面向对象智能电能表远程费控应用情况分析及优化

高 波，高 媛，李 飞，武超飞，唐如意，付 超

(1.国网河北省电力有限公司营销服务中心，石家庄 050021;2.国网河北省电力有限公司唐县供电分公司，河北 保定 071000;3.国网河北省电力有限公司，石家庄 050021;4.华北电力大学，河北 保定 071003)

近十年，电力计量业务规模得到很大的发展，智能电能表也因为其诸多优点得到广泛应用，面向对象智能电能表的推广应用，提升了电能计量和计费水平，提高了电力整体工作效率[1-2]。随着智能电网的建设，国家电网有限公司(简称“国网公司”)对面向对象智能电能表的性能要求越来越高，对面向对象智能电能表适应不同环境的能力提出了更高的要求，其中远程费控是智能电网的一项重要功能，通过技术手段实现了先缴费、后用电的模式，为用户带来极大地便利，也给电力公司运维工作带来不小的挑战[3-4]。

目前仍然处于面向对象智能电能表计推广应用的初期，各地区普遍存在现场面向对象智能电能表比645电能表费控成功率低的问题[5]。以2019年3月份为例，全省范围面向对象智能电能表平均费控成功率为73%左右，645电能表平均费控成功率则达到96%左右，以下主要针对此类问题开展数据统计分析及现场、实验室测试，得出远程费控业务流程繁复、通信模块响应超时是制约面向对象智能电能表费控成功率提升的主要瓶颈，进行深入分析后，在此基础上提出了行之有效的优化方法。

1 采集主站流程分析及优化

通过用电信息采集系统排查发现，出于数据安全性考虑，目前国网公司应用的面向对象智能电能表整体远程费控命令执行流程较为繁琐，在整个费控执行过程中涉及环节多，容易受到现场通信条件影响，导致任务执行失败。现有用电信息采集系统针对面向对象智能电能表的费控流程如表1所示。

表1 采集主站现用面向对象智能电能表费控流程

经分析发现，现有费控流程存在较多非必要命令，一是，费控命令为透明转发命令，从协议角度和安全角度均无需与集中器ESAM进行安全认证;二是，费控效果验证时，抄读状态字为读取命令，按照国网公司采集数据安全防护要求，只读命令无需对电能表做安全认证。

所以，在保证数据防护安全的前提下，可以对面向对象智能电能表的远程费控流程进行优化，减少主站与设备间不必要的交互次数，提高远程费控流程下发成功率和执行效率，简化后的远程费控流程如表2所示。

表2 采集主站优化后面向对象智能电能表费控流程

优化后的远程费控流程应用于6地市，开展面向对象智能电能表台区及645电能表台区试点测试工作，分别取同一供电区域下的100个不同协议台区，以复电命令为例，下发500条工单指令的费控执行成功率对比情况如表3所示。

由表3数据可以看出，面向对象终端下面向对象电能表复电执行成功率提高了17.3%。通过对用电信息采集系统流程的优化，面向对象台区费控执行成功率有了明显提升。

表3 面向对象智能电能表计费控执行对比

2 通信模块响应超时分析及优化

窄带通信模块本身存在通信响应时效性，即通信模块之间通信失联达到一定的时间间隔时，就会彻底连接失败。由于国网公司未对窄带载波通信模块通信响应时长作明确规定，所以造成各个厂家对通信响应时长设置不同。在实验室分别测试了鼎信、东软、中睿昊天、南瑞4个厂家模块，发现中软昊天和南瑞模块通信响应时长为35 s左右，鼎信、东软模块通信响应时长为60 s左右。在现场复杂通信环境中，模块响应时长过短，就极易造成模块通信连接超时，导致无法正常执行费控任务，影响费控成功率。

同时，针对在现场使用较多的窄带载波通信模块开展测试，在实验室环境验证中，搭建了简易的台区环境对645协议表计和面向对象协议表计分别进行远程费控操作。通过测试发现645表计执行一次完整合闸流程用时20 s左右，面向对象表计执行一次完整合闸流程用时在60 s以上。

分别对645电能表和面向对象智能电能表合闸报文长度进行分析发现，698电能表执行费控命令单帧报文传输的数据量要远大于645电能表，其中电能表响应与电能表进行安全认证的透明转发部分内容报文字节数面向对象智能电能表是645电能表的5.2倍，电表响应费控命令的透明转发部分内容报文字节数面向对象智能电能表是645电能表的4.2倍。详细情况如表4所示。

通过对通信模块问题排查分析，面向对象智能电能表执行远程费控流程用时远大于645电能表，在现场实际运行环境中更容易受各类因素干扰，也会影响费控成功率。

因此，部分窄带载波模块厂商如中软昊天和南瑞模块响应时长时间配置35 s，不能有效满足面向对象通信协议功能应用，建议修改模块程序改为60 s。同时，为提高面向对象智能电能表计费控成功率，可结合HPLC推广工作，优先应用于面向对象台区。

表4 645电能表及面向对象智能电表执行远程费控交互报文传输数据量对比

3 其他优化及建议

远程费控成功率实现100%的目标，仍受公网远程通信等多种条件影响，故需结合现场运维手段予以提升效果，作为补充手段。结合目前全国网范围内，大力推广应用的计量现场作业终端设备，建立并完善一整套采集运维闭环管理流程。其中，计量现场作业终端是一种适用于电力营销计量相关人员现场作业，内嵌ESAM安全单元的手持式智能设备，可以现场实现表计安全认证及操作，满足国网安全防护要求。结合计量现场作业终端内置App程序，可以实现现场数据补抄、时钟设置、停复电、电价时段调整等功能应用。

依托国网公司采集运维闭环管理系统，通过对用电信息采集系统一定时间段内远程费控失败的任务，形成采集运维闭环管理工单，将工单任务下发至计量现场作业终端中，由工作人员携带计量现场作业终端到现场通过设备红外通信端口或者485线通信方式，进行现场停复电操作。经过实验室测试及现场应用情况反馈，计量现场作业终端针对面向对象智能表计的复电成功率达到99.9%以上，将有效解决远程费控失败带来的各类投诉问题。

4 结论

a.通过采集系统费控流程优化，面向对象台区费控执行成功率得到有效提升。

b.通过实验环境验证，发现某些模块厂家本地通信响应时间配置过短，不能有效满足面向对象通信协议功能应用，需修改相关程序。

c.提出通过应用计量现场作业终端实现对费控业务的现场操作，建立采集运维闭环管理机制，有效弥补远程通信失败造成的费控失败问题。

d.通过文中提出的优化策略，提升了费控业务应用成功率，保障了电力企业电费的有效回收，为用户网上实现一键支付创造了便捷条件，同时为落实煤改电业务提供了有效手段。