一种具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统

摘要

本发明公开了一种具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，包括：电力抢修系统的理论和实践依据，基于电力用户用电信息采集系统对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。该具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，基于智能电表与营配数据管理的供电异常快速响应技术研究与示范应用项目是基于目前日趋成熟的电能量采集系统的基础扩展功能研发的，此项目的成功可以直接通过对日常智能电表与营配数据管理中的供电异常数据进行实时监测、分析及主动上报。

说明书

技术领域

本发明涉及电力抢修技术领域，具体为一种具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统。

背景技术

在支撑配网运营管理方面，随着面向对象数据交换协议、低压电力线宽带载波、智能诊断模型等相关技术的不断发展，用电信息采集系统在配变异常运行状态监测与评估管控、停电事件实时研判与主动服务、户变连接关系自动识别与精准校验等课题的研究中逐渐起到越来越重要的作用，但是，由于设备自身能力及通信技术发展等限制，使得采集系统在支撑配网新兴业务过程中略显吃力。

国际上大部分国家均已经建立起AMI（高级量测系统）体系，实现智能电能表数据的远程抄读以及控制，为可靠的计量计费提供了保障，如加拿大BCHydro公司178万智能电能表的规模下，每天数据存储量大概为11GB，北美高级量测体系基本上采用基于射频技术的微功率无线技术作为读表系统的局域通讯，安装灵活，方便组网。欧洲人口稠密，多采用电力线载波技术作为最后一公里的通讯，即电能表通过电力线载波连接集中器，集中器再连接广域无线通讯网，英国因国土狭小，独创性地省略了高级量测体系的局域网部分，每一个用户的通讯接口都直接接入无线移动网络，即广域通讯网络，澳大利亚的AMI系统由智能电能表、本地通信网络（包括表内通信单元、中继器、接入点）、远程通信网络（电信运营商无线公网）、网络管理系统（NMS）四部分组成，主要功能包括电能计量、供电质量监测（电压、电流、过压、欠压等）、远程停复电、负荷控制、停电监测和上报、户内网络交互、远程固件升级等功能，其中，澳大利亚电网公司为了支撑配网停电事件的抢修做出了进一步的技术革新，在电能表上实现了单户停电事件的主动上报，大大提升了运维抢修的效率，澳大利亚电网公司对供电服务质量均有较高的要求，对于故障停电抢修有较为严格的监管政策，目前该公司的故障研判主要停留在配电台区层面，电力公司抢修系统不具备抢修人员地理定位及工单移动作业功能，我国的用电信息采集系统在智能电能表事件记录、窃电监测与数据安全等方面具有优势，但在数据存储、停电事件实时主动上报、供电质量监测、负荷控制、户内网络交互、主动注册以及电能表软件远程升级等方面，还暂时存在着不足，目前低压用户电能表数据获取难度大，数据类型、数据获取频率难以满足应用需求，因此对一些量测数据分析算法尚未建立完整的应用工程进行理论验证。

现有的低压故障抢修流程需要被动地从居民电话报修得失情况，并且依赖于抢修工程队的现场勘查来确认故障跳闸电源，抢修人员只能通过不全面的用户报修信息来判断故障电源点，由于人员专业素质参差不齐，所以故障电源点和故障类别判断准确率较低，客观上造成了抢修时间延长，随着国网智能电网工程的不断推进，智能电表在用户端计量采集得到了广泛的应用，智能电表具备采集、监控用户的用电情况，并能及时将这些信息上报用电信息采集系统，如何将用户用电时间信息实施掌控，实现用户用电信息在故障抢修相关信息系统的共享，是一个亟待解决的问题。

针对上述问题，急需通过具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，完善电力抢修。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，以解决上述背景技术中提出的故障电源点和故障类别判断准确率较低，客观上造成了抢修时间延长，用户用电信息在故障抢修相关信息系统中不能便利共享的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，包括：

电力抢修系统的理论和实践依据，基于电力用户用电信息采集系统对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能；

