摘要：隨著我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展，電力采集系統(tǒng)得到全面應(yīng)用?，F(xiàn)提出一種電力采集終端設(shè)備時(shí)鐘電池欠壓時(shí)自動(dòng)在線校時(shí)的方法，結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景，解決因使用年限等原因?qū)е虏杉K端時(shí)鐘電池老化欠壓造成現(xiàn)場(chǎng)抄表異常的問(wèn)題，從而提高電力采集終端運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：電力采集終端;時(shí)鐘電池欠壓;在線校時(shí)

0 引言

隨著電力采集設(shè)備的廣泛應(yīng)用[1]，電力采集系統(tǒng)通過(guò)電力采集終端對(duì)臺(tái)區(qū)電能表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)居民用戶電量的每日監(jiān)控，以便把握臺(tái)區(qū)的供電情況[2]。

采集終端一般都配有時(shí)鐘芯片，由時(shí)鐘電池單獨(dú)供電，確保臺(tái)區(qū)停電后時(shí)鐘芯片的正常運(yùn)行。目前，市場(chǎng)上各集中器廠家所采用的時(shí)鐘芯片在容量、功率等方面存在差異，集中器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行幾年后，由于高低溫老化和惡劣天氣環(huán)境等因素影響，會(huì)有個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)時(shí)鐘電池欠壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致終端時(shí)間出錯(cuò)，從而引發(fā)臺(tái)區(qū)抄表異常。當(dāng)臺(tái)區(qū)停電時(shí)，時(shí)鐘芯片因供電不足不能正常運(yùn)作，等臺(tái)區(qū)恢復(fù)供電后，采集器時(shí)鐘日期發(fā)生錯(cuò)誤[3]，影響集中器抄表時(shí)凍結(jié)數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)的判別。

本文從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，提出了一種電力采集終端時(shí)鐘電池欠壓時(shí)，依托主站心跳和戶表時(shí)間，實(shí)現(xiàn)采集終端內(nèi)部時(shí)間自動(dòng)在線校準(zhǔn)的方法，降低了終端時(shí)鐘錯(cuò)亂對(duì)用戶采集率的影響，同時(shí)減少了維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)解決故障的工作量。

1 電力采集終端對(duì)時(shí)問(wèn)題概述

目前電力采集終端所采用的傳統(tǒng)校時(shí)方法是通過(guò)主站心跳獲取主站時(shí)間，然后給采集器對(duì)時(shí)，如圖1所示。

這種情況實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)時(shí)的前提條件是主站的時(shí)間準(zhǔn)確，其存在以下弊端：

（1）若主站時(shí)間不準(zhǔn)確，集中器時(shí)間準(zhǔn)確，則對(duì)時(shí)后集中器時(shí)間出錯(cuò)，影響抄表。

（2）隨著心跳的執(zhí)行，頻繁對(duì)時(shí)，會(huì)不停地觸發(fā)抄表任務(wù)的執(zhí)行時(shí)段更新。

（3）若主站時(shí)間與實(shí)際時(shí)間差異過(guò)大，集中器強(qiáng)行給自身對(duì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致任務(wù)執(zhí)行錯(cuò)亂，抄表數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)標(biāo)出錯(cuò)，進(jìn)而造成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)出錯(cuò)。

（4）按照傳統(tǒng)廣播校時(shí)方法，若時(shí)間差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)5 min，則無(wú)法完成對(duì)時(shí)，廣播校時(shí)的修正時(shí)間范圍是5 min[3]。

另外，電力采集終端還可以使用掌機(jī)通過(guò)紅外通信方式對(duì)集中器進(jìn)行校時(shí)，但需要維護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，而電力采集終端的使用環(huán)境一般比較惡劣，有的在電線樁上，有的在地下室，且常伴有高壓電路，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。這種對(duì)時(shí)方法效率很低，一般不采用。

以上校時(shí)方法并不是普遍使用的，有些廠家的集中器不采用主站時(shí)間進(jìn)行對(duì)時(shí)，這類集中器一旦出現(xiàn)時(shí)鐘電池欠壓的情況，就會(huì)直接導(dǎo)致集中器抄表出問(wèn)題，進(jìn)而造成現(xiàn)場(chǎng)采集終端無(wú)法正常使用，只能及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備更換;且內(nèi)置時(shí)鐘電池都是焊死在電路板上的圓柱形電池，無(wú)法在不損壞采集設(shè)備的情況下進(jìn)行更換，而各個(gè)廠家所采用的電池型號(hào)不統(tǒng)一，這樣的終端就只能走報(bào)廢流程，造成資源浪費(fèi)。

