电力用户用电信息采集系统整体解决方案


     目录 1 方案概述 1 1.1 系统目标 1 1.2 产品方案 1 1.3 系统定位 2 2 问题与策略 3 2.1 系统建设重点难点 3 2.1.1 终端兼容性接入问题 3 2.1.2 档案一致性维护问题 3 2.1.3 采集点通信全覆盖问题 3 2.1.4 采集及存储性能问题 4 2.1.5 现有采集系统的集成问题 4 2.1.6 SG186营销业务集成问题 4 2.1.7 异常数据校验及处理问题 4 2.1.8 系统安全防护问题 4 2.1.9 双向互动应用问题 4 2.1.10 数据价值最大化问题 5 2.2 关键策略解析 5 2.2.1 高效采集监控策略 5 2.2.2 标准化数据管理策略 6 2.2.3 数据可视化展示策略 7 2.2.4 多维挖掘分析策略 8 2.2.5 双向互动应用策略 9 2.3 参考规范 9 3 系统特点 12 3.1 一体化平台管理理念 12 3.2 高性能采集技术保障 12 3.3 SG186业务紧密集成 13 3.4 直观完善的运维管理 14 3.5 灵活易扩展的部署支持 15 3.6 先进核心技术应用 15 3.7 全面安全防护体系 15 3.8 省级系统运行经验 16 4 系统结构 16 4.1 逻辑层次结构 17 4.2 网络拓扑结构 18 4.3 数据模型结构 19 4.4 软件功能结构 20 5 主站功能实现 22 5.1 数据采集功能 22 5.1.1 功能概述 22 5.1.2 主要功能点 23 5.1.3 应用效果图 23 5.2 数据管理功能 24 5.2.1 功能概述 24 5.2.2 主要功能点 24 5.2.3 应用效果图 24 5.3 预付费管理功能 25 5.3.1 功能概述 25 5.3.2 主要功能点 25 5.3.3 应用效果图 25 5.4 有序用电与负荷管理功能 25 5.4.1 功能概述 25 5.4.2 主要功能点 26 5.4.3 应用效果图 26 5.5 计量监测功能 27 5.5.1 功能概述 27 5.5.2 主要功能点 27 5.5.3 应用效果图 28 5.6 用电监测功能 28 5.6.1 功能概述 28 5.6.2 主要功能点 29 5.6.3 应用效果图 29 5.7 终端运行管理功能 29 5.7.1 功能概述 29 5.7.2 主要功能点 30 5.7.3 应用效果图 30 5.8 系统运行维护功能 31 5.8.1 功能概述 31 5.8.2 主要功能点 31 5.8.3 应用效果图 32 5.9 数据分析应用功能 32 5.9.1 功能概述 32 5.9.2 主要功能点 32 5.9.3 应用效果图 32 6 终端接入方案 33 6.1 终端产品特点 33 6.2 专变采集终端接入 34 6.2.1 产品方案 34 6.2.2 技术特点 35 6.2.3 主要功能 36 6.2.4 技术指标 37 6.2.5 接入方案 38 6.3 低压集抄终端接入 39 6.3.1 产品方案 39 6.3.2 低压集中器 39 6.3.3 低压采集器 42 6.3.4 接入方案 45 6.4 配变采集终端接入 49 6.4.1 产品方案 50 6.4.2 技术特点 50 6.4.3 主要功能 50 6.4.4 接入方案 51 6.5 厂站电能量终端接入 51 6.5.1 产品方案 52 6.5.2 技术特点 52 6.5.3 主要功能 53 6.5.4 技术指标 54 6.5.5 接入方案 54 7 系统间集成 55 7.1 协议方式 56 7.2 文件方式 56 7.3 中间数据库方式 56 7.4 WebService方式 57 7.5 数据中心方式 57 8 系统安全防护 57 8.1 远程访问控制 58 8.2 数据安全管理 58 8.3 对外服务控制 58 8.4 域间访问控制 58 8.5 系统操作控制 58 8.6 系统传输安全 58 8.7 网络安全防护 58 9 系统运行指标 59 9.1 系统可靠性指标 59 9.2 主站设备负荷率及容量指标 59 9.3 系统容量指标 59 10 项目组织与管理 60 10.1 项目管理方式 60 10.2 项目组组织结构 60 10.3 项目组角色及职责 61 10.3.1 项目主管 61 10.3.2 项目负责人 62 10.3.3 质量保证组 62 10.3.4 平台支持组 62 10.3.5 工程实施负责人 62 10.3.6 产品开发负责人 62 10.3.7 开发组长 62 10.3.8 开发组 62 10.3.9 系统测试组 63 10.3.10 客户化支持组 63 10.3.11 配置主管 63 10.3.12 系统培训组 63 10.3.13 系统集成组 63 1 方案概述 1.1 系统目标 电力用户用电信息采集系统的建设目标是实现对所有电力用户用电信息的“全覆盖”、“全采集”、“全预付费”管理,实现与SG186营销业务系统其他模块无缝集成,共同构建一体化电力营销技术支持系统,为智能电网建设提供重要的智能营销技术支撑平台。 1.2 产品方案 依据国家电网公司Q/GWD373-Q/GWD380电力用户用电信息采集系统的系列技术标准,推出了iES-E200PRO电力用户用电信息采集系统整体解决方案。该方案基于先进的SOA架构,采用一体化方式集中管理各类通信资源和采集终端,能够快速构建面向大型专变用户、中小型专变用户、低压单相工商业用户、低压三相工商业用户、城乡居民用户、台区配电关口等六类电力用户用电信息的“全覆盖”、“全采集”、“全预付费”的系统建设目标,同时也能够直接采集电厂上网关口、变电站输变电关口或通过接口方式获取此类电能信息,从而在一体化用电信息采集系统中实现购、供、售各环节一体化的数据中心,为电网企业经营管理和分析决策提供及时、准确的基础数据。 iES-E200PRO电力用户用电信息采集系统整体解决方案产品领域覆盖主站、终端和电能表,结构示意图如下: 1.3 系统定位 电力用户用电信息采集系统是营销现代化的重要技术支撑,是营销业务应用系统的重要组成部分。作为整个营销业务系统的一部分,系统在实现时需要充分考虑SG186营销业务应用典型设计,与营销业务其他模块在业务功能和数据共享方面紧密集成,共同完成营销业务过程,为具有“信息化、自动化、互动化”特征的坚强智能电网建设奠定坚实基础。另外,系统也提供配电业务支持、电量统计、决策分析、增值服务等功能,为生产SCADA系统、配电自动化系统、GIS系统提供基础数据。 2 问题与策略 2.1 系统建设重点难点 根据系统建设的经验,在电力用户用电信息系统建设过程中通常面临着如下方面的重点、难点问题。 2.1.1 终端兼容性接入问题 电力用户用电信息采集系统需要接入各种类型的采集终端,特别是面临着在役老终端的运行接入,因此系统面临着不同类型、不同规约的终端如何进行通信解析以及运行管理的问题。 2.1.2 档案一致性维护问题 电力用户用电信息采集系统的大部分档案内容均在营销业务等其他系统中存在,如何保证本系统的档案与现场实际的档案以及业务系统中的档案一致,是影响着采集数据正确率的关键因素,否则会出现能够采集到数据但是不对应的问题。 2.1.3 采集点通信全覆盖问题 电力用户用电信息采集系统要求达到全覆盖、全采集的建设目标,因此在通信方式上需要支持多种通信类型才能消除通信盲点,达到全覆盖、全采集的目标。根据选用的通信介质、通道类型、服务方式,系统在前置采集平台的处理上能够自动适配光纤、GPRS/CDMA、230M、PSTN/ADSL等,并且支持新的通信方式的扩展。 2.1.4 采集及存储性能问题 电力用户用电信息采集系统接入的终端规模大,采集数据量多,因此系统面临这如何保证数据在有限的时间范围内采集到主站并存储进计算机系统,避免数据漏失。 2.1.5 现有采集系统的集成问题 目前,各省市已经建立了不同用途的电能信息采集系统,满足自动抄表、负荷控制、配变监测等等需要,用电信息采集系统的建设需要能够充分重用以往的资产。重用的方式一方面采用终端接入,另一方面需要将以往的数据资源集成到现有系统,消除数据孤岛。