供电异常情况下的信息主动上报，由当前电采系统下信息被动等待集中器和后台主站召测上传的模式，改为供电异常信息即时主动上报的模式；

电采集中器GPRS通讯，由单通道向固定IP、地址主站上传数据模式升级为多通道向不同IP地址、不同主站上传数据的模式；

供电异常信息监测平台，基于与其他电力系统平台的数据相互交互模式；

停电区域及故障类型判别，基于低压电网拓扑关系归纳、总结和分析；

辅助决策研究，基于用电信息采集系统与供电服务指挥平台、95598业务支持系统等业务应用系统信息交互特性，设计多系统间的信息交互内容、交互频率和交互方式；

项目论证，基于建设电力工程。

优选的，电力抢修系统的理论和实践依据：

截止到2017年底，河南省用电信息采集系统已达到100%的覆盖率，安装3800万只智能电能表，通过用电信息采集系统建设为实现智能双向互动服务提供了基础支持平台，有效地提高了营销管理水平，在以上基础上，通过对日常智能电表与营配数据管理中的供电异常数据进行实时监测、分析及主动上报，将极大地提高供电公司维护反应时间、提高服务质量及降低故障和投诉率，进一步完善和发挥用电信息采集系统功能和作用，提升供电公司的经济和社会效益。

优选的，电能表供电异常情况下数据及时上传的研究内容及技术路线：

S1：研发内容及技术路线

（1）研发内容

在现有电采系统的基础上，研发计量箱信息采集传输装置，更新升级电采集中器程序及规约，新建供电异常信息监测平台，将电能表异常供电信息进行及时有效的上传、分析及处理；

梳理分析用户停电故障抢修相关需求，优化停电瞬间电能表各类进程协调机制和优先级处理方法，提出设计方案；

优化智能电能表硬件开发策略，建立高效科学的停电事件上报机制，提出基表及通信模块电源设计方法，设计构建方案；

归纳总结各类智能电能表停电事件，分析产生原因及故障现象关联关系，提出故障数据库优化方案；

基于用电信息采集系统现有架构，提出支持户表停电事件实时上报的用电信息采集终端技术改造方案；

根据各类通信模式自身特点，提出支持户表停电事件实时上报实现手段，完善远程及本地通信协议，构建本地通信模块技术改造方案；

分析停电事件及相关数据，建立停电综合研判模型。

（2）技术路线

2.1计量箱信息采集传输装置

研发计量箱信息采集传输装置，其内置小无线及载波通讯模块、电源组件及485通讯模块，装置通过485通讯线缆与电能表连接，拥有独立的电源模块，在外部供电电源切断的情况下，可保持正常工作状态，维持必需的异常信息上传时间电量；

通过实时监测计量箱内进线电源及电能表通讯状态，装置可在

a）单个电能表供电异常情况下，直接通过载波通讯模块将供电异常信息上传至电采集中器。

b）在计量箱外部进线电源断路的情况下，通过小无线通讯模块实现多台装置之间的信息互通，经外部进线电源正常供电装置的载波通讯模块将供电异常信息主动上报至电采集中器。

2.2集中器

A、升级更新现有电采集中器内软件程序，在保持原电采集中器功能的基础上，实现GPRS通讯模块多通道数据实时在线及交互技术，当集中器收到计量箱信息采集传输装置上报的异常供电信息或检测到自身供电异常时，在不影响集抄数据通讯的情况下，优先主动将异常供电信息上传至供电异常信息监测平台；

B、升级更新集中器载波模块程序，增加电能表异常供电信息收发通信规约。

2.3供电异常信息监测平台

新建供电异常信息监测平台，增加电能表异常供电信息收发通信规约，实时在线，即时收集、分析及处理电采集中器主动上传的异常供电信息；

建立数据接口程序，与供电服务指挥平台、95598业务支持系统、电力GIS平台及其他数据平台进行数据交换，快速准确的判别出电能表异常供电信息故障类型、范围、地点、用户等信息，及时发布相关报警信息，实现故障信息地快速汇总、整理、判别、报送、处理等一系统工作流程，有效提高工作效率和提升优质服务水平。

（3）现场系统示意图及网络拓扑图（如附图3-4）。

优选的，所述停电区域及故障类型判别包括：

结合低压电网拓扑关系，归纳总结各类智能电能表停电事件，分析产生原因及故障现象关联关系，建立停电综合研判模型，实现故障类型预判和停电影响范围精确定位功能，第一时间指导配网抢修，提供以客户需求为导向的主动服务，通过95598系统对停电用户第一时间主动告知相关信息，提高主动服务时效性和用户服务获得感。

