贸易结算用电能表现场智能化检定方法的研究

尹渭 黄锋 张大维

【摘要】

贸易结算用电能表在现场运行过程中，受现场环境条件、产品质量、优质服务等各方面因素的影响，可能会发生用电客户与电力公司之间的计量纠纷和诉求需求。

本研究课题的主要内容是在原有贸易结算用电能表现场检定服务的业务流程基础之上，研究一种新型式的现场智能化检定方法，从技术层面上确保电能表现场检定工作的标准化水平，杜绝人为差错，降低工作质量风险；以不同设备之间的数据实时交互的方式取代人工维护数据的方式，为解决计量纠纷提供相应的技术依据。同时通过信息化手段对现场检定电能表的全过程予以取证保存，以更好地处理和应对可能发生的客户服务诉求事件。最终实现贸易结算用电能表现场检定工作当中的数据接口标准化、操作流程规范化、增强系统兼容性、减少不必要的人力、物力成本、提高本项工作的自动化管理能力。

【关键词】 智能化管理系统 移动终端PDA 电能表现场检定

1. 概述

电能表的准确计量关系着用电客户和供电企业的经济利益，保障电能表的计量准确性与现场运行的可靠性有着极其深远的社会意义。因此电能表现场检定业务的科学开展、检定数据的可靠采集、保存及传输在整个检定流程中处于最重要的地位。

为了保障在现场工作的检定人员保质保量地完成现场检定工作、使不同学历层次的操作人员均能准确无误地按照检定规程和操作标准的要求完成电能表现场检定工作、提高数据信息的准确率和安全性，研究一套易于操作且具备数据校验功能的客户电能表现场智能化检定方法具有相当的现实意义。

本项目的目的是研究开发出一款易于操作且具备数据校验功能的贸易结算用电能表现场智能化检定专用设备及其配套使用的智能化管理系统，完成对电能表的现场检定工作，以及对检定数据进行收集、保存、传输，生成数据报表、进行数据分析，同时对检定过程予以全程取证留存等。

2. 贸易结算用电能表现场检定业务的现状

传统的电能表现场检定工作模式采用人工直接操作电能表现场校验仪，并根据现场校验仪出具的数据手工记录。这一操作方式存在以下弊端：

（1）在现场受强光干扰或昏暗的条件下不易辨识屏幕显示或键盘标识；

（2）输入被检电能表属性时的便捷性及可视性较差；

（3）存储的数据类型和数量不易满足管理要求；

（4）客户对检定过程或结果有异议时缺乏有效的现场证据。

基于以上弊端，建立一套比较成熟的电能表计量纠纷智能化诊断方案，将从技术层面上提升电能表现场检定工作的标准化水平，杜绝人为差错，降低工作质量风险；以不同设备之间的数据实时交换来取代人工维护数据方式，为解决客户计量纠纷提供技术依据。

3. 硬件平台和系统平台的选择

3.1选择工业防护等级可达到IP65的硬件平台

以工业防护等级为IP65的手持终端作为专用掌机的硬件平台，手持终端具备基本的条码扫描接口、蓝牙通信接口、红外通信接口、USB2.0通信接口、语音播放器、时钟芯片、大容量的工作电池及透反式日光下可读彩色大液晶触摸显示屏等功能，并且具备高级的GPS定位功能、大数据传送的3G模块和Wifi模块，可用于以后的系统功能扩展。其架构如下图所示：

3.2选择目前市场占有率最大、最易于操作的Android系统

以用户最为广泛的Android4.2操作系统作为专用掌机的系统平台：嵌入式Android4.2操作系統具有内核小、高度模块化、功能强大、运行稳定、系统健壮、运行效率高、操作界面友好等特点。且与目前主流Android手机系统的操作方式完全一致，符合各学历层次的操作人员的使用习惯，简单易学、便于操作。

3.3 总体方案设计

电能表现场检定移动智能终端系统（简称：移动智能终端）是专为电能表现场检定工作开发的一款智能系统。该系统集电能表现场校验仪无线控制、检定方案制定保存、误差数据检测、内存数据抄收、检定过程取证留存等多种功能于一体，同时满足检定管理等各工作环节的实际需求。