因此,系统需要提供统一的规范化接口机制,统一集成现有已经建成的系统的数据资源,消除数据孤岛。 2.1.6 SG186营销业务集成问题 电力用户用电信息采集系统作为营销业务系统的组成部分,作为智能电网的基础支撑系统,如何与营销业务其他模块、调度自动化系统、配网自动化系统等其他系统建立数据流转机制,充分体现系统的建设价值,实现系统建设目标是关键的问题。 2.1.7 异常数据校验及处理问题 电力用户用电信息采集系统采集的表码、功率、电压、电流、电能质量以及异常工况事件等数据会以为各种因素存在异常,如何对这些异常数据进行识别判断和处理,是影响数据可用性的关键问题。 2.1.8 系统安全防护问题 电力用户用电信息采集系统采集的数据量大,数据的备份、归档、容灾等策略尤为重要,如何采用有效的策略性安全管理统计分析的数据。 2.1.9 双向互动应用问题 电力用户用电信息采集系统作为“自动化、信息化、互动化”智能电网的基础支撑平台,如何体现双向互动性是系统功能开发上面临的重要问题。 2.1.10 数据价值最大化问题 用电信息采集系统采集的数据量大,对于海量数据如何有效的挖掘、展示是系统建设最后一公里价值的体现所在,需要系统综合采用多种统计展示手段,使系统的建设效果最大化表现出来。 2.2 关键策略解析 面对提到的上述重点、难点问题,在电力用户用电信息采集系统开发中采用了如下五大关键技术策略。 2.2.1 高效采集监控策略 采用一体化通信平台技术,屏蔽通信技术和通信协议的差异,集中管理各类通信信道和终端,满足继承和发展的建设原则,从而解决终端兼容性接入、采集点信道全覆盖问题; 采用单节点并发控制及批量存储技术,有效解决大规模终端并发采集与实时存储瓶颈,在有限时间内完成对全部终端的数据采集和存储,从而解决终端兼容性接入、采集点信道全覆盖以及实时采集和存储问题。 2.2.2 标准化数据管理策略 按照《营销业务应用标准化设计》中数据模型设计要求,建立统一的数据模型,并实现与营销档案的日同步更新和基于XML的标准化数据传递,从而保证信息的一致性。 运用数据加速器、智能甄别处理模型、适配器等技术提升数据综合管理的能力,采用数据归档管理、备份及恢复策略保障数据的安全。 2.2.3 数据可视化展示策略 采用仪表盘、饼图、曲线图、雷达图、柱形图等多种统计图形进行可视化展示。 采用电网线路图、系统模拟监控图等仿真图形进行实时的可视化监控。 采用空间地理信息技术,对终端安装、运行监控、故障抢修等各类业务进行地理图形可视化应用。结合密度图层界定技术,在空间地理信息上对负荷分布、售电量分布、终端分布等统计数据进行可视化展示。 并且,基于纯WEB技术的GIS图形上可以直接对客户、终端、电表的相关数据报表和终端操作。 2.2.4 多维挖掘分析策略 采用多维钻取分析技术,从时间、区域、客户等多维度视角对线损、电量、负荷、运行质量等进行分主题统计和分层次数据挖掘。 2.2.5 双向互动应用策略 系统在6大功能方面体现双向互动应用机制。 自动抄表业务:自动抄表执行——用户抄表数据发布——抄表日结算; 预付费管理:客户预购电——送电/用户用电——费用余额发布/查询——催费告警通知——欠费控制; 有序用电:错峰方案——限电信息发布——用户排产——限电控制;用电监测: 用户现场监测——异常信息发布——用户排查支持——险情处理——安全用电; 用电优化:用电信息监测——用电数据分析——时段电价/阶梯电价分析——合理用电建议——用户优化用电; 需求定制:以收藏夹技术进行用电信息需求、版面结构、操作功能的个性化定制——定制服务提供。 2.3 参考规范 DL/T 614 多功能电能表 DL/T 645 多功能电能表通信规约 Q/GDW129-2005 电力负荷管理系统通用技术条件 Q/GDW130-2005 电力负荷管理系统数据传输规约 Q/GDW 373-2009《电力用户用电信息采集系统功能规范》 及编制说明 Q/GDW 374.1-2009《电力用户用电信息采集系统技术规范: 专变采集终端技术规范》 及编写说明 Q/GDW 374.2-2009《电力用户用电信息采集系统技术规范: 集中抄表终端技术规范》 及编写说明 Q/GDW 374.3-2009《电力用户用电信息采集系统技术规范: 通信单元技术规范》 及编制说明 Q/GDW 375.1-2009《电力用户用电信息采集系统型式规范: 专变采集终端型式规范》 及编制说明 Q/GDW 375.2-2009《电力用户用电信息采集系统型式规范: 集中器型式规范》 及编制说明 Q/GDW 375.3-2009《电力用户用电信息采集系统型式规范: 采集器型式规范》 及编制说明 Q/GDW 376.1-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议: 主站与采集终端通信协议》 及编制说明 Q/GDW 376.2-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议: 集中器本地通信模块接口协议》 及编制说明 Q/GDW 377-2009《电力用户用电信息采集系统安全防护技术规范》 及编制说明 Q/GDW 378.1-2009《电力用户用电信息采集系统设计导则: 主站软件设计导则》 及编制说明 Q/GDW 378.2-2009《电力用户用电信息采集系统设计导则: 终端应用软件设计导则》 及编制说明 Q/GDW 378.3-2009《电力用户用电信息采集系统设计导则: 技术方案设计导则》 及编制说明 Q/GDW 379.1-2009《电力用户用电信息采集系统检验技术规范: 系统检验技术规范》 及编制说明 Q/GDW 379.2-2009《电力用户用电信息采集系统检验技术规范: 专变采集终端检验技术规范》 及编 制说明 Q/GDW 379.3-2009《电力用户用电信息采集系统检验技术规范: 集中抄表终端检验技术规范》 及编制说明 Q/GDW 379.4-2009《电力用户用电信息采集系统检验技术规范: 通信单元检验技术规范》 及编制说明 Q/GDW 380.1-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 主站建设规范》 及编制说明 Q/GDW 380.2-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 通信信道建设管理规范》 及编制说明 Q/GDW 380.3-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 采集终端建设管理规范》 及编制说明 Q/GDW 380.4-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 主站运行管理规范》 及编制说明 Q/GDW 380.5-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 通信信道运行管理规范》 及编制说明 Q/GDW 380.6-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 采集终端运行管理规范》 及编制说明 Q/GDW 380.7-2009《电力用户用电信息采集系统管理规范: 验收管理规范》 及编制说明 《电力二次系统安全防护规定》(电监会5号令) 《国家电网公司信息化“SG186”工程安全防护总体方案(试行)》(国家电网信息〔2008〕316号) 《电力用户用电信息采集系统建设研究报告》(国家电网公司) 《电能信息采集与管理系统典型方案》(国家电网公司) 《电力用户用电信息采集系统主站软件标准化设计》 3 系统特点 3.1 一体化平台管理理念 系统采用一体化的方式对各类电力用户用电信息进行采集和管理:支持各类通信方式的接入和通道的扩展,全面覆盖采集对象;提供统一流程、统一标准的终端管理及运行质量监测,提高终端竞争公平性;采用分级配置的任务管理方式,降低任务管理难度;采用一体化数据存储模型,构建一体化电能数据中心,保证数据的一致性和准确性。 