yè)要優(yōu)先選擇高性能、低故障率的設(shè)備以獲得更快的數(shù)據(jù)處理速度和更高的運(yùn)行效率，減少維護(hù)工作的頻率和難度[5]。為了適應(yīng)未來(lái)的技術(shù)升級(jí)和系統(tǒng)擴(kuò)展，供電企業(yè)還要選擇具有擴(kuò)展性和兼容性的設(shè)備，確保系統(tǒng)能與其他設(shè)備或系統(tǒng)集成，降低未來(lái)升級(jí)或更換設(shè)備的成本和難度；結(jié)合目前遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求，應(yīng)選擇具有遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷功能的設(shè)備，提高運(yùn)維效率，使運(yùn)維人員在不進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的情況下就能夠了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和診斷故障，從而提高運(yùn)維效率。

2.完善通信管理

穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡(luò)能夠確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，保證電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩裕畲蟪潭劝l(fā)揮低壓集抄系統(tǒng)的作用。運(yùn)維過(guò)程需要有效使用加密技術(shù)和通信協(xié)議，保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全，防止數(shù)據(jù)被未授權(quán)訪問(wèn)或篡改；還需要建立通訊故障診斷和恢復(fù)機(jī)制，以確保通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，減少由于故障所導(dǎo)致的損失，進(jìn)一步保證電力系統(tǒng)的安全。

（3）加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)用

為了優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)的管理，首先，供電企業(yè)需要引入人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維和故障預(yù)測(cè)，提高日常管理工作的精度，保障低壓集抄系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次，供電企業(yè)應(yīng)該充分利用物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓集抄系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和診斷，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、診斷故障，從而提高運(yùn)維效率和維護(hù)水平。最后，供電企業(yè)可以有效利用云計(jì)算和邊緣計(jì)算技術(shù)提高數(shù)據(jù)處理和分析的效率，并設(shè)置各類功能和應(yīng)用，從軟件方面提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和維護(hù)水平。

（三）創(chuàng)新運(yùn)維模式

創(chuàng)新對(duì)低壓集抄系統(tǒng)的運(yùn)維模式，可以提高運(yùn)維效率和維護(hù)水平，保證集抄系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量：比如推動(dòng)運(yùn)維工作的自動(dòng)化和智能化，利用自動(dòng)化和智能化的運(yùn)維工具和技術(shù)，如智能巡檢機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等，減少對(duì)人工的依賴，提高運(yùn)維效率和準(zhǔn)確性[6]；同時(shí)，將低壓集抄系統(tǒng)融合到電力運(yùn)維大數(shù)據(jù)平臺(tái)中，從而便于對(duì)電力運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、預(yù)警和預(yù)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維；為了滿足目前工作的需要，還要加強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷技術(shù)的推廣，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓集抄系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷，從而提高運(yùn)維效率和維護(hù)水平。

（四）提高運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范性

提高運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范性是低壓集抄系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以確保運(yùn)維工作按照既定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，提高運(yùn)維工作的質(zhì)量和效率。為了給規(guī)范性的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作提供良好基礎(chǔ)，供電企業(yè)需要專門(mén)制定詳細(xì)的運(yùn)維管理制度，明確運(yùn)維工作的責(zé)任分工、工作流程和標(biāo)準(zhǔn)要求，確保運(yùn)維工作有章可循：例如，明確人員的職務(wù)范圍和具體責(zé)任，讓人員在工作過(guò)程中擁有明確目標(biāo)，建立嚴(yán)格的監(jiān)督和考核制度，對(duì)運(yùn)維工作進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督和評(píng)估，確保運(yùn)維工作按照制度執(zhí)行；在考核制度的基礎(chǔ)上，還要設(shè)立明確的績(jī)效考核指標(biāo)和獎(jiǎng)懲機(jī)制，激勵(lì)運(yùn)維人員提高工作質(zhì)量和效率，有效激發(fā)人員的積極性，使其主動(dòng)分析和解決集抄系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并參與對(duì)集抄系統(tǒng)運(yùn)維工作的創(chuàng)新。在運(yùn)維的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)也要加強(qiáng)溝通和合作，比如：積極與設(shè)備供應(yīng)商、專業(yè)運(yùn)維公司等建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，以共同提高運(yùn)維水平；還可以通過(guò)深度合作，為后續(xù)的技術(shù)與管理研究提供指導(dǎo)；在此基礎(chǔ)上針對(duì)集抄系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，優(yōu)化各類技術(shù)的應(yīng)用，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展需求。

結(jié)語(yǔ)

低壓集抄系統(tǒng)的維護(hù)首要任務(wù)是選擇適配的設(shè)備，并借助多元化的先進(jìn)技術(shù)手段，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化升級(jí)。為此，供電企業(yè)應(yīng)充分利用智能化與自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化集抄系統(tǒng)的運(yùn)維效能，奠定低壓集抄系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；此外，還需強(qiáng)化對(duì)相關(guān)人員及設(shè)備的精細(xì)化管理，積極推行標(biāo)準(zhǔn)化管理模式，確保管理工作的精準(zhǔn)無(wú)誤，以滿足智慧電網(wǎng)建設(shè)所提出的嚴(yán)格要求。