优选的，所述辅助决策研究包括：

提出用电信息采集系统与其他业务应用系统间的信息交互与共享方法，构建数据接口设计方案；

依据用电信息采集系统统一接口服务平台构建理念，设计交互数据结构，建立信息交互模型；

提出用电信息采集系统与其他业务应用系统间的信息交互与共享方法，构建数据接口设计方案；

通过深化智能电能表在配网运营管理中的应用，通过对停电事件参数、供电回路阻抗、台区电气拓扑关系智能识别等大数据分析，采用面向多业务应用系统的信息交互与共享技术，为配网优化检修方案和策略提供数据支撑，进一步提高供电质量；

结合台区复电信息，精准计算停电时长，实现故障恢复的确认和停电信息可视化的及时更新，提升抢修工作效率，为用户提供高品质的便捷服务，解决为民服务“最后一公里”问题，实现便民、惠民、利民，提升优质服务水平。

优选的，项目论证包括：

S1、建设规模

构建支撑用户停电事件实时上报的用电信息采集系统部署建设方案，并开展工程示范应用；

为验证效果，拟选一个城内台区和一个乡下台区，爪营变谷七板、健康路供电所富七板两个台区，共计12806户电力用户的用电信息采集系统改造，更换智能表12806只，改造计量箱2079只，实现电能表异常供电信息快速响应。

S2、工程内容

1）台区集中器及传输模块软件更新或升级。

2）台区电能计量箱内通讯线布设。

3）主站软件更新或升级。

4）现场系统调试：台区集中器与计量箱信息采集传输装置、集中器与主站通讯调试。

S3、工程范围

1）爪营变谷七板、健康路供电所富七板两个台区，涉及范围包括12806户，2019年度具体实施区域包括三相表2588只，单相表10218只。

2）终端更新调试现场施工具体区域包括小区配电所、箱变（柱上变）、低压配电箱柜及电能计量表箱内。

S4、工程对象

1）工程区域内台变下的所有低压单相及低压三相电力用户，包括居民、小商业、低压小动力、公用设施等。

2）公变关口计量点。

3）工程区域内高压专变电力用户。

S5、项目的先进性

通过优化用电信息采集终端、研发计量箱信息采集传输装置等关键设备软硬件开发策略，完善远程及本地通信协议，研究面向多业务应用系统的信息交互模型，完善电能表停电事件主动上报功能，解决信道通讯不畅问题，快速有效地为低压配网停电故障快速抢修提供数据支撑和解决方案。

S5、项目创新点

1）研发计量箱信息采集传输装置，建立载波及小无线双模通讯机制，有效解决电能表信息传输不畅的问题。

2）电采集中器GPRS通讯多通道数据实时在线及交互技术的研发。

3）研发电力系统多平台数据清洗、筛选及处理平台，采用面向多业务应用系统的信息交互与共享技术，为配网优化检修方案和策略提供数据支撑。

S6、项目解决的主要问题

在电力载波作为通信方式的前提下，通过对集中器、计量箱内部改造实现供电异常数据的有效上传，解决大量数据同时上传带来的信道堵塞等问题。

优选的，项目论证工程专门设置了实验室，软硬件配套设备齐全，可保证各位研究人员正常研究任务的实施，项目承担单位长期从事与本项目相关的一线工作，积累了丰富的现场工作经验，本项目团队成员同时对本项目相关的专业理论有深入的理解并提出过具有建设性的见解，项目团队将工作建议与理论见解相结合，按照理论联系实际的基本原则，能够确保本项目理论研究部分顺利开展。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，基于智能电表与营配数据管理的供电异常快速响应技术研究与示范应用项目是基于目前日趋成熟的电能量采集系统的基础扩展功能研发的，此项目的成功可以直接通过对日常智能电表与营配数据管理中的供电异常数据进行实时监测、分析及主动上报，同时带来可观的经济效益和持续的社会效应；

1.通过本项目的开发，是顺应了我省营配数据管理中电能表供电异常快速响应的迫切需求，是提高供电质量、用电可靠性和提高电力企业自身综合管理水平的需要，应用该技术后，不仅可以方便了配电线路的巡视需要，直观方便，节约了大量巡查人员的费用支出，也降低了巡查人员的巡视风险与难度，减轻工作时间与劳动强度，同时可以在监控中心后台可及时有效收到供电异常的电表信息预警，通过各项监测采集的数据实时分析、诊断和报警信息，采取适当的措施及时予以消除、解决问题，保证配电线路的安全、稳定运行，避免因电表供电异常事故所引发不可估量的损失；

2.基于智能电表与营配数据管理的供电异常快速响应技术研究与示范应用项目应用后，将极大地提高供电公司维护反应时间、提高服务质量及降低故障和投诉率，为用户提供高品质的便捷服务，解决为民服务“最后一公里”问题，实现便民、惠民、利民，提升优质服务水平；