3.2 高性能采集技术保障 系统基于面向服务的架构(SOA)设计,采用积成电子公司电力自动化领域先进可靠的服务总线、实时数据库、图模一体化等自动化技术组件为核心,构建的技术平台在面向大规模高并发要求的用电信息采集时,有效保障了系统的高性能要求。 软总线服务 采集任务调度 控制任务执行 前置通信服务 实时数据服务 图模转换服务 安全防护服务 安全性 业务逻辑处理 进程监控服务 稳定性 可靠性 扩展性 实时性 高效性 自动化技术平台 3.3 SG186业务紧密集成 系统作为电力营销技术支持系统的重要组成部分,与SG186营销系统其他模块在资源和业务流程上紧密集成,高度共享,共同承担电力营销信息化建设。系统提供通用的集成方式和集成规范,满足SG186营销各业务类对电能信息采集的需求。 控制信息 营销分析与辅助决策 电费收缴及账务管理业务类 资产管理 业务类 电力用户 用电信息采集 新装增容及变更用电业务类 市场管理 业务类 95598处理 业务类 用电检查管理业务类 抄表管理 业务类 计量异常 电能信息 运行信息等 负荷数据 控制信息 终端领用 装拆信息 控制信息 负荷数据 订阅信息 电能信息 用电异常 信息 抄表数据 计量点管理 有序用电 业务类 3.4 直观完善的运维管理 系统为运行维护人员提供完善的档案模型管理、自动任务管理、网络通信管理、软件进程管理、设备运行管理、安全权限管理等功能,从而保障采集平台的安全、稳定、可靠的运行。 3.5 灵活易扩展的部署支持 考虑到各网省公司在采集规模、通信信道、管理模式、业务处理等方面的差异化,iES-E200PRO电力用户用电信息采集系统的模块在部署上可采取灵活的配置,特别是对于前置采集通信模块、数据迁移模块等可根据集中式部署(全省集中)和分布式部署(省、市两级)两种结构的实际要求进行部署实施。 3.6 先进核心技术应用 系统采用前置分层、数据加速、空间信息、模型适配、多维分析、智能甄别等多种先进的核心技术,应用于数据采集、数据存储、数据报表、数据展现等各个层面,为系统建设目标的实现奠定了坚实基础。 3.7 全面安全防护体系 系统采用多种防护技术构建全面完备的安全防护体系,从设备安全、传输安全、网络安全、访问安全、操作安全、数据安全等各方面综合设计和建设,从而为采集系统的安全运行提供有力的保障措施。 3.8 省级系统运行经验 系统具有大规模终端的实际接入及运行管理的经验,采集范围覆盖专变用户、工商业用户、居民用户、配变考核点、上网关口点、变电站计量点等各类采集点,通信方式支持230M、光纤、GPRS/CDMA、ADSL/PSTN、微波等。目前在某省级电力实施的采集系统已完成50kVA及以上专变客户2万户、公用配变3万个、小水火电厂104家以及400万户低压用户的接入。 4 系统结构 4.1 逻辑层次结构 按照Q/GWD378.3《电力用户用电信息采集系统设计导则》,电力用户用电信息采集系统的逻辑结构由三大部分构成:主站层、通信层、设备层。主站层是由一系列软、硬件构成的计算机网络系统,是整个系统的管理与控制中心,管理着系统的数据传输、数据处理和数据应用以及系统的运行和安全,并统一管理与其它系统的数据集成和交换。 主站层又分为前置采集、数据管理和营销业务应用,具体可细分为前置采集又分为前置通信调度、数据采集、控制执行等部分。前置通信调度是对各种与终端的远程通信方式进行通信的管理和调度;数据采集负责采集终端的用电信息,并负责协议解析;控制执行是对带控制功能的终端执行有关的控制操作;数据库管理负责对数据的合理性检查、存储、统计;业务应用实现系统的各种应用业务逻辑。 通信信道层是主站和采集设备的纽带,提供了各种可用的有线和无线的通信信道,主要采用的通信信道有:光纤专网、GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网等等,为主站和终端的信息交互提供链路基础。 采集设备层是用电信息采集系统的信息底层,负责收集和提供整个系统的原始用电信息。该层可分为终端子层和计量设备子层,终端子层收集用户计量设备的信息,处理和冻结有关数据,并实现与上层主站的交互;计量设备层实现用电计量等功能。终端子层可分为专变采集终端和低压集抄终端,负责对大型、中小型专变用户的采集和控制;低压集抄终端分为低压集中器和低压采集器,负责完成对配变关口、低压用户的电能采集和用电控制。 系统逻辑结构图 4.2 网络拓扑结构 电力用户用电信息采集主站网络的物理结构主要由营销系统服务器(包括数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器)、前置采集服务器(包括前置服务器、工作站、GPS时钟、防火墙设备)以及相关的网络设备组成。 网络结构图 iES-E200PRO主站系统基于SOA架构、采用模块化设计,在物理部署上可以满足集中式和分布式架构的需要,根据网省公司的实际情况进行部署。 另外,也可以根据各地区的特点,物理架构采用“数据集中、采集分布”的架构模式,即系统业务应用及相关服务器部署在网公司,系统前置采集服务和服务器集群分布布置于各个地市公司。网公司建设全公司的数据中心与应用中心,利用公司内部信息网络,汇集各地市采集的数据,集中统计分析全公司的用电信息数据。网公司或各地市可登陆网公司主站完成功能应用。同时在地市公司本地部署数据服务器和应用服务器,用于提供采集数据的容灾备份及属地化的功能应用。 4.3 数据模型结构 数据模型是系统设计的重要部分,iES-E200PRO系统的数据模型遵循SG186营销业务典型设计中对电能信息采集域相关对象的定义进行一一对应。在结构上,数据模型主要体现三条主线,即组织结构(供电公司、客服中心、供电所、客户、计量点)、供电关系(供电公司、厂站、线路、客户、计量点)以及行政关系(县、街道办、街道、客户、计量点),除测量点、总加组外皆由营销业务系统导入,在导入时自动对应和维护对象间的关系,导入后本系统不进行档案的修改;测量点、总加组相关的对象关系由本系统自行管理。系统总体数据模型如下图所示: 数据模型图 4.4 软件功能结构 按照标准的要求,为了构建高可用性、安全性、可靠性、可伸缩性和扩展性的用电信息采集系统,主站软件采用成熟、标准的J2EE(Java 2 Enterprise Edition)企业平台架构搭建,采用多层的分布式应用模型、组件复用、一致化的安全模型及灵活的事务控制,使系统具有更好的移植性,以适应用电信息采集系统应用环境复杂、业务规则多变、信息发布的需要,以及系统将来的扩展的需要。 系统软件架构 主站软件采用分布式多层结构,典型的软件架构分表现层、应用层、服务层、数据层。应用层进一步细分为采集子层和业务子层、对外接口等。主站软件通过对外接口与外系统交互。 a)表现层:提供统一的业务应用操作界面和信息展示窗口,是系统直接面向操作用户的部分。 b)业务层:实现具体业务逻辑,是系统主站的核心层,根据系统的应用特点,业务层可分为采集子层、业务子层、对外接口等。 c)服务层:提供全局通用的业务服务、安全服务等组件服务支持,并实现本系统专用的业务逻辑服务,为业务层提供通用的技术支撑。 d)数据层:实现海量信息的存储、访问、整理,为系统提供数据的管理支持。数据层通过大型关系型数据库实现。 iES-E200PRO系统的软件功能结构严格遵循标准的要求,并根据实际的现场设计和应用经验进行了切合实际的细化设计。软件结构上划分为通道适配层、通信适配层、通信服务层、数据服务层、业务支撑层、业务应用层、数据表现层和数据接口层。 软件功能结构图 a) 通过通道适配层、通信适配层和通信服务层实现对各类信道、各类终端的接入和采集控制。 b) 通过数据接口层实现与其他系统间数据流的交互。 c) 通过数据服务层实现对数据的检查、存储、统计和分析等综合管理。 d) 通过业务支撑层实现对业务应用的逻辑封装。 e) 通过业务应用层实现面向营销业务支持、系统运行管理、数据分析应用功能封装。 f) 通过表现层的报表、图形、监控图、地理信息图等多种方式实现对数据的综合展示。 