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电能计费系统知识培训,华立科技 技术中心 2008.8,电力系统 电力自动化系统 电力系统的几种通讯方式 主站系统的几种常用设备 计量自动化系统,介绍目录,电力系统电力工业生产环节,电力工业主要包括5个生产环节： 发电：火力、水力、核能和其他能源发电； 输电：包括交流输电和直流输电； 变电； 配电； 用电：包括用电设备的安装、使用和用电负荷的控制。 电网就是连接发电厂与消费者的网络，其间要经过输、变、配等环节，它是由不同等级的电力线路和输配电设备组成，按其功能可分为两大部分，即输电网和配电网。,电力系统电力网,电力系统电力公司部门及关系图,国家电网/南方电网、6大网电力公司、省电力公司、地市电力公司、县市电力公司、供电所,数字化变电站(综合自动化系统) 调度自动化系统SCADA/EMS 变电站电能计量遥测系统 大用户负荷管理系统（负荷控制系统） 配变监测系统 居民集抄系统 配电自动化系统（配电GIS系统） 营销自动化系统 办公自动化系统,电力公司的几个主要自动化系统,计量自动化系统 四分线损系统 需求侧管理系统 理论线损系统 负荷预测系统,联络线、配电线路 计量点 母线平衡率 变电站平衡 线损 变损 旁路计算,二次接线图,YC量： 电压、电流 功率、表码 功率因数、油温,YX量： 开关、刀闸,YK：遥控开关 YT：遥调变压器抽接头位置 YS：遥视,变电站二次接线图例,调度自动化系统,计量自动化系统,载波 光纤（TCP/IP、UDP） 微波 串口232 电话拨号 4线专线 无线电台（230M） GPRS/CDMA GSM/短信SMS/短信专线 低压载波PLC/小无线/485总线,调度自动化系统 配电自动化系统 变电站计量遥测系统 大用户（负控系统） 配变监测系统 居民集抄系统,电力系统的几种通讯方式,GSM（全球移动通信：Global System For Mobile Communication）是1992年欧洲标准化委员会统一推出的标准，它采用数字通信技术、统一的网络标准，使通信质量得以保证，并可以开发出更多的新业务供用户使用。GSM移动通信网的传输速度为9.6K/s（基于电路交换技术的数据业务CSD）。目前，全球的GSM移动用户已经超过5亿，覆盖了1/12的人口，GSM技术在世界数字移动电话领域所占的比例已经超过70%。由于GSM相对模拟移动通讯技术是第二代移动通信技术，所以简称2G。目前，我国拥有1亿以上的GSM用户，成为世界第一大运营网络。,几种通讯方式-GSM/2G,GPRS（通用无线分组业务：General Packet Radio Service）是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。简单的说，GPRS是一项高速数据处理的技术，其方法是以“分组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配，不要时就释放，这种发送方式称为统计复用。GPRS理论上的最高传输速率为171.2Kbps 。GPRS是在GSM基础上发展起来的技术，是介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的一种技术，所以通常称为2.5G。,几种通讯方式-GPRS,优势 A.永远在线。B.按量计费。C.快捷登陆。D.高速传输。 劣势 A.实际应用中速率比理论值要低。要达到GPRS传输速率的理论值171.2Kbps是有条件的，要求只有一个用户占用所有8个时隙，并且没有防错保护。 B.转接时延。可能发生一个或几个分组丢失，甚至发生更大的错误。产生了潜在的转接时延。 C.不同业务的互相干扰。实际应用中，不同业务会互相干扰。,几种通讯方式- GPRS的优势和劣势,几种通讯方式- GPRS的组网,GPS卫星钟利用GPS(Global Positioning System全球定位系统)卫星发送的秒同步信号，向系统各种自动化装置提供精确的同步时钟信号。用于网络同步、数据同步、天文测量和大地测量等需对时、记时、守时领域。