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【ADI 工程师博客】请不要像倒洗澡水一样丢弃电表

ternence 在 2018-6-15 建立的討論區

如何延长电表使用寿命是个问题?

解决问题前,提醒下——请先不要像倒洗澡水一样丢弃电表!

 

全世界的电力公司利用智能电表和高级计量基础设施(AMI)实现远程抄表、远程连接/断开、需求/响应以及其他高效运营操作。电力公司承受着不断提高运营效率的压力,同时缓解价格的上涨并改善客户服务。虽然智能电表和AMI不需要现场抄表员,但仍需安排昂贵的工作人员来替换接近使用寿命终点的电表。事实证明,这些被替换下来的电表中绝大多数仍可正常运行很多年。如果电表的使用寿命可以延长,直至精度下降之前才及时更换,该有多好?

 

延长电表的使用寿命可带来惊人的高回报。假设有一家电力公司,其花在单只电表及其安装上的成本为100欧元(119.77美元)。假设起始使用寿命为15年,将电表的使用寿命仅仅延长2年,每只电表便可节省13.3欧元(15.93美元)。若将电表的使用寿命延长3年,每只电表全寿命期间节省的成本将增加到20欧元(23.95美元)。如果电表的当前使用寿命少于15年,或者购买及安装成本高于100欧元,那么节省的成本将更加可观。另外,延长电表使用寿命还能改善客户服务,因为需要的服务中断次数会更少。

 

目前的最佳实践要求电力公司或监管机构根据失效的统计分布来确定电表使用寿命。通常情况下,这是由可靠性工程师利用Weibull函数完成的,该函数也称为浴盆曲线,如图1所示。可靠性工程师使用这些技术来确保电表在更换之前的测量精度维持在规定范围以内。

历史上,人们付出了大量努力来降低早期失效的影响。这是通过改进制造工艺、环境老化和广泛测试来实现的。曲线的磨损区域通常呈高斯分布,采用保守(三个或更多标准偏差)统计方法可予以避免,以使不合规格的设备继续工作的可能性最小。此外,许多地区都要求进行抽样测试,以在部署过程中抽查电表的性能。但是,这些方法的最大缺点是退役的电表中99%以上常常仍然能正常工作。尚没有一种经济有效的办法来验证每只设备的测量精度。

 

在智能电表中采用非侵入式实时精度监测技术,将能延长电表的使用寿命,而不会增加现场设备不符合规格的风险。其中一个例子是ADI公司的mSure®技术。mSure技术集成到电能计量芯片中,可持续监测整个测量信号链的精度,包括每个电表中的电流和电压传感器。然后,电表精度连同能耗和其他数据通过AMI传送到云端。对每只电表的精度有完整的信息之后,电力公司便可基于数据驱动来作出关于是否需要更换电表的决定。

 

与所有新技术一样,逐步采用实时精度监测技术是一种审慎的方法。现有的现场采样协议可用来确认解决方案的有效性并训练预测分析。经过数年的数据关联之后,便可减少或消除现场采样,实现额外的成本节省。

 

一个经常提出的问题是:对其他仪表失效机制怎么办,包括备用电池、电源和LCD(液晶显示屏)?现代电表已对电池运行状况进行检测,并能将此参数报告给电表数据管理软件。电源故障将导致电表在数据网络上无法访问,服务部门将得到通知。另外,远程抄表使得LCD不再那么重要,而且其故障最终会由客户上报。

 

电能计量精度是最后一个关键任务参数,现在可对其加以有效监测,实现智能电表使用寿命的延长。通过部署非侵入式实时精度监测技术,智能电表可以创造更多价值,并提高电力公司的投资回报率。

結果