5 主站功能实现 5.1 数据采集功能 5.1.1 功能概述 系统为营销抄表业务提供远程数据采集(自动抄表)的技术手段,应用人员可以定义用户电表的采集时间、采集频率、采集数据项等,从而实现用户表码、电压、电流、电量、负荷、计量工况、状态量以及日、月冻结和统计数据等用电信息。 5.1.2 主要功能点 5.1.3 应用效果图 5.2 数据管理功能 5.2.1 功能概述 系统提供对数据的综合管理功能,包括校验、存储、统计、容灾、接口等,从而保证主站能够稳定、可靠的存储数据,并满足安全、效率及应用的需要。数据处理服务负责对电量、负荷、负荷率、采集质量、以及日、月、年数据的统一存储及后续处理;数据校验分为缺失、倒走、突变、换表。对于突变数据的判断。为保证主站数据的安全性、完整性、可恢复性,系统采取高可靠性的备份系统按照全盘备份,增量备份,差分备份等备份策略进行安全管理。 5.2.2 主要功能点 5.2.3 应用效果图 5.3 预付费管理功能 5.3.1 功能概述 预付费管理根据营销客户电费缴费管理业务中的购电信息,对采集点执行购电控制,由主站、终端、电能表多个环节协调执行,预付费控制方式支持主站实施预付费、终端实施预付费、电能表实施预付费三种形式。 5.3.2 主要功能点 5.3.3 应用效果图 5.4 有序用电与负荷管理功能 5.4.1 功能概述 系统为有序用电管理业务提供负荷控制的技术手段,有序用电管理人员可以编制用电控制方案,通过厂休控、营业报停控、当前功率下浮控、时段控、遥控等手段实现有序用电 5.4.2 主要功能点 5.4.3 应用效果图 5.5 计量监测功能 5.5.1 功能概述 系统为现场的计量设备运行工况提供实时监测的技术手段,可实时获知现场发生的电表、CT、电压、电流等计量异常工况 5.5.2 主要功能点 5.5.3 应用效果图 5.6 用电监测功能 5.6.1 功能概述 系统为重点用户的用电情况提供实时分析和监测的技术手段,实现对实时电量、负荷、电压、电流等用电信息的监测和变化分析。 5.6.2 主要功能点 5.6.3 应用效果图 5.7 终端运行管理功能 5.7.1 功能概述 系统为采集终端的在役运行过程提供全程的维护管理支持,资产管理人员能够进行终端资产质量、状态等各类统计,终端维护人员能够进行调试、维修、拆换等各类操作。 5.7.2 主要功能点 5.7.3 应用效果图 终端管理典型效果示意图 5.8 系统运行维护功能 5.8.1 功能概述 系统为运行维护人员提供完善的档案模型管理、自动任务管理、网络通信管理、软件进程管理、设备运行管理、安全权限管理等功能,从而保障采集平台的安全、稳定、可靠的运行,确保系统的实时采集、运行监控、数据处理与应用。 5.8.2 主要功能点 档案管理 任务管理 监测维护 工况管理 通信管理 安全管理 运行维护功能 营销档案同步/变更处理 档案创立、建模、维护 任务类型/采集范围编制 采集时间/周期配置 采集内容/即时采集 工况源配置/监控项配置 实时监测/分析/发布 查询/甄别/处理/归档 通信方式/端口配置 通信监测/原码调试 流量监控/升级管理 任务/模块进程管理 设备/网络/信道监测 数据/运行质量监测 操作日志管理 操作审批管理 用户权限管理 值班管理 值班编排 电子值班 告警设置 负荷控制 工控/电控/遥控 保电/剔除/中文信息 单控/批控/组地址控 5.8.3 应用效果图 5.9 数据分析应用功能 5.9.1 功能概述 系统基于采集的负荷、电量等电能数据,提供了一系列综合分析功能,实现各类用户、关口的负荷特性、电量变化,统计各类线损。 5.9.2 主要功能点 5.9.3 应用效果图 6 终端接入方案 电力用户用电信息采集终端设备安装在用电现场,通过接入电表、监测装置等设备采集电能信息,然后通过远程通道(光纤、GPRS/CDMA、230M、电话线、宽带等)上传到主站系统中存储和应用。采集终端分为专变采集终端、低压集中抄表终端(包括低压集中器、低压采集器) 、厂站采集终端。 积成电子股份有限公司依据Q/GWD373-Q/GWD380电力用户用电信息采集系统对专变、集中器、采集器的系列技术标准和型式规范研制推出满足要求的各类终端,对于各类用电现场的本地采集提供采集方案。 6.1 终端产品特点 Ø 满足最新标准要求 终端产品完全满足最新发布的终端技术规范和型式规范等标准,并按照新规范要求完成了在某省级单位的产品测试和装用。 Ø 采用最先进的工业级实时技术平台 终端产品采用军工航天领域使用的嵌入式强实时操作系统和进口32位工业级嵌入式 MPU为核心的硬件平台,在产品的稳定性、可靠性、实时性等方面领先于其他技术平台。 Ø 具有强容错能力 终端采用国际领先的嵌入式电子盘镜像技术、主辅热备技术、双网/双猫通信热备技术等,极大地提高了系统的容错能力。 Ø 高准确度电能计量 终端电能计量准确度经过计量认证,有功电能计量准确度达到0.5S级。 Ø 大容量终端数据存储及扩展能力 终端数据存储容量支持32 Mbytes以上存储,大容量存储空间有效保证对大量采集数据、事项记录、故障信息、谐波数据的长期存储,确保了数据的完整性。 6.2 专变采集终端接入 专变采集终端安装在专变用户现场,实现对专变用户的电能信息采集,包括电能表数据抄读、电能计量设备工况和供电电能质量监测,以及客户用电负荷和电能量的监控。 6.2.1 产品方案 iES-LM10T专变采集终端是积成电子最新推出的面向专变用户用电信息采集与管理的终端,满足电力用户用电信息采集系统对专变终端技术标准的要求,适应于对各类专变用户电能表数据采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测、用电负荷和用电量监控,并对采集数据进行管理和双向传输。该终端具有抗干扰能力强、存储容量大、通信方式多样、人机交互界面友好、安装调试方便、运行稳定可靠、易维护等特点。适用于大、中用户、专用变、公用变、农综变、居民小区等需电量自动采集、存储、远传及远程负荷控制、用电服务与管理等自动化领域。 iES-LM10T专变采集终端产品已获得质量技术监督局CMC计量产品生产许可证。 6.2.2 技术特点 Ø 先进的技术平台 硬件平台采用32位工业级嵌入式MPU和大规模可编程CPLD器件,软件平台采用美国军工航天领域使用的嵌入式强实时操作系统,整体性能达到国际先进水平。 Ø 高可靠性系统设计 元器件均选用著名厂家工业级产品,六层板工艺,高集成度设计。 输入、输出采用隔离技术。对于通信输入/输出端口、电源输入端等易遭雷击的接点有良好的防雷击措施。 Ø 强大的抗干扰能力 终端对高频干扰、快速瞬变、浪涌及静电等的抗干扰能力都达到4级标准。 RS485通信端子与强电端子间可承受4kV的工频耐压,4kV的浪涌(对零线),A、B端子可承受8kV的静电接触放电,A、B端子间可承受380V的交流电历时5分钟不损坏。 Ø 高速、高准确度交直流测量 电压、电流、功率测量精度可达0.5级,有功电能计量等级可达0.5S级,无功电能计量等级可达2.0级。可实现2~29次谐波分析。直流模拟量测量精度1级。 Ø 真正的10/100M自适应以太网口 该以太网口为CPU本身自有的网络口,具有10/100M自适应能力。可支持同时多路连续高速率通信,支持ADSL通信,可远方设置IP地址等参数。 Ø 灵活多样的通信方式 支持以太网、GPRS、CDMA、短消息、230MHz专网、拨号、RS232/RS485数字通道等,并支持3G模块扩展。支持主站穿透式抄表和终端级联。 与数字电能表通讯,支持部颁DL/T645、IEC1107等近50余种表计规约。在同一抄表环路上可同时支持多种规约、多种速率抄表。 Ø 方便的系统维护 终端配备大屏幕图形液晶,全中文菜单,显示内容直观、全面。 主站可对终端设置参数和对时,读取终端的各种信息,对终端进行远程维护及程序升级。升级方式支持断点续传,升级过程中终端仍可正常运行。 Ø 严密的安全防护措施 采用国家密码局认可的硬件安全模块实现数据的加解密,支持对称和非对称密钥算法。对终端的参数设置、程序升级和故障调试等重要操作,设有口令保护及铅封保护,可设置终端主动上报铅封被开启和计量装置封印被开启。 