如何延長(zhǎng)電表使用壽命？

全世界的電力公司利用智能電表和高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施(AMI)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程連接/斷開(kāi)、需求/響應(yīng)以及其他高效運(yùn)營(yíng)操作。電力公司承受著不斷提高運(yùn)營(yíng)效率的壓力，同時(shí)緩解價(jià)格的上漲并改善客戶服務(wù)。雖然智能電表和AMI不需要現(xiàn)場(chǎng)抄表員，但仍需安排昂貴的工作人員來(lái)替換接近使用壽命終點(diǎn)的電表。事實(shí)證明，這些被替換下來(lái)的電表中絕大多數(shù)仍可正常運(yùn)行很多年。如果電表的使用壽命可以延長(zhǎng)，直至精度下降之前才及時(shí)更換，該有多好？

延長(zhǎng)電表的使用壽命可帶來(lái)驚人的高回報(bào)。假設(shè)有一家電力公司，其花在單只電表及其安裝上的成本為100歐元（119.77美元）。假設(shè)起始使用壽命為15年，將電表的使用壽命僅僅延長(zhǎng)2年，每只電表便可節(jié)省13.3歐元（15.93美元）。若將電表的使用壽命延長(zhǎng)3年，每只電表全壽命期間節(jié)省的成本將增加到20歐元（23.95美元）。如果電表的當(dāng)前使用壽命少于15年，或者購(gòu)買及安裝成本高于100歐元，那么節(jié)省的成本將更加可觀。另外，延長(zhǎng)電表使用壽命還能改善客戶服務(wù)，因?yàn)樾枰姆?wù)中斷次數(shù)會(huì)更少。

目前的最佳實(shí)踐要求電力公司或監(jiān)管機(jī)構(gòu)根據(jù)失效的統(tǒng)計(jì)分布來(lái)確定電表使用壽命。通常情況下，這是由可靠性工程師利用Weibull函數(shù)完成的，該函數(shù)也稱為浴盆曲線，如圖1所示?？煽啃怨こ處熓褂眠@些技術(shù)來(lái)確保電表在更換之前的測(cè)量精度維持在規(guī)定范圍以內(nèi)。

歷史上，人們付出了大量努力來(lái)降低早期失效的影響。這是通過(guò)改進(jìn)制造工藝、環(huán)境老化和廣泛測(cè)試來(lái)實(shí)現(xiàn)的。曲線的磨損區(qū)域通常呈高斯分布，采用保守（三個(gè)或更多標(biāo)準(zhǔn)偏差）統(tǒng)計(jì)方法可予以避免，以使不合規(guī)格的設(shè)備繼續(xù)工作的可能性最小。此外，許多地區(qū)都要求進(jìn)行抽樣測(cè)試，以在部署過(guò)程中抽查電表的性能。但是，這些方法的最大缺點(diǎn)是退役的電表中99%以上常常仍然能正常工作。尚沒(méi)有一種經(jīng)濟(jì)有效的辦法來(lái)驗(yàn)證每只設(shè)備的測(cè)量精度。

在智能電表中采用非侵入式實(shí)時(shí)精度監(jiān)測(cè)技術(shù)，將能延長(zhǎng)電表的使用壽命，而不會(huì)增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不符合規(guī)格的風(fēng)險(xiǎn)。其中一個(gè)例子是ADI公司的mSure?技術(shù)。mSure技術(shù)集成到電能計(jì)量芯片中，可持續(xù)監(jiān)測(cè)整個(gè)測(cè)量信號(hào)鏈的精度，包括每個(gè)電表中的電流和電壓傳感器。然后，電表精度連同能耗和其他數(shù)據(jù)通過(guò)AMI傳送到云端。對(duì)每只電表的精度有完整的信息之后，電力公司便可基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)來(lái)作出關(guān)于是否需要更換電表的決定。

與所有新技術(shù)一樣，逐步采用實(shí)時(shí)精度監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種審慎的方法?，F(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)采樣協(xié)議可用來(lái)確認(rèn)解決方案的有效性并訓(xùn)練預(yù)測(cè)分析。經(jīng)過(guò)數(shù)年的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)之后，便可減少或消除現(xiàn)場(chǎng)采樣，實(shí)現(xiàn)額外的成本節(jié)省。

一個(gè)經(jīng)常提出的問(wèn)題是：對(duì)其他儀表失效機(jī)制怎么辦，包括備用電池、電源和LCD（液晶顯示屏）？現(xiàn)代電表已對(duì)電池運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，并能將此參數(shù)報(bào)告給電表數(shù)據(jù)管理軟件。電源故障將導(dǎo)致電表在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上無(wú)法訪問(wèn)，服務(wù)部門將得到通知。另外，遠(yuǎn)程抄表使得LCD不再那么重要，而且其故障最終會(huì)由客戶上報(bào)。

電能計(jì)量精度是最后一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)參數(shù)，現(xiàn)在可對(duì)其加以有效監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能電表使用壽命的延長(zhǎng)。通過(guò)部署非侵入式實(shí)時(shí)精度監(jiān)測(cè)技術(shù)，智能電表可以創(chuàng)造更多價(jià)值，并提高電力公司的投資回報(bào)率。