电能表检定周期优化研究

2018-04-19李丽平潘肖龙杨世旺王晓辉

浙江电力 2018年3期

李丽平，潘肖龙，杨世旺，王晓辉，林苹

（国网浙江省电力有限公司丽水供电公司，浙江丽水 323000）

0 引言

电能表是供电企业与电力客户进行计费结算的桥梁[1]，也为各项经济指标的考核提供数据支撑。《中华人民共和国计量法》第九条规定：“用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。”电能表被划入强制检定的范围，电能计量准确与否，关乎发电、输电、用电各方的利益[2－3]。

根据DL/T 448－2000《电能计量装置技术管理规程》规定[4]：“经检定合格的电能表在库房中保存时间超过6个月应重新进行检定”。其条文解释为：“电能表在库房中保存时间超过6个月应重新进行检定是对感应式电能表的特殊规定。感应式电能表（机电（感应）式交流电能表）在库房存放6个月以上时误差可能发生变化，必须重新检定”。新修订的DL/T 448－2016将此条修改为：“经检定合格的机电式（感应式）电能表在库房保存时间超过6个月以上的，在安装使用前应重新进行检定；经检定合格的静止式电能表在库房保存时间超过6个月以上的，在安装使用前应检查表计功能、时钟电池、抄表电池等是否正常。”感应式电能表由于本身质量、运行环境和管理等因素的影响，其计量准确性可能在运行中下降[5－8]。而目前，在浙江省电力公司均已采用电子式电能表。电子式电能表的工作原理与感应式电能表不同，其性能稳定。在实际工作中，6个月内尚未检定出问题表计。

目前，针对电能表重检工作的研究较少。文献[9]指出电能表检定规程中包括了传统的感应式电能表的检定，也包括了如今广泛应用的电子式电能表的检定，但实际工作中部分规程没有及时更新，在电子式电能表相关工作没有相应规程可依时，仍然沿用感应式电能表规程，这在社会上存在很大争议。文献[10]指出DL/T 448－2000中有关超期6个月重检的规定已明显不能适用于当下技术标准。2007年之前的电能表多为感应式电能表，其计量准确度受环境温、湿度及外界条件影响大，稳定性差，为保证其安装准确度，对在库房存放时间超过6个月的表计有重新检定的必要。文献[11]指出电子式电能表与感应式电能表相比，具有测量精度高、过载能力强、性能稳定可靠的特点，需要对其采用针对性的检定方法。文献[12]则对运行中的单相电能表的检定或轮换周期的优化展开了研究。

随着新技术、新方法的应用，电力管理水平也在不断提高[13－16]，提升电能计量的精益化管理水平，合理配置人财物资源也成为新时代的重要需求[17]，以下利用大数据分析方法针对电能表重检周期的优化展开探讨研究。挖掘电能表检定、资源损耗等数据，基于离散度分析、EUAC（等价综合成本）分析法，为新修订的DL/T 448－2016提供支撑，为优化检定周期、提升管理水平、辅助部门决策提供参考，并为更广泛领域的应用提供思路。

1 性能分析

1.1 电能表检定数据取样

营销系统和省级计量调度平台系统是目前国网用于计量资产管理的两大系统，计量管理人员基于这2个系统开展计量资产管理工作，存储着计量检定相关业务数据。抽取营销系统和省级计量调度平台系统中的电能表检定数据，数据范围为检验日期在2010年1月1日—2016年6月28日，产权单位为某供电公司且检定次数为2次及以上的电能表25 762只，总检定数据918 712条，抽取数据时间跨度较长，数据较新，具有较强的代表性。

监测电能表在不同检定间隔的性能数据，包括：合格率、平均误差、稳定性等，分析上述各个指标参数随时间的波动和趋势，研究电能表性能指标的分布及其离散性。

1.2 电能表误差分析

按照首检时间和检定时间以月为单位新建检定间隔等字段，统计误差合格率按检定间隔分布。结果如图1所示。

图1 电能表误差合格率

由图1可知：在库6个月及6个月以内未出现误差不合格电能表，期间电能表合格率达100%；时间间隔为10个月时，出现第一只故障电能表。

通过对电能表平均误差的分析，发现其符合正态分布，如图2所示。

图2 电能表误差的正态分布

根据式（1）对电能表平均误差进行方差分析：

式中：u为平均误差的平均值；n为平均误差数据的总数；ui表示该数据中的第i个数据。

根据分析可得出电能表误差检定在较长的一段时间内的波动趋势及规律，结果如图3所示。

分析表明：电能表误差的检定在较长一段间隔内无异常波动，在库45个月以后出现明显的离散度增大情况。

1.3 电能表稳定性分析

电能表稳定性指同一个电能表在相同鉴定条件下2次检定平均误差之间的差值。采用方差分析对电能表稳定性进行检验分析，通过分析可得出电能表稳定性随时间变化的波动趋势及规律，结果如图4所示。