Ø 宽泛的电源适应性 三相四线220/380V:允许偏差-50%~+40%; 三相三线3×100V、三相四线3×57.7/100V:允许偏差-25%~+30%; 频率:50Hz,允许偏差-6%~+5%。 6.2.3 主要功能 Ø 数据采集 状态量采集,电能表数据采集,脉冲量采集,交流采样,温度、压力测量等。 Ø 数据处理及存储 实时、当前数据和历史日、月数据,以及电能表运行状况数据、电压合格率数据、谐波数据、过负荷统计数据、三相不平衡数据等。 Ø 电能计量 总及各费率的正、反向有、无功电能、四象限无功电能;各分相正、反向有、无功电能、;总及各费率的正、反向有、无功最大需量。 Ø 参数设置和查询 支持对终端参数、表计参数、控制参数、抄表参数、费率参数等的设置和查询。 Ø 负荷控制 支持功率定值闭环控制、催费告警、预付费控制、保电、剔除、遥控等。 Ø 事项记录 支持计量装置封印非授权人开启、电能表异常、参数改变、跳合闸、停上电、状态量变位、各种越限异常等重要事件和一般事件记录。 Ø 数据传输 可与主站、电能表及当地客户终端设备通信,具有数据转发、穿透抄表、级联通信、流量控制等功能。 Ø 本地功能 具有本地状态灯指示,提供本地红外、无线、USB、232以及网络维护方式,并可作为用户数据接口提供本地用户数据服务。 Ø 终端维护 终端具有自测试、自诊断、自恢复功能,支持当地及远程维护。 6.2.4 技术指标 项 目 技 术 指 标 采集智能表数 64 采集周期 1分钟~24小时可设 存储容量 8MBytes,可扩到32MBytes 交流采样精度 电压、电流 0.5级,功率0.5级 电能计量精度 有功0.5S级,无功2.0级 掉电保存 时钟10年,数据>10年 时钟精度 ≤±0.5秒/天 时钟电池 3.6VDC,1.2Ah 整机功耗 三相四线:≤10伏安,三相三线:≤8伏安 电源 三相四线3×220/380V,允许偏差-50%~+40%;三相三线3×100V、三相四线3×57.7/100V,允许偏差-25%~+30% 工作条件 工作温度:-40℃~+70℃,相对湿度:10%~100%,工作大气压:66kPa~108kPa 抗干扰抗故障能力 DL/T 698 电能信息采集与管理系统4级标准,RS485接口与电源间可承受4kV工频耐压、4kV的浪涌(对零线),A、B端子可承受8kV的静电接触放电,以及A、B端子间可承受380V的交流电历时5分钟不损坏 MTBF MTBF ≥ 50000小时 安全措施 铅封、口令;门禁检测、开盖检测、编程按键 安装方式 壁挂式,280mm*180mm*85mm(高*宽*深) 6.2.5 接入方案 专变采集终端一般通过本地RS-485等方式与用户用电计量设备(如电表)进行通信,通过GPRS/CDMA/230M等无线通道或光纤、拨号MODEM等有线信道与主站进行通信。专变采集接入示意图如下: 6.3 低压集抄终端接入 低压集中抄表终端包含低压集中器和低压采集器两类,用于完成台区考核表、低压居民、低压非居民用户电能表数据的采集、用电异常监测,并对采集的数据实现管理和远程传输。 6.3.1 产品方案 iES-LM10J低压集中器和iES-E10低压采集器是积成电子电能采集终端系列产品中的低压集抄终端产品,采用最新的嵌入式系统软、硬件技术,根据国家和行业最新技术规范研制出的新一代低压集中抄表终端。其主要特点是软硬件技术平台先进、抗干扰能力强、存储容量大、通信方式多样、安装调试方便、人机交互界面友好、电源适应范围宽、维护方便。 iES-LM10J低压集中器还实现了公变监测终端的全部功能,与iES-E10低压采集器相配套使用,能够提供多种情况下台区电能信息管理的解决方案,实现台区范围内电力用户用电信息的全面采集与处理。 6.3.2 低压集中器 iES-LM10J低压集中器是积成电子最新推出的面向公用配变考核计量点及低压工商业、居民用户用电信息采集与管理的低压集抄终端,满足Q/GDW 374.2-2009《电力用户用电信息采集系统技术规范: 集中抄表终端技术规范》和Q/GDW 375.2-2009《电力用户用电信息采集系统型式规范: 集中器型式规范》的要求,适用于低压用户集中抄表、台区电能计量、配电变压器运行监测与无功补偿等应用。 iES-LM10J低压集中器实现收集各采集终端或电能表的数据、数据储存处理、与主站或手持设备进行数据交换等功能,其核心功能有数据采集、数据管理和存储、参数设置和查询、数据传输、事件记录。 6.3.2.1 技术特点 Ø 先进的技术平台 系统采用以飞思卡尔32位工业级嵌入式CPU和大规模可编程CPLD器件为核心的硬件平台。引入美国军工航天领域使用的嵌入式强实时操作系统VxWorks、TrueFFS Flash文件系统等组成系统软件平台。 Ø 高可靠性系统设计 输入、输出采用隔离技术;终端具有良好的防雷击措施;模块化结构设计;充分考虑耐压、功耗等因素。 Ø 灵活多样的通信方式 可以采用多种通讯方式与主站通信。支持以太网、GPRS、CDMA1X、拨号、短消息、SCDMA及RS-232/RS-485数字通道等。支持终端级联。与主站通信支持数据加密及数据压缩。 Ø 真正的10/100M自适应以太网口 与通过串口扩展的以太网口具有本质区别,该以太网口为CPU本身自有的网络口,具有10/100M自适应能力,可支持连续高速率通信。 Ø 安防措施严密 采用国家密码局认可的硬件安全模块实现数据的加解密,支持对称和非对称密钥算法。对终端的参数设置、程序升级和故障调试等重要操作,设有口令保护及铅封保护,可设置终端主动上报铅封被开启和计量装置封印被开启。 Ø 适应能力强 对高频干扰、快速瞬变、浪涌及静电等抗干扰能力都达到DL/T743-2001标准中规定的最严酷4级标准,可在恶劣环境下使用。 Ø 方便的系统维护 终端支持远程维护及程序升级。升级支持断点续传,升级过程中不影响终端正常运行。 此外,终端还具有抗干扰能力强、安全访问措施严密、电源适应范围宽、数据存储容量大等特点。 Ø 高速、高准确度交流采样 交流电压、电流测量精度为0.5级,功率、电量测量精度为0.5S级, 具有电能计量认证。可完成19次谐波分析,便于进行电能质量监测及故障分析。 Ø 集多项功能一体 终端兼具低压集抄、配变监测、电能计量、无功补偿等功能于一体,可广泛应用于低压用户集中抄表、配变运行管理、配变无功补偿、台区远程计量等。 6.3.2.2 主要功能 Ø 数据采集 电能表数据及事件采集,状态量采集,脉冲量采集,交流采样,温度、压力测量等。 Ø 数据处理及存储 实时、当前数据和历史日、月数据,以及电能表运行状况数据、电压合格率数据、谐波数据、过负荷统计数据、三相不平衡数据等,支持重点用户24整点数据存储及管理。 Ø 参数设置和查询 能够设置终端参数、抄表参数以及限值等其它参数,进行时钟召测和对时。 Ø 重点用户管理 可选定重点用户,对其电能表进行重点管理。 Ø 公变电能计量 计量并存储正反向总及分相有功电能、最大需量及发生时刻、正反向总无功电能。 Ø 预付费 支持远程或本地设置和查询预付费相关参数、数据,实现电能表远程通断电控制。 Ø 事件记录 支持计量装置封印非授权人开启、电能表异常、参数改变、跳合闸、停上电、状态量变位、各种越限异常等重要事件和一般事件记录。可记录最近1024条事件,支持事件主动上报。 Ø 数据传输 具备中继路由和级联功能,支持数据转发。 Ø 本地功能及终端维护 本地显示、维护接口、扩展接口,自检和异常维护,远程在线软件升级。 Ø 配变监测 可配置交流采样及无功补偿控制等模块功能或与用于配变监测的交采装置和无功补偿装置进行通信,实现对配电变压器的监测与管理。 