2 時(shí)鐘欠壓在線校時(shí)策略

2.1 ? ?技術(shù)思路

（1）采集終端上行：通過(guò)主站心跳獲取主站時(shí)鐘，根據(jù)自身時(shí)鐘和主站時(shí)鐘的差異以及采集器自身的時(shí)鐘電池電壓是否欠壓判斷自身時(shí)鐘是否有效。如果終端時(shí)間與主站時(shí)間相差不大，則終端時(shí)間有效，不必對(duì)時(shí);如果終端時(shí)間與主站時(shí)間差大于設(shè)定閾值，而終端時(shí)鐘電池電壓正常，則主站和終端時(shí)鐘都無(wú)效，需要結(jié)合戶表時(shí)鐘綜合判斷;如果終端時(shí)間與主站時(shí)間差大于閾值且終端時(shí)鐘電池電壓欠壓，則終端時(shí)鐘無(wú)效，需進(jìn)一步根據(jù)戶表時(shí)鐘判斷主站時(shí)鐘是否有效。

（2）采集終端下行：集中器透抄戶表時(shí)鐘數(shù)據(jù)，根據(jù)戶表的時(shí)間和主站的時(shí)間綜合判斷主站時(shí)間是否有效，最終取有效時(shí)間對(duì)采集終端進(jìn)行對(duì)時(shí)，拓?fù)鋱D如圖2所示。如果終端時(shí)鐘電池電壓異常，戶表時(shí)間有效，則選用戶表時(shí)間進(jìn)行對(duì)時(shí)。

2.2 ? ?軟件設(shè)計(jì)

具體軟件實(shí)現(xiàn)終端在線自動(dòng)校時(shí)的流程圖如圖3所示，對(duì)時(shí)函數(shù)由主站給采集終端的對(duì)時(shí)確認(rèn)幀觸發(fā)，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

（1）主站回復(fù)采集終端心跳確認(rèn)幀，終端獲取到主站心跳時(shí)間。

（2）終端采集時(shí)鐘電池電壓，判斷是否欠壓，若沒(méi)有欠壓，表明終端時(shí)鐘芯片供電正常，結(jié)束對(duì)時(shí)。

（3）若終端時(shí)鐘電池欠壓，讀取本地時(shí)鐘，與主站時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)比，相差大于5 min（傳統(tǒng)電力采集系統(tǒng)廣播校時(shí)以5 min為界限[4]，時(shí)間相差1～5 min采用廣播校時(shí)，若大于5 min采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)時(shí)），說(shuō)明終端時(shí)鐘無(wú)效，若相差小于5 min，則認(rèn)為終端時(shí)鐘有效，結(jié)束對(duì)時(shí)。

（4）若終端時(shí)鐘無(wú)效，則立即隨機(jī)讀取一塊戶表的時(shí)鐘。若讀回的戶表時(shí)間與主站時(shí)間一致（相差5 min以內(nèi)認(rèn)為時(shí)間一致），則認(rèn)為主站時(shí)間有效，此時(shí)用主站時(shí)間給終端進(jìn)行對(duì)時(shí)。

（5）若讀回的戶表時(shí)間與主站時(shí)間相差較大，則不可判斷主站時(shí)間和戶表時(shí)間的有效性，需要立即隨機(jī)讀取第二塊戶表的時(shí)間，如果兩只戶表的時(shí)間一致，則判斷戶表時(shí)間有效，此時(shí)用戶表時(shí)間給終端對(duì)時(shí)。

（6）若兩只戶表的時(shí)間不一致，則認(rèn)為戶表時(shí)間無(wú)效，此時(shí)認(rèn)為主站時(shí)間有效，采用主站時(shí)間給采集終端進(jìn)行對(duì)時(shí)。

以上軟件對(duì)時(shí)策略總結(jié)來(lái)說(shuō)就是判斷3個(gè)時(shí)間參數(shù)的有效性，分別為主站時(shí)間、終端時(shí)間、戶表時(shí)間。判定條件與對(duì)應(yīng)的有效時(shí)間如表1所示，哪種時(shí)鐘判定為有效就采用哪個(gè)時(shí)鐘給終端進(jìn)行對(duì)時(shí)操作。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了電力采集系統(tǒng)常用對(duì)時(shí)方法和時(shí)鐘電池欠壓故障問(wèn)題，針對(duì)該問(wèn)題提出了更加完善的在線對(duì)時(shí)軟件策略，不僅可以降低電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集故障率，還能避免因時(shí)鐘電池老化造成的資源浪費(fèi)，且有效減少了設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量。

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收稿日期：2021-07-20

作者簡(jiǎn)介：張書(shū)杰（1994—），男，河南鄭州人，碩士，研究方向：電力智能采集系統(tǒng)。