图3 电能表误差的离散度

图4 电能表稳定性离散度

分析表明：电能表误差稳定性离散度与电能表误差离散度变化情况相近，同样在相当长的重检周期内，离散度低，稳定性良好。

2 成本分析

EUAC分析法常用于经济活动、管理活动的综合成本最优化分析[18]。以下运用EUAC分析法，求取重检周期的最优值。

电能表检定周期变化产生的综合成本（简称综合成本），主要可以划分为：重检成本、换修成本。

2.1 重检成本

根据重检间隔期为6个月的重检数，采用比值法得出到重检间隔期改变后的重检数：

式中：t表示新的重检间隔期；R表示当重建间隔期为t时的电能表重检数；r表示重检间隔期为6时的电能表重检数。

根据重检数，再结合单个表计的重检费用，计算重检所耗费用：

单个重检费用=运输费+人工费+电能表检定设备损耗费。

重检成本=重检数×单个电能表重检费用。

某供电公司的取样电能表重检成本见表1。

2.2 换修成本

根据批次电能表数，以及不同时期的故障率（参考国家电网公司电能表招标文件有关故障率的规定），可以计算出故障电表数。再结合单个电能表换修的费用，可以计算出换修成本：

单个电能表换修费用=人工费+运输费+电能表损耗费。

换修成本=换修数×单个电能表换修费用。

某供电公司的取样电能表换修成本见表2。

图5中3条曲线分别表示在不同重检间隔期时的重检成本、换修成本及综合成本，其中综合成本由重检成本和抢修成本叠加所得。

可以看出：重检成本随着重检间隔期的增长而逐渐减少，换修成本随着重检间隔期的增长而逐渐增加，综合成本随着重检间隔先下降后上升。

2.3 一元回归分析

一元回归分析是指在数学关系式中只描述了一个变量与另一个变量之间的数量变化关系[19]。它可以是线性的，也可以是非线性的。为得到两个变量之间的最优函数，视指标数据的分布情况，可以采用线性、二次函数、三次函数、指数函数、幂函数等进行拟合。

表1 重检成本数据

表2 换修成本数据

图5 综合成本分析

文中基于数据特征，采用二次函数作为电能表业务总成本与重检间隔期之间的函数关系。即∶

式中：y为电能表业务总成本；x为重检间隔期；a，b，c为常数。

通过曲线拟合工具，求得函数结果如下：

运用极值法找出综合成本函数的最小值，将最小值对应的重检间隔期作为新的重检间隔期。所得极值点为（11.8，1 016 474），计算极值点左右两处检定间隔，对检定周期为11个月和12个月的综合成本进行比较可得：当检定间隔为12个月时，取得的综合成本最小，ymin=1 030 398。t＜12时，总成本随着月份的增大而逐渐减小；t＞12时，总成本随着月份的增大而逐渐增大；在 t=12时总费用最低。

3 综合分析

对电能表性能的变化趋势、重检成本和电能表换修成本等因素展开综合分析，利用方差分析方法、EUAC分析方法，探索电能表性能及综合成本变化趋势，发现在较长的检定间隔内电能表可以保证优良的稳定性能；同时在检定周期为12个月时，电能表综合成本最低。

上述分析表明：在9个月内重检未出现不合格电能表；在重检周期分别为9，10，11，12个月时综合成本均较低，且变化相近。

4 价值及成效

DL/T 448－2016的修订，体现了现代电力企业管理与时俱进，文中的分析结果体现了其价值成效：

（1）释放工作压力，提升管理成效。数据显示，现有电能表在6个月内的合格率达100%，且在更长的一段时间范围内，其稳定性较好。规程中电能表检定相关规定的调整，将会优化电能表全寿命流程，提升电能表库存周转效率，大大减轻检表环节的工作压力，提升了人力资源的利用效率。

（2）减少资源投入，降低业务成本。电能表检定所需资源较多，所耗成本高，包括了运输成本、人工费用、设备损耗等资源。规程中电能表检定相关规定的调整，势必降低业务成本投入。

（3）通过对不同算法、模型的尝试，利用直观清晰的图表，生动地展示了量化分析结果。文中的思路、方法和成果可为今后更深入地开展电能计量方面的大数据挖掘奠定了一定基础。

5 结语

围绕电能表重检规则展开分析研究，通过营销业务系统和省级计量调度平台、招标资料、报表资料等获取海量数据，关注了电能表历史检定数据和资源损耗数据，针对电能表的合格率、平均误差、重检成本、换修成本、电能表误差分布、离散性、稳定性、综合成本等要素进行了分析，发现电能表重检间隔为6个月的要求存在优化空间，新修订的DL/T 448－2016所带来的经济效益和管理效益值得重视。

文中从基层的计量管理工作着眼，从优化电能表重检周期入手，主动开展探索。研究成果可节约巨大的运营成本，若推广应用于营销或生产的其他方面，将会发挥出更大的作用，文中结论也为规程的修订提供了实质性的技术支撑。

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