6.3.2.3 技术指标 项 目 技 术 指 标 支持电能表数 ≤2040 采集周期 1分钟~24小时可设 存储容量 标配32M,可扩展 掉电保存 时钟10年,数据>10年 时钟精度 ±1s/d 时钟电池 3.6VDC,1.2Ah 通信电池 7.2V/300mAh 电源 三相四线220V/380,允许偏差-30%~+30% 整机功耗 在非通信状态下,视在功率小于15VA、有功功率小于10W 工作条件 工作温度:-25℃~+70℃,相对湿度:10%~100%,工作大气压:66kPa~108kPa 抗干扰抗故障能力 DL/T698 4级标准,RS-485与电源间可承受4KV工频耐压、4kV的浪涌(对零线),A、B端子可承受8kV的静电接触放电,以及A、B端子间可承受380V的交流电历时5分钟不损坏; MTBF MTBF≥50000h 安全措施 铅封、口令 交流采样精度 电压、电流 ±0.5%,功率±0.5% 安装方式 壁挂式,290mm*180mm*95mm(高*宽*深) 6.3.3 低压采集器 iES-E10低压采集器是积成电子最新推出的面向低压工商业用户和居民用户计量点进行用电信息采集与管理的低压集抄终端,满足Q/GDW 374.2-2009《电力用户用电信息采集系统技术规范: 集中抄表终端技术规范》和Q/GDW 375.3-2009《电力用户用电信息采集系统型式规范: 采集器型式规范》的要求,适用于低压用户集中抄表应用。 iES-E10低压采集器用于采集多个电能表电能信息, 并可与低压集中器交换数据的设备。采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。基本型采集器抄收和暂存电能表数据,并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简易型采集器直接转发低压集中器与电能表间的命令和数据。 6.3.3.1 技术特点 Ø 通信方式支持微功率无线、电力线载波通讯; Ø 数据传输准确、可靠、通讯能力强; Ø 自动中继功能; Ø 可抄读多种协议(DL/T645规约等)RS-485表; Ø RS-485通信口耐压220V(3小时内不损坏); Ø 带有存储功能,可存储下挂电表信息及当前电能数据块; Ø 可设置为透明通道使用; Ø 具备开箱状态记录功能; 6.3.3.2 主要功能 Ø 电能表数据采集 根据集中器设置的抄读间隔或抄表日自动采集电能表数据。 Ø 数据分类存储 形成总及各费率日有功电能示值、抄表日有功电能示值等历史日数据;最短可保存3日以上的上述数据。 可保存重点用户电能表(最多可设置10个重点用户)的最近24小时整点总有功电能数据。 Ø 参数设置 接收集中器命令,设置和查询抄读间隔、抄表日、电能表通信地址、通信协议等参数。 Ø 表地址索引表 能依据集中器下发或本地通信接口设置的表地址,自动生成电能表的表地址索引表。 Ø 通信转换 转换上、下信道的通信方式和通信协议。支持集中器与其它采集器之间的通信中继转发。 Ø 本地功能 提供电源、工作状态、通信状态等指示。 提供本地维护接口,支持手持设备通过本地红外通信口设置参数和现场抄读电能量数据。本地参数设置和现场抄表具有权限和密码管理,通信协议支持DL/T 698.42。 Ø 终端维护 终端具有自检、自恢复功能,能记录自身停电、上电时间等事件,供主站查询。 6.3.3.3 技术指标 技术参数 主通讯方式 电力载波通讯、485通信、无线通讯、网络通信 采集智能表数 ≤32 采集周期 15分钟~24小时可设 存储容量 标配64KB,可扩展 时钟精度 +1S/D 电源 220V + 20% 功耗 ≤1W 抗干扰能力 DL/T743--2001 4级标准 工作环境 温度为-40℃~+75℃,相对湿度≤95% MTBF ≥80000h 外形尺寸 长×宽×厚:160×112×71mm 6.3.4 接入方案 由于低压电力客户用电容量很小,地理分布呈分散密布形式,对其进行用电信息采集时一般采用“先区域相对集中,再统一远传”的模式。根据相对集中的不同方式和通信技术手段,iES低压集中抄表终端支持下面四种典型组网模式的应用:“集中器+载波表模式”、“集中器+采集器+RS-485表模式”、“宽带载波集中器+采集器+RS-485表模式”以及“集中器+采集器+微功率无线传输表”,根据客户现场情况将上述方式组合使用,能够为客户设计出最佳的台区电力用户用电信息管理的最佳解决方案。低压集抄终端接入示意图如下: 6.3.4.1 集中器+载波表模式 本模式采用窄带低压电力线载波作为本地区域集中的通信信道,电能表自身具备载波通信能力,在配变下配置一台iES-LM10J低压集中器,实现和载波表通信、数据收集集中并远程传输到主站的功能。 iES-LM10J低压集中器通过RS-485方式定时采集台区总表数据并存储;通过窄带电力线载波方式定时采集低压电力客户载波表信息并进行存储。 主站可通过远程信道实时点抄集中器下任意表计。 对于距离过远或信号较弱的电能表可通过手动设置路由或自动获取路由的方式进行抄收。 适应范围: 适用于用户表计分散安装、用电类型对采集间隔及时效性要求不高的环境。 适用于城乡结合部、农村地区。 优缺点: 以配变台区进行集中,不能跨越配变台区,能清晰表征配变和其下表计的关系。集中器到电表,现场连接关系简洁,易于管理维护,对原有表计本身需要更换,成本相对较高。一次通信成功率达不到100%,需要多次重复采集才能获取全部数据,对于全面远程控制和远程预付费方式的实现和支持不够,采集数据可用于结算。 图 1. 集中器+载波表典型应用示意图 6.3.4.2 集中器+采集器+RS-485电表模式 本模式采用窄带低压电力线载波作为本地区域集中的通信信道,在配变下配置一台iES-LM10J低压集中器和一定数量的iES-E10低压采集器。 iES-LM10J低压集中器通过RS-485方式定时采集台区总表数据并存储;台区下低压电力客户的电能表自身具备RS-485通信能力,iES-E10低压采集器通过RS-485接口与一定区域内的电能表通信;iES-LM10J低压集中器通过窄带低压电力线载波通道定时采集iES-E10低压采集器内相关信息并进行存储,实现数据收集集中并远程传输到主站的功能。支持通过手动设置路由或自动获取路由的方式抄收距离过远或信号较弱的采集器内的信息。 适应范围: 适用于用户表计相对集中安装、用电类型对采集时效性要求不高的环境。 适用于城市、城乡结合部、农村地区。 优缺点: 以配变台区进行集中,不能跨越配变台区。 采集装置和计量装置分离,之间的RS-485接口形式规范统一,易于分专业管理和施工,对计量装置本身无特殊要求 适应于已经有RS-485接口的电表,不需要对表计进行更换,但要求表箱集中布置。 集中器和采集器之间的本地信道可以自行配对。 与全载波形式相比数据完整性和同时性能够保证,有利于线损分析,但相对工程维护量增大 对于全面远程控制和远程预付费方式的实现和支持不够 图 2. 集中器+采集器+RS-485电表模式 在实际应用的现场环境复杂,很多情况下一个配变供电台区既有集中布置的计量表箱又有分散独立的计量表箱,在不想大面积更换表计的情况下可将分散的表箱内的电表换成载波表,构成上述典型应用的混合应用模式。如下图。 图 3. 混合应用模式 6.3.4.3 集中器+采集器+微功率无线表模式 本模式采用微功率无线作为采集器和集中器之间的通信方式。在配变下配置一台iES-LM10J低压集中器,通过微功率无线信道和采集器通信,进行数据收集集中并远程传输到主站。 适用范围: 表计集中安装; 表箱规范,485线不易被破坏; 走线规范。 优缺点: 通信与计量分离,分工明确 电能表有成熟产品选用 便于通信技术升级 安装需要连接RS485总线,安装工作要求较高(可以采用接插件方式弥补); 图 4. 微功率无线集抄模式 6.4 配变采集终端接入 公变采集终端是公用配电变压器综合监测终端,实现公变侧电能信息采集,包括电能量数据采集、配电变压器和开关运行状态监测、供电电能质量监测,并对采集的数据实现管理和远程传输。同时还可以集成计量、台区电压考核等功能。 公变采集终端一般适用于公用配电变压器侧的电能信息采集和设备监测。它通过本地RS-485方式与公变台区总表进行通信,采集、存储并处理电能表的电能量、运行状态等各项数据。同时根据不同的实际需求,公变采集终端可实现与交流采样装置、低压集中器等智能设备的通信,满足功能扩展的要求。公变采集终端通过GPRS/CDMA等无线通道上传数据给主站或接收主站命令和数据。 公变采集终端是否具有自动无功补偿控制功能和兼具低压集中器功能,在实际应用中根据具体情况确定。 