电能测量精度延长智能电表的使用寿命

世界各地的电力公司利用智能电表和高级计量基础设施 （AMI） 来实现远程抄表、远程连接/断开、需求/响应和其他运营效率。公用事业公司一直面临着提高运营效率的压力，同时缓解加息和改善客户服务。虽然智能电表和AMI消除了对现场抄表器的需求，但仍需要安排昂贵的工作人员来更换即将达到使用寿命的电表。事实证明，绝大多数更换的电表仍在运行，并且将持续很多年。如果仪表的使用寿命可以延长，使其仅在精度下降之前更换，那会怎样？

延长仪表的使用寿命会产生惊人的高回报。考虑一个假设的公用事业公司，在仪表及其安装上花费 100 欧元（119.77 美元）。假设起始使用寿命为 15 年，将仪表的使用寿命延长 2 年，则每米可节省 13.30 欧元（15.93 美元）的终身成本。将仪表寿命延长 3 年，每米使用寿命内可节省 20 欧元（23.95 美元）。如果仪表的当前使用寿命少于 15 年，或者购买和安装成本高于 100 欧元，则由此节省的成本甚至更加显着。此外，延长仪表的使用寿命可以改善客户服务，因为需要的服务中断更少。

当前的最佳实践要求公用事业或监管机构根据故障的统计分布来确定仪表的使用寿命。通常，这是由可靠性工程师使用Weibull函数完成的，也称为图1所示的浴缸曲线。可靠性工程师使用这些技术来确保仪表的测量精度在更换之前保持在等级范围内。

从历史上看，很多注意力都集中在减少早期生活失败的影响上。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具有高斯分布，通过使用保守（三个或更多标准差）统计方法避免，以最大程度地减少超出规格的设备继续使用的可能性。此外，全球许多地区都需要进行样本测试，以便在部署期间抽查仪表性能。然而，这些方法的最大缺点是，通常超过99%的仪表仍然在规格范围内运行。从来没有一种经济高效的方法来验证每个设备的测量精度。

在智能电表中采用非侵入式实时精度监测技术将延长电表的使用寿命，而不会增加现场设备不合格的风险。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，该芯片持续监控整个测量信号链的精度，包括每个仪表中的电流和电压传感器。然后，仪表精度以及能耗和其他数据通过AMI传输到云端。全面了解每个仪表的精度，使公用事业公司能够就所需的仪表更换做出数据驱动的决策。

与所有新技术一样，分阶段采用实时精度监控技术是一种谨慎的方法。现有的现场采样协议可用于确认解决方案的有效性并训练预测分析。经过几年的数据关联，可以减少或消除现场采样，从而进一步节省成本。

经常出现的一个问题是，所有其他仪表故障机制，包括备用电池、电源和LCD（液晶显示器）呢？现代仪表已经监控电池的健康状况，并可以将此参数报告给仪表数据管理软件。电源故障将导致数据网络上无法访问电表，从而标记服务部门。通过远程抄表，LCD不再具有很高的重要性，其故障最终将由客户报告。

电能测量精度是现在可以有效监控的最后一个关键任务参数，从而延长了智能电表的使用寿命。通过部署非侵入式实时精度监控技术，智能电表可以提供附加值并提高公用事业的投资回报率。

审核编辑：郭婷