3．通过优化用电信息采集终端、智能电能表等关键设备软硬件开发策略，完善远程及本地通信协议，研究面向多业务应用系统的信息交互模型，完善电能表停电事件主动上报功能，实现低压配网停电故障快速抢修。

附图说明

图1为本发明流程示意图；

图2为本发明停电区域及故障类型判别流程示意图;

图3为本发明现场系统示意图

图4为本发明网络拓扑示意图。

具体实施方式

本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种具有人员定位和工单移动作业功能的电力抢修系统，包括：

电力抢修系统的理论和实践依据，基于电力用户用电信息采集系统对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能；

供电异常情况下的信息主动上报，由当前电采系统下信息被动等待集中器和后台主站召测上传的模式，改为供电异常信息即时主动上报的模式；

电采集中器GPRS通讯，由单通道向固定IP、地址主站上传数据模式升级为多通道向不同IP地址、不同主站上传数据的模式；

供电异常信息监测平台，基于与其他电力系统平台的数据相互交互模式；

停电区域及故障类型判别，基于低压电网拓扑关系归纳、总结和分析；

辅助决策研究，基于用电信息采集系统与供电服务指挥平台、95598业务支持系统等业务应用系统信息交互特性，设计多系统间的信息交互内容、交互频率和交互方式；

项目论证，基于建设电力工程。

电力抢修系统的理论和实践依据：

截止到2017年底，河南省用电信息采集系统已达到100%的覆盖率，安装3800万只智能电能表，通过用电信息采集系统建设为实现智能双向互动服务提供了基础支持平台，有效地提高了营销管理水平，在以上基础上，通过对日常智能电表与营配数据管理中的供电异常数据进行实时监测、分析及主动上报，将极大地提高供电公司维护反应时间、提高服务质量及降低故障和投诉率，进一步完善和发挥用电信息采集系统功能和作用，提升供电公司的经济和社会效益。

电能表供电异常情况下数据及时上传的研究内容及技术路线：

S1：研发内容及技术路线

（1）研发内容

在现有电采系统的基础上，研发计量箱信息采集传输装置，更新升级电采集中器程序及规约，新建供电异常信息监测平台，将电能表异常供电信息进行及时有效的上传、分析及处理；

梳理分析用户停电故障抢修相关需求，优化停电瞬间电能表各类进程协调机制和优先级处理方法，提出设计方案；

优化智能电能表硬件开发策略，建立高效科学的停电事件上报机制，提出基表及通信模块电源设计方法，设计构建方案；

归纳总结各类智能电能表停电事件，分析产生原因及故障现象关联关系，提出故障数据库优化方案；

基于用电信息采集系统现有架构，提出支持户表停电事件实时上报的用电信息采集终端技术改造方案；

根据各类通信模式自身特点，提出支持户表停电事件实时上报实现手段，完善远程及本地通信协议，构建本地通信模块技术改造方案；

分析停电事件及相关数据，建立停电综合研判模型。

（2）技术路线

2.1计量箱信息采集传输装置

研发计量箱信息采集传输装置，其内置小无线及载波通讯模块、电源组件及485通讯模块，装置通过485通讯线缆与电能表连接，拥有独立的电源模块，在外部供电电源切断的情况下，可保持正常工作状态，维持必需的异常信息上传时间电量；

通过实时监测计量箱内进线电源及电能表通讯状态，装置可在

a）单个电能表供电异常情况下，直接通过载波通讯模块将供电异常信息上传至电采集中器。

b）在计量箱外部进线电源断路的情况下，通过小无线通讯模块实现多台装置之间的信息互通，经外部进线电源正常供电装置的载波通讯模块将供电异常信息主动上报至电采集中器。

2.2集中器

A、升级更新现有电采集中器内软件程序，在保持原电采集中器功能的基础上，实现GPRS通讯模块多通道数据实时在线及交互技术，当集中器收到计量箱信息采集传输装置上报的异常供电信息或检测到自身供电异常时，在不影响集抄数据通讯的情况下，优先主动将异常供电信息上传至供电异常信息监测平台；