6.4.1 产品方案 iES-LM10T变压器采集终端和iES-LM10J低压集中器均具有配变采集与无功控制功能,能够完成对配电变压器进行监测,实时监测、电能计量、存储配电变压器的运行数据,为供电部门掌握低压设备运行状况,制定最经济、安全的运行方案及设备增容等提供一套完整的科学数据。 6.4.2 技术特点 Ø 既能采集反映变压器运行状况的整套常规数据,又能对其进行科学分析形成反映供电质量的统计数据和设备异常运行情况报告; Ø 三相双向四象限多功能电表与无功补偿控制器功能集于一身,为变压器经济运行、降低线损及防范窃电提供有力手段; Ø 多种通讯接口的配备及其对多规约的支持与规约自动识别技术使终端具有强大的通讯功能和组网灵活性; Ø 丰富灵活的控制输出接口即可配置成自动无功补偿控制输出也可配置成遥控输出,完善的无功补偿自动控制算法及过零投切电容技术,保证无功补偿的有效性; Ø 友好的图形液晶界面、简洁的操作按键以及维护密码权限管理极大地方便了装置的调试与维护,同时完全支持采用上位机的现场维护及远程维护; Ø 集抄电能表功能配合本终端强大的通讯功能提供远程抄表解决方案; Ø 支持终端远程升级。 6.4.3 主要功能 Ø 数据采集 交流采样、谐波分析、状态量采集、电能表数据采集、脉冲量采集等。 Ø 电能计量 计量三相总及各时段正、反向有功电能;三相总及各时段正、反向无功电能;四象限总及各时段的无功电能。 Ø 数据处理及存储 实时数据和历史数据,以及负荷曲线数据、极值数据、电压合格率数据、谐波数据、过负荷统计数据、三相不平衡数据等。 Ø 参数设置和查询 支持对终端参数、通讯参数、控制参数等的设置和查询。 Ø 控制(可选) 支持遥控、本地无功自动补偿等。 Ø 异常事件告警 停上电告警、过负荷告警、缺相断相告警、无功补偿故障告警等。 Ø 数据传输 可与主站通信、与电能表通信、数据转发、当地维护等。 Ø 终端维护 终端有自测试、自诊断功能 支持软件远程下载,支持断点续传 软件远程升级过程中终端正常运行 6.4.4 接入方案 配变采集终端一般通过本地RS-485等方式与台区总表进行通信,通过GPRS/CDMA/230M等无线通道或以太网、拨号MODEM等有线信道与主站进行通信。 如果由兼具配变监测功能的低压集中器完成台区总表的采集和公变监测,则接入方案直接采用低压集抄接入方案。 如果配变监测终端独立安装,则与专变采集终端的接入方案一致。 6.5 厂站电能量终端接入 厂站采集终端是应用在发电厂和变电站的电能信息采集终端,可以实现电能表信息的采集存储和电能表运行工况监测,以及供受电能量、母线平衡等统计管理,并对采集的信息进行管理和传输。根据不同的现场需求,厂站采集终端可分为机架式厂站采集终端和壁挂式厂站采集终端。 6.5.1 产品方案 iES-E50/E60电能量远方终端是采用最新的嵌入式系统软、硬件技术,在充分吸收国内外先进技术基础上,开发的新一代电能量远方终端设备。产品适用于变电站、发电厂、大用户等场合的电能量采集与处理。分为壁挂式、柜装式两种类型。具有数据采集准确、存储容量大、通信方式多样、人机交互界面友好、安装调试方便、运行稳定可靠、抗干扰能力强、易维护、易扩展等优点。 壁挂式电能量远方终端的型号为iES-E50;柜装式电能量远方终端的型号为iES-E60。iES-E50/E60经科技部门鉴定技术水平达到国际领先,并获省科技进步二等奖。 6.5.2 技术特点 Ø 可靠性高 CPU选用摩托罗拉32位工业级嵌入式微控制器,软件以嵌入式实时操作系统VxWorks为软件平台,各任务模块独立设计。 交、直流双电源供电,无缝切换。 输入、输出采用隔离技术,良好的防雷击性能。 Ø 数据存储安全可靠 数据采用CRC校验差错控制。支持磁盘镜像。 Ø 抄表通道多 可扩展到13路485通道,确保高密度大容量数据采集。 Ø 安防措施严密 终端设有三级口令保护,确保终端安全、稳定运行。 Ø 适应能力强 对高频干扰、快速瞬变、浪涌及静电等抗干扰能力都达到DL/T743-2001标准中规定的最严酷4级标准,可在恶劣环境下使用。 Ø 维护方便 320×240点阵大屏幕液晶,全中文菜单,显示内容丰富,无需帮助,轻松使用。 支持远程维护及程序升级,升级支持断点续传。 6.5.3 主要功能 Ø 数据采集 通过RS485或电流环接口可定时采集、存储电能表的各项数据。 最多可接256块智能表。 Ø 数据存储 带时标数据存储,存储周期可设置,最小间隔为1分钟。 存储容量最大可支持4GB。 Ø 通信 通信方式选择灵活,支持拨号、网络、专用线路及GSM/GPRS等多种通信方式。 支持多主站通信,可同时与四个以上主站通信。 数据传输具有差错控制,保证无误码传输。 Ø 校时 具有实时时钟,主站可定期校准终端,终端可校准智能表,确保全网时钟统一。 Ø 维护 支持现场或远程维护。 支持在线软件升级。 6.5.4 技术指标 项 目 技 术 指 标 采集智能表数 ≤240 采集脉冲表数 壁挂式 :≤24 柜装式:≤32 采集周期 1分钟~60分钟可调 存储容量 标配32MB,可扩展到512MB; 支持磁盘镜像功能 掉电保存 时钟10年,数据>10年 时钟精度 ±1分钟/年 电源 AC220V±40% ,DC220V±40%,AC/DC两路输入,自动无缝切换 整机功耗 ≤10W 工作条件 工作温度:-30℃~+70℃,相对湿度:10%~100%,工作大气压:70kPa~106kPa 抗干扰能力 DL/T743-2001 4级标准 MTBF ≥50000h 安全措施 铅封、口令 安装方式 壁挂式 : 280×184×103mm(高×宽×厚) 柜装式:482.6×132.5×340mm (宽×高×深)(19英寸3U标准) 6.5.5 接入方案 厂站采集终端通过本地RS-485、RS-232、RS-422、CS(电流环)等方式与采集点监控设备(例如电能表)进行通信,采集、存储并处理采集点监测设备的电能量、运行状态等各项数据;通过PSTN、工业以太网、光纤、宽带等有线网络或者GPRS/CDMA、微波等无线网络上传数据给主站。厂站终端接入示意图如下所示: 7 系统间集成 按照国家电网公司SG186《八大业务应用典型设计-营销业务应用卷》的描述,电力营销业务领域划分成“客户服务与客户关系”、“电费管理”、“电能计量及信息采集”、“市场与需求侧”4个业务领域及“综合管理”,包含19个业务类,其中电能信息采集作为电能计量及信息管理业务领域中的一个业务类,主要应用是对售电侧电能信息进行采集与监控,利用调度、配电等相关系统的电能信息采集,实现将购电侧、供电侧、销售侧三个环节的实时信息整合在一起,形成购、供、售三个环节实时电能信息的统一监控。用电信息采集系统作为电能信息采集业务类的技术实现系统,需要紧密集成在整个营销技术支持系统中,与其他业务类的技术实现子系统共同完成营销业务活动的技术支持。 计量点管理 辅助决策 电费管理 有序用电 资产管理 业扩报装 市场管理 客户服务 用电检查 抄表管理 为了实现与其他业务的紧密集成,系统采用无缝集成技术,避免人工维护造成的信息不及时和不一致而影响集成效果。无缝集成的基础是档案信息的同步,系统的档案信息同步是基于模型的适配和转换,具有高度的自动化和可靠性以及良好的适应性等特点,在档案一致的基础上,以服务总线为纽带,提供面向服务的应用接口实现与其他业务的集成,同时具有方便扩展的特点。 上述互联接口采取多种方式,包括基于SOA架构的Web Service接口、基于IEC61970标准的CIS接口、基于中间库的数据交换、基于规约的实时通信、按照预定义格式的文件方式、数据中心等。 7.1 协议方式 协议方式是按照预先定义的通信原语(如国际标准的通信协议、国家标准的通信协议、企业标准的通信协议等),采用通信的手段进行的数据交换的方法。 7.2 文件方式 文件方式是按照预先定义的文件格式,以文件为载体,通过FTP服务进行文件的上传和下载来实现数据的远传。 7.3 中间数据库方式 中间数据库方式是以商用数据库为载体,按照预先定义的库、表结构定义和权限配置,实现各种数据的双向交换。 