电能表现场校验与管理智能系统

随着电力事业的发展，用电单位越来越多，对现场运行的电能表进行及时、准确的校验是保证电力安全、电能计量准确的必要手段。在过去，校表人员先安排当天的校表任务，接着，带着校验仪去校表现场把校验结果记录到本子上，然后将校验结果输入到计算机中。这样做不仅使得校表人员疲于安排各种计划、记录各种数据、统计各类报表，而且随时都有可能发生错误。
　　
基于以上原因，设计了一种电能表现场校验与管理智能系统。该方案基于PDA（Personal Digital Assistant，掌上电脑）和GPRS（General Packet Radio Service）技术，使用PDA暂存数据、通过GPRS网络无线传输，在校表现场和主站服务器之间建立一条数据通讯链路，从而实现了现场电力校表的无纸化、自动化和智能化。同时，系统包含一个强大的管理软件来管理校表数据信息，以达到校表工作的合理化、系统化。

1 系统构成及工作流程
　　
系统主要由3部分组成：主站管理软件模块、主站数据库模块和PDA现场校表模块，系统构架如图1所示。

                     
　　
整个校表的工作流程可以分为：
　　
•计划制定。主站软件生成计划，经过计量专职的审核后生效。
　　
•工作派工。由各外交班班长将计划分配到每个组。
　　
•任务下载。校表人员将要执行的校表任务下载到PDA中。
　　
•现场校表。校表人员带着PDA和校验仪来到校表现场进行校表工作，如果现场出现异常，则通过PDA的无线通信功能连接主站的专家诊断系统，处理各种接线错误。
　　
•上传校验结果。校表完成后，校表人员可以通过无线方式或串口通信方式上传校验结果到主站。
　　
•统计各种报表。

2 系统实现
　　
2.1主站管理软件模块的设计
　　
主站管理软件模块采用具有高安全性和稳定性的C/S（Client/Server）模式,读写主站数据库，实现电表等信息的管理、校表工作的安排、对校表数据的处理、现场接线错误的诊断、各类报表的统计等功能。主站管理软件的开发使用了Borland公司的delphi 6开发工具，它具有可视化开发环境（IDE）、编译器速度快、强大的数据库支持功能、灵活的VCL组件、跨平台开发等特点，备受应用程序开发者的青睐[2]。各个功能模块如图2所示。

               
　　
通信模块。在主站和PDA的通信中使用GPRS前置机的数据转发功能，实现无线通讯，大大减少外网对主站服务器的攻击。同时，提供了和营销系统、专家诊断系统的接口。
　　
系统管理。可以在系统中设置部门及各部门下的工作人员，根据人员的级别分配相应的菜单权限。
　　
档案管理。操作人员可以对部门、电表、变电所、用户、区域等信息进行管理，同时提供操作日志查询。
　　
任务管理。它包括计划任务的生成、校表任务的下载、校表结果的上传。
　　
报表管理。针对计量所的实际需要，提供了各类报表和直观的统计图。
　　
2.2 主站数据库设计
　　
主站服务器安装Oracle 8i数据库。Oracle数据库具有安全性强、兼容性好、高可用性、高生产率、多线程处理能力等特点，是世界上使用最广泛的关系数据系统之一[3]。数据库在整个系统中属于底层共享的数据资源支持层，对上层应用提供了基础数据的存储、管理、查询等功能的支持。数据库包括客户表、变电所表、线路表、电表表、测量点表、任务表、计划表、校验结果表等，简要表结构设计如图3所示。

              
　　
2.3 PDA校表模块的软硬件设计
　　
PDA校表模块包括校验仪和带GPRS上网卡的PDA。其中校验仪用于对电表进行校验检测，PDA用于保存校验仪数据及和主站的数据通讯。
　　
PDA校表软件参照标准[4]及实际校验流程设计。软件模块提供界面手工输入直观检查信息，比如电表外壳是否完好、电流量程是否正常、是否失流、是否失压、是否超载等信息；通过串口转红外通讯方式接收电表数据；通过串口接收校验仪（PWS）的数据，如果是带红外的PWS，则可以通过前面的红外端口接收PWS数据。
　　
PDA软件提供两种方式实现与主站的数据通讯：
　　
•GPRS通讯方式。PDA在检表现场与主站的服务器进行无线通讯，实时查询获取信息及上传结果，如果接线有异常的话，通过主站进行实时诊断和处理；
　　
•串口通讯方式。用串口线连接PDA和主站客户端，通过客户端连接服务器数据库取得工作内容，上传校验信息等。
　　
在PDA上还建立了一个小型的数据库，用于存放校表员信息、电表信息、校表任务信息等数据。PDA端软件在EVC 3.0环境中开发，模块构成如图4所示。

                   
3 系统功能及特点
　　
与传统的电能表现场校验相比，该系统具有以下功能特点：
　　
•校表自动化。采集的数据通过串口或红外通讯方式自动输入到PDA，并且存储在PDA中，再上传到主站数据库，实现了无纸化、自动化作业。
　　
•校表智能化。系统提供的错误接线专家诊断模块能通过GPRS无线网络，辅助校表人员进行接线错误判断，提高工作效率。
　　
•任务安排合理化。通过生成年计划算法，结合考虑用户类型、去年计划完成情况、用户区域等信息，可以将校表地点、时间相近的用户或变电所安排在同一天校表，避免了校表人员劳于奔波。
　　
•管理的规范化。操作员具有不同的管理权限，方便了不同岗位的计量所人员工作，同时，也确保系统和数据的安全性、准确性。
　　
•处理信息化。所有校表结果最后汇总到各种报表，如电能表运行点校验报表、关口电能表运行点校验报表、电能表运行点非优校验报表、关口电能表运行点非优校验报表、重要电能表运行点二率报表、校验结果统计、校验结果分析等。而且，所有这些统计报表都有相应的统计图，直观方便的把各种信息呈现在操作员面前。
　　
•网络安全性强。系统采用了防火墙技术、VPN技术，可以将那些尝试对主站服务器的攻击拒之门外，保障了系统的安全。
　　
•实时性强。GPRS网络具有接入时间短、传输速率高、资源利用率高等特点[5]，满足了该系统要求的实时、快速、稳定的要求。

4 结语
　　
结合PDA和GPRS技术的电能表现场校验与管理智能系统，系统维护方便、操作简单、易于扩展，和传统校表方法相比，实现了电力校表无纸化工作和智能化管理，简化校表工作，规范计量单位对信息数据的维护，减少了纠纷和事故发生率。该系统已经在浙江某城市投入使用，获得了关注和好评，相信在未来的应用中，必将带来更大的经济效益和社会效益。