智能电能表全性能试验多任务并行优化策略的研究

范继臣，马晓奇，赵宇东，孙天雨，李永臣

（1.国网辽宁省电力有限公司，沈阳 110006；2.国网辽宁省电力有限公司计量中心，沈阳 110006）

1 引言

电能计量器具是供电企业与用电客户贸易结算的直接关口，其功能和性能的稳定可靠受到供用各方的广泛关注。电能表全性能试验是保证电能表质量的重要环节。近年来，国网公司范围内的计量器具质量检验部门不断完善试验手段、提升检验能力，各省级计量中心目前均已具备电能表和采集终端等主要计量器具的全性能检验能力。计量器具全性能检验项目多达70余项，整个试验任务需要在多个实验室间进行流转交接，为了高效地利用设备人员资源，需要对样品的流转进行系统优化管控，因此实验室间的样品交接是重要的流转节点，需要进行信息记录和系统调度。传统的方式需要人员之间进行频繁的沟通交流，管理人员需要实时了解各实验室人员设备占用情况，并要考虑不同试验项目预期检验时间，合理调度方案。即使如此，实际中也往往难以实现资源的最优化配置。因此，针对全性能试验样品流转、试验项目分配进行优化设计势在必行。

2 全性能试验现状

图1 全性能试验项目

根据《国家电网公司电能表质量监督管理办法》对于省级计量中心业务职能的要求，重点考虑计量器具到货前、到货后及运行中各环节的质量监督，具体分为样品比对和性能检验两个独立部分。根据《Q/GDW1364-2013单相智能电能表技术规范》《Q/GDW1827-2013三相智能电能表技术规范》全性能试验项目多达70多项，如图1所示，试验流程如图2所示。

图2 优化前全性能试验项目流程图

3 过程管控最优化数学模型设计

本文通过对检验任务涉及的各实验室人员、设备使用情况进行汇集，并对各项试验预期检验时间和当前积压待检工作量进行综合考虑，计算出可流转实验室预计空闲时间，并进行排序，确定样品推荐流转方案。通过试验类分层的定义保证了技术标准要求的试验先后顺序，在同一试验类层级，通过对试验人员、设备、进度等信息的统计分析，灵活调整样品流转。

首先，对全性能检验流程建模，设实验室j中各试验项目i为t（i），则试验项目完成所有时间dj为

式中，m为实验室j中的项目总数。

设实验室j自接收任务起经过时间cj后提交，同时考虑实验室j中总体实验项目的试验时间裕度βj，

为0。此时，可用式（3）来表示：

则，对于任一实验室序列s，它的总不满意度为：

问题的目标是寻找当f（s）趋于最小时的优化队列s*，即：（5）

考虑到全性能检验流程具有一定限制条件，设实验室j的任务接收时刻为Kj，任务提交时刻为Wj，则式（5）的约束条件为：

4 实际应用

结合质检部门实验室实际试验情况，测算最优化实验室序列时，所需条件信息如表1所示。实验室拖延时间Tj可由现有各实验室中任务分布情况具体计算。由于目前实验室数量不多，可以利用软件编程通过遍历法计算。经测算，考虑最乐观及最悲观两种情况，全性能检验任务的完成可控制在15个工作日至26个工作日范围内。具体试品试验项目分配图2。

表1 管控优化模型信息表

图3 优化后的全性能试验流程图

5 结束语

本文通过运用模糊项目调度数学模型，对计量器具全性能检验流程进行管控，模型实时收集各实验室人员、设备使用情况，并对所有进行中的检验任务进行进度预估，计算不同检验任务样品最佳流转方案，实现整批检验任务效率的最大化。