主要功能

● 实时与检定平台系统进行信息数据交互，具备检定任务下载，检定数据回传等功能；

● 存储客户资料、电能表等各类信息，具备快速查询功能；

● 实负荷数据（U/I/P/Q/S等）监视与检测功能；

● 误差测量功能，可对误差数据进行化整，并根据规程，自动判断误差数据是否合格；

● 电能表重要数据项抄读功能（如：读取当前有功电能、表号、电能表时钟等）；

● 检定数据存储、查询、管理及统计等功能。

主要特点

● 采用高亮度、高分辨率、大屏幕彩色液晶显示屏；

● 优良的触屏操作手感，多语言（包含中文）人性化

● 操作界面，灵活的软件远程升级；

● 集多种现场检测功能于一体，如：误差检测、功能检测等；

● 工业级手持智能设备，IP65防护等级；

● 手持PDA与现场校验仪通过蓝牙通讯，数据传输方便；

● 蓝牙通讯模块供电有两种方式：1）电池供电；2）可取现场校验仪电源供电，不会出现蓝牙通讯模块没电而造成数据传输失败；

● 手持PDA与被检电表通过DLT 645 多功能电能表通信协议进行数据传输；

● 现场检定方式有两种可选：1）定脉冲数检定；2）定测试时间检定。

● 可支持多型号的现场校验仪，

如： PWS1.3、CS2.1等。

基本配置

手持式终端设备

◆ 系 统

Android 4.2，主频1.2GHz双核

◆ 屏幕

5.8寸彩色电容全触控显示屏

◆通讯接口

蓝牙、红外、USB、Wifi、

GPRS、WCDMA（支持通话）

◆通讯规约

支持DL/T645

◆数据采集

电子标签：高频：13.65MHz，

超高频：902-928MHz

硬件识别一维码及二维码

◆数据安全

内置国网指定数据加密ESAM芯片及安全模块

◆ 存 储

超大存储容量4GB，可扩展到32GB

◆GPS性能

高精度定位、识别功能

◆电源特性

3500mAH聚合物锂电池

◆ 其 它

后置800萬像素摄像头、闪光灯

配套上位机软件

具备与营销系统实时交互信息数据、现场检测电能表、存储数据等功能；可按客户要求进行开发升级

3.4 样机图片

4.掌机功能研究要点

4.1贸易结算用电能表智能化检定专用掌机与现场校验仪的蓝牙快速配对

蓝牙（Bluetooth）是一种低成本、短距离的无线连接技术标准，与其他工作在相同频段的通讯方式相比，蓝牙数据包更短、性能更稳定，更适合在现场环境差、干扰强的电力测量环境中得到应用。

系统由配备蓝牙通讯功能PDA和带蓝牙无线模块的现场校验仪组成，PDA实现参数设置和并下发、数据显示和存储等功能，并上传相关完工数据，校验仪通过接入电能表二次回路测量电流、电压、功率、相位、频率并检测误差。同时PDA通过条码扫描和红外通讯功能实现现场电能表、计量柜等设备的信息采集。

当现场校验仪正常上电，启动现场校验仪掌机程序后，程序会自动搜索附近的蓝牙设备，并将蓝牙设备信息汇总显示，方便操作人员选择需要连接的现场校验仪设备，连接成功后程序自动记录本链接信息，当下次再次连接本线程校验仪时，如果该现场校验仪在掌机蓝牙连接范围内，且处于正常工作状态，则程序自动完成连接，进入校验状态。

如果蓝牙设备搜索或连接失败，程序会跳出提示框，提醒操作人员检查设备，然后再次连接。

4.2现场校验仪数据快速、准备读取，校表快速、准确

通过条码扫描进行条码扫描后，截取客户电能表表号，自动解析电能表条码信息，提取出电能表厂家、表号等信息，并根据获得的信息自动配置校表参数。程序自动通过蓝牙接口快速读取现场校验仪数据，并将读取到的结果转换为图、表等形式供操作人员判断。读取到的电压、电流及其相位信息会通过向量图的方式展现，方便操作人员进行错接线等判断。