7.4 WebService方式 WebService技术是应用程序通过内联网或者因特网发布和利用软件服务的一种标准机制,在Internet或Intranet上通过使用标准的XML协议和信息格式提供应用服务。WebService技术可以实现跨平台、跨防火墙进行数据交互。 7.5 数据中心方式 通过数据中心进行数据交互时,数据提供方先准备好数据,然后通过ETL或者Webservice方式将数据中心传输到数据中心,由数据中心对数据进行清洗、转换,通过数据中心的ODS发布数据服务,供数据需求方使用。 8 系统安全防护 为防止用电信息采集系统的被破坏造成网络瘫痪、业务数据丢失、企业信息泄密、终端病毒感染、有害信息传播以及恶意渗透攻击,从而确保系统的安全稳定运行,确保业务数据安全,系统提供了多角度全方位的安全防护措施,如下图所示: 根据《电力二次系统安全防护总体方案》、《电力行业信息系统安全等级保护定级工作指导意见》和《国家电网公司信息化 “SG186”工程安全防护总体方案》的相关规定,结合用电信息采集系统的实际应用情况,依据“分区、分级、分域”防护方针,将电力用户用电信息采集系统部署在国家电网公司管理信息大区。 8.1 远程访问控制 系统采用密码认证及IP地址控制措施进行控制。 8.2 数据安全管理 系统内数据接口安全防护主要通过密码机、安全模块等安全防护设备保证系统内数据传输完整性和机密性。在系统的主站侧采用密码机,在采集设备内部加装安全模块,传输的数据采用加密手段以实现系统内数据接口安全防护的目标。 8.3 对外服务控制 系统采用统一的对外服务格式,能够对外部的数据发布和接口流出进行审核、校验控制。 8.4 域间访问控制 系统在网络设计上对不同域间的访问采用软硬件防火墙技术或物理隔离技术进行控制。 8.5 系统操作控制 系统在操作上采用用户密码登陆及权限功能控制,并对口令长度、复杂度、生存周期等进行强制要求,并可以采用专用的加密芯片实现硬加密解密控制。 8.6 系统传输安全 所经网络传输的信息通过采用哈希(HASH)单向运算、SSL加密、SSH加密等方式实现加密处理,以此进行控制。 8.7 网络安全防护 网络安全防护包括网络设备防护、组网通信防护、入侵检测防护、病毒防护等内容。网络设备防护一方面通过增加相应的网络安全设备,如:路由器、交换机及防火墙、入侵检测设备、防病毒工具、安全认证芯片等进行防护,另一方面通过主辅备用方式设计。组网通信防护是在网络组网设计时采用安全的专用网络进行组网,比如230M自建网络,VPN虚拟专网等。 9 系统运行指标 9.1 系统可靠性指标 —— 遥控正确率≥99.99%; —— 主站年可用率≥99.5%; —— 主站各类设备的平均无故障时间(MTBF)≥3´104hh小时; —— 系统故障恢复时间≤2h; —— 由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数应<1次/3600h。 9.2 主站设备负荷率及容量指标 —— 在任意30分钟内,各服务器CPU的平均负荷率≤35%; —— 在任意30分钟内,人机工作站CPU的平均负荷率≤35%; —— 在任意30分钟内,主站局域网的平均负荷率≤35%; —— 系统数据在线存储≥3年。 9.3 系统容量指标 —— 接入终端数 >25万台 —— 3年裸数据量 >25 TB —— 每分钟报文数 >600万/分钟 —— 工作站并发数 >500台 —— 230MHz 1200波特率每信道下终端数量 >600台 —— 单台通信机GPRS/CDMA连接数 > 30000台 —— 单台通信机GPRS/CDMA并发数 > 600台 —— 接入用户数 > 1000万户 10 项目组织与管理 10.1 项目管理方式 积成电子对项目的管理采用标准的项目管理方法,按阶段监控项目进展。 10.2 项目组组织结构 积成电子针对本项目工程的内容范围和特点以及以往实施的多个类似的系统项目的经验,对本项目组织结构,集中了本公司的优势力量,采用项目主管负责制的方式管理整个项目的运行。 为了保证项目的顺利实施,积成电子公司电量与营销信息化事业部总经理担任项目主管,优先调动部门内部资源,协调公司各个部门之间的运作,组织精兵强将,充分利用人力和物力,发挥本公司长期从事工程的经验丰富、质量控制严格、批量化生产、个性化服务的优势,按时、优质的完成系统工程。 项目组以矩阵型组织,明确各职能部门对项目的具体支持需求,按项目组计划的要求,及时提供相应的人力、物力、时间资源为项目组服务,保证本项目按合同、按计划顺利实施。 项目组的组成结构如下图所示: 项目主管 质量保证组 项目经理 工程实施组 产品开发组 平台支持组 系统分析组 程序开发组 开发测试组 客户化支持组 系统培训组 系统测试组 配置管理组 系统集成组 项目组织结构图 针对省公司以及各地区的系统特点,本项目组首先分为工程实施、产品开发及系统测试、配置管理组。工程实施主要负责各单位公司的网络集成、客户化工程实施以及系统应用操作的培训。产品开发主要负责本项目所有需要修改或者重新开发功能的设计、编码、测试、配置管理等开发工作以及关键技术的部署。系统测试负责产品研发的测试工作,在后期上线运行时研发组部分成员同时担任测试人员。配置管理主要负责项目过程中所有文档、代码、工具等配置管理。 在进行各地区公司项目实施时,会为每个地区安排一名项目经理,负责实施和监控整个的项目过程,协调包括硬件,系统软件及应用软件等相关的集成、系统最终用户及实施人员安排及资源配置,跟踪整个项目的进度,按时给出项目进度报告和在有必要的情况下提出预警,负责在限定时间内交付合格的制品以满足用户的需求。 10.3 项目组角色及职责 10.3.1 项目主管 负责项目组的资源调配以及后勤保证;组织项目实施过程中客户来访接待以及沟通;负责项目内所需的技术或工程实施协调;负责项目组与外部合作单位的工作协调。 10.3.2 项目负责人 全面负责项目组的各项管理工作;负责项目计划制定、组织人员进行需求调研、需求分析、架构设计以及单元设计工作;负责项目组内小组的任务分配、计划执行情况跟踪等工作。 10.3.3 质量保证组 协助项目组梳理、裁剪、细化适合项目运作的流程、记录和模板;负责项目组软件过程实施的指导;参与对本项目组软件制品的把关评审;根据需要,按照客户的规范化要求,协助项目组制定软件工作制品和用户文件。指导和监督质量管理活动、协助项目组编写过程管理文档。 10.3.4 平台支持组 参与项目技术路线规划、论证;参与里程碑的评审以及主要工作制品的评审。提供软总线、图形平台、安全管理、进程监控、WEB应用等技术支持。 10.3.5 工程实施负责人 协调各实施组完成各公司的项目实施,并收集项目实施过程中的问题。向开发组提供功能修改和增加报告。 10.3.6 产品开发负责人 负责协调所辖各组完成软件的需求分析、设计、开发、测试以及配置管理等开发工作;负责协调组织系统架构培训文档的编写和实施工作。 10.3.7 开发组长 负责调研、需求分析和体系架构设计的工作;与工程项目组长相配合做出关键的技术决策,在其它阶段协助技术负责人进行开发组技术管理工作。 10.3.8 开发组 开发工程师的职责是完成单元设计、单元编码、单元测试等工作;完成《软件单元设计书》文档的编写; 10.3.9 系统测试组 负责系统应用软件的集成测试、系统测试、压力测试以及相关测试计划和测试用例的编写工作 10.3.10 客户化支持组 负责系统开发并向各工程实施组提供技术支持,并对开发的功能或者关键的技术进行现场安装与指导。 10.3.11 配置主管 负责按照配置管理过程和《配置管理计划》管理项目中所有配置管理活动。 10.3.12 系统培训组 负责用户应用系统培训资料的编写、修改、维护。负责集中系统培训的组织和实施工作。 10.3.13 系统集成组 负责系统软、硬件的现场网络集成;配合软硬件供应商和电力公司人员完成软硬件平台的搭建。 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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