B、升级更新集中器载波模块程序，增加电能表异常供电信息收发通信规约。

2.3供电异常信息监测平台

新建供电异常信息监测平台，增加电能表异常供电信息收发通信规约，实时在线，即时收集、分析及处理电采集中器主动上传的异常供电信息；

建立数据接口程序，与供电服务指挥平台、95598业务支持系统、电力GIS平台及其他数据平台进行数据交换，快速准确的判别出电能表异常供电信息故障类型、范围、地点、用户等信息，及时发布相关报警信息，实现故障信息地快速汇总、整理、判别、报送、处理等一系统工作流程，有效提高工作效率和提升优质服务水平。

（3）现场系统示意图及网络拓扑图（如附图3-4）。

停电区域及故障类型判别包括：

结合低压电网拓扑关系，归纳总结各类智能电能表停电事件，分析产生原因及故障现象关联关系，建立停电综合研判模型，实现故障类型预判和停电影响范围精确定位功能，第一时间指导配网抢修，提供以客户需求为导向的主动服务，通过95598系统对停电用户第一时间主动告知相关信息，提高主动服务时效性和用户服务获得感。

辅助决策研究包括：

提出用电信息采集系统与其他业务应用系统间的信息交互与共享方法，构建数据接口设计方案；

依据用电信息采集系统统一接口服务平台构建理念，设计交互数据结构，建立信息交互模型；

提出用电信息采集系统与其他业务应用系统间的信息交互与共享方法，构建数据接口设计方案；

通过深化智能电能表在配网运营管理中的应用，通过对停电事件参数、供电回路阻抗、台区电气拓扑关系智能识别等大数据分析，采用面向多业务应用系统的信息交互与共享技术，为配网优化检修方案和策略提供数据支撑，进一步提高供电质量；

结合台区复电信息，精准计算停电时长，实现故障恢复的确认和停电信息可视化的及时更新，提升抢修工作效率，为用户提供高品质的便捷服务，解决为民服务“最后一公里”问题，实现便民、惠民、利民，提升优质服务水平。

项目论证包括：

S1、建设规模

构建支撑用户停电事件实时上报的用电信息采集系统部署建设方案，并开展工程示范应用；

为验证效果，拟选一个城内台区和一个乡下台区，爪营变谷七板、健康路供电所富七板两个台区，共计12806户电力用户的用电信息采集系统改造，更换智能表12806只，改造计量箱2079只，实现电能表异常供电信息快速响应。

S2、工程内容

1）台区集中器及传输模块软件更新或升级。

2）台区电能计量箱内通讯线布设。

3）主站软件更新或升级。

4）现场系统调试：台区集中器与计量箱信息采集传输装置、集中器与主站通讯调试。

S3、工程范围

1）爪营变谷七板、健康路供电所富七板两个台区，涉及范围包括12806户，2019年度具体实施区域包括三相表2588只，单相表10218只。

2）终端更新调试现场施工具体区域包括小区配电所、箱变（柱上变）、低压配电箱柜及电能计量表箱内。

S4、工程对象

1）工程区域内台变下的所有低压单相及低压三相电力用户，包括居民、小商业、低压小动力、公用设施等。

2）公变关口计量点。

3）工程区域内高压专变电力用户。

S5、项目的先进性

通过优化用电信息采集终端、研发计量箱信息采集传输装置等关键设备软硬件开发策略，完善远程及本地通信协议，研究面向多业务应用系统的信息交互模型，完善电能表停电事件主动上报功能，解决信道通讯不畅问题，快速有效地为低压配网停电故障快速抢修提供数据支撑和解决方案。

S5、项目创新点

1）研发计量箱信息采集传输装置，建立载波及小无线双模通讯机制，有效解决电能表信息传输不畅的问题。

2）电采集中器GPRS通讯多通道数据实时在线及交互技术的研发。

3）研发电力系统多平台数据清洗、筛选及处理平台，采用面向多业务应用系统的信息交互与共享技术，为配网优化检修方案和策略提供数据支撑。

S6、项目解决的主要问题

在电力载波作为通信方式的前提下，通过对集中器、计量箱内部改造实现供电异常数据的有效上传，解决大量数据同时上传带来的信道堵塞等问题。

项目论证工程专门设置了实验室，软硬件配套设备齐全，可保证各位研究人员正常研究任务的实施，项目承担单位长期从事与本项目相关的一线工作，积累了丰富的现场工作经验，本项目团队成员同时对本项目相关的专业理论有深入的理解并提出过具有建设性的见解，项目团队将工作建议与理论见解相结合，按照理论联系实际的基本原则，能够确保本项目理论研究部分顺利开展。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。