为了最大限度的满足业务需求，程序中集成了大量功能，读取了电能表的多项数据，保证校验工作的可扩展性，提供的数据如下表所示：

手持终端采集的主要数据项列表如下表：

字段名 数据类型 是否为空

条码 VARCHAR2（16） N

表号 VARCHAR2（16） N

厂家 VARCHAR2（16） N

电表年份 VARCHAR2（16） N

型号 VARCHAR2（25） N

准确度 VARCHAR2（16） N

常数 VARCHAR2（20） N

校验仪厂家 VARCHAR2（10） N

校验仪型号 VARCHAR2（50） N

校验仪编号 VARCHAR2（254） N

误差1 VARCHAR2（10） N

误差2 VARCHAR2（10） N

平均误差 VARCHAR2（25） N

误差结论 VARCHAR2（10） N

Ua幅度 VARCHAR2（20） N

Ub幅度 VARCHAR2（20） N

Uc幅度 VARCHAR2（20） N

Ua相位 VARCHAR2（20） N

Ub相位 VARCHAR2（20） N

Uc相位 VARCHAR2（20） N

Ia幅度 VARCHAR2（20） N

Ib幅度 VARCHAR2（20） N

Ic幅度 VARCHAR2（20） N

Ia相位 VARCHAR2（20） N

Ib相位 VARCHAR2（20） N

Ic相位 VARCHAR2（20） N

A相有功功率 VARCHAR2（20） N

B相有功功率 VARCHAR2（20） N

C相有功功率 VARCHAR2（20） N

总有功功率 VARCHAR2（20） N

A相无功功率 VARCHAR2（20） N

B相无功功率 VARCHAR2（20） N

C相无功功率 VARCHAR2（20） N

总无功功率 VARCHAR2（20） N

功率因数 VARCHAR2（20） N

频率 VARCHAR2（20） N

接线方式 VARCHAR2（2） N

校表圈数 VARCHAR2（2） N

额定电流 VARCHAR2（20） N

最大电流 VARCHAR2（20） N

额定电压 VARCHAR2（20） N

计量柜条码 VARCHAR2（254） Y

封印条码 VARCHAR2（254） Y

电能表时钟 VARCHAR2（24） N

数据02 VARCHAR2（24） N

数据03 VARCHAR2（24） N

数据41 VARCHAR2（24） N

数据42 VARCHAR2（24） N

数据61 VARCHAR2（24） N

数据62 VARCHAR2（24） N

数据63 VARCHAR2（24） N

数据64 VARCHAR2（24） N

数据07 VARCHAR2（24） N

数据08 VARCHAR2（24） N

校表时间 VARCHAR2（20） N

检定员 VARCHAR2（12） N

核验员 VARCHAR2（12） N

4.3 软件主要界面介绍

PDA硬件定型以后即开始进行软件研发，软件开发过程最长，其中涉及很多计量方面的专业知识，操作人员的使用习惯等多方面因素。

最终界面如下所示：

（程序主界面界面）

（功能選择界面）

（参数设定界面）

（误差模拟界面）

（抄表界面）

（电能表外观检查界面）

4.4 关于输入电源

输入电源采用总电源单独接入的方式，例如，通过现场校验仪的接收端的蓝牙模块的输入电源也直接从现场校验仪上取电，而不是采用新加外接电源的方式。这样做的好处是可以最大限度地提高操作人员的在现场检定过程中安全性和易于操作性。具体接线方式如下图所示：

4. 结束语

基于Android操作系统的手持终端本身具有体积小、携带方便、功能强大、操作方式简单易用等特点，目前在电信、交通、航海、医疗、旅游等领域都有其应用。本研究课题则是尝试将其用于电力行业的现场检定业务中。在此之前，在国内尚无类似的专项研究。

贸易结算用电能表智能化检定方法的研究提供了一种科学可靠的客户电能表现场检定业务的操作流程、数据安全性高、操作简单可靠，适合各类操作人员直接使用。提高了工作效率，达到了数据接口标准化、操作流程标准化、规范统一、系统兼容性增强、减少人工投入、提高自动化管理能力、促进科学管理的目的。项目成果的进一步推广，将从技术层面上确保电能表检定服务工作的标准化水平，杜绝人为差错，降低工作质量风险；以不同设备之间的数据实时交互来取代人工维护数据方式，将显著提高检定服务的整体工作效能，降低电能表检定工作长期投入的人、财、物服务成本；全面兑现社会服务承诺，提升对用电客户优质服务的水平和形象。

随着本项目的广泛应用，所产生的巨大的效益空间也可想而知，例如现场检定规范性的严格控制会大大降低用电客户的诉求。无纸化的操作流程及软件所具有的差错校核功能都会为以后的电能表现场检定工作带来极大的便利，从而达到节约人力、提高工作质量的目的。同时，实现了数据接口标准化，操作流程规范化，增强系统兼容性，极大的提高了现场检定工作的信息化、自动化水平。

尹渭（1972-），大学本科，助理工程师，从事电能计量检定技术及客户服务管理工作

黄锋（1976-），大学本科，工程师，从事电能计量检定管理工作

张大维（1978-），大学本科，助理工程师，从事电能计量检定技术管理工作