因此应用在军事、电力、铁路等领域具有十分重要的意义。 接口方式：串口、网络,几种通讯设备-GPS卫星钟,终端服务器也叫通讯服务器、访问服务器、异步串口服务器，在很多情况下，主要用于连接串行终端设备。 多年来，作为多用户系统的主机都是单台工作的，与其它主机之间的连接更多的是通过串口，与多台终端的连接都是通过多用户卡。作为一个独立的设备，终端服务器不会浪费主机的资源。另外，终端服务器是做成专用设备，它不仅仅局限于微机系统，而且产品的可靠性及运行效率都很高。 维护更方便，不用关闭主机、打开机箱便可进行维护；由于它是一种网络设备，更符合结构化智能布线的要求；更重要的一点，是它不需要随着主机的操作系统升级而更新设备驱动程序。,几种通讯设备-终端服务器,几种通讯设备-终端服务器,几种通讯设备-Modem池,电话拨号 四线/两线专线,串口数据,几种通讯设备-连接模式,几种通讯设备-路由器,主要功能：异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成 工作原理：路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点,几种通讯设备-防火墙,主要功能： 火墙是网络安全的屏障 防火墙可以强化网络安全策略 对网络存取和访问进行监控审计 防止内部信息的外泄 除了安全作用，防火墙还支持具有Internet服务特性的企业内部网络技术体系VPN,计量自动化系统,变电站系统：变电站、 电厂、 关口 实现输电网线损分析：网损、分区网损、分压线损、变电站电量不平衡、母线电量不平衡、联络线线损,大用户配变系统：专变用户、 配变 配电网线损分析：送电线路线损 大用户负荷分析 配变监测管理,配变居民系统：配变、居民 配变台区线损分析：配变台区线损,计量自动化系统电网层次,计量自动化系统-软件构架图,计量系统层次：采集终端、计量点、电表，提供设备信息，档案管理，表计状态监测（自动巡测、接收处理主动上报），采集终端状态监测 电力系统层次：全局、分局、变电站、主变、母线、输（配）线路（配变、大用户、居民），对应层次结构定义统计对象计算关系 系统管理模型：责任分区 输电网（调度、生计、计量）、配电网（分局、供电所、电工组）,计量自动化系统-模型建设,数据：表码、电压、电流、功率、功率因数、需量、电能质量、事件 规约：102规约、浙江/广东规约、国网负控规约、老版负控规约（230M电台）、厂家规约 电表：645规约、威胜规约、ABB规约、红相规约 终端：变电站、电厂、大用户、配变、居民、网络表（GPRS/拨号） 采集：定时招测（变电站、居民集抄）、主动上报和漏点补抄相结合（大用户、配变）,计量自动化系统-电能数据采集,分布式前置机多组主备配置 采集服务器主备/并列配置，进程由平台自动守护，故障后自动启动保证不间断运行。 采集服务器IP集群 两台采集服务器集群IP地址202.20.118.14采集华立终端和浩宁达终端，另外定义两台采集服务器集群IP地址202.20.118.13地址采集其它厂家的终端；一台机器故障后终端自动连到备用服务器上。 通道方式主备/负载均衡 GPRS/CDMA/SMS/拨号/载波/网络/专线 通讯服务、数据缓冲池（当地备份）、自动（人工）补召、多种通讯方式集成,计量自动化系统-电能数据采集,计量自动化系统-计算服务,自动统计与人工统计，分布式服务 电量计算服务：负责日电量、月电量计算。 负荷计算服务：各级对象负荷曲线汇总，运行状态评估。 事件应用服务：响应各子节点登陆和事件发布，实时报警。 实时数据服务：保存实时曲线、数据、状态，响应客户端请求服务。,基于公式的电网对象计算 自动旁路代计算：三种方式 更换电表/CT、满码、主备、追加 基于层次模型的配网计算 按层次数据汇总 多回路用户供电 运行方式改变：区域、节点模型（日志）、S节点分段,计量自动化系统-变电站计量遥测系统,主要功能： 档案维护：计量档案、统计对象 数据浏览：一次值/二次值 统计分析：电量、瞬时量，曲线、棒图、饼图 线损分析：网损、区域、联络线路、母平、变损、变电站平衡 报表管理：固定报表、定制报表、报表模版；历史报表 WEB发布,计量遥测系统-几个概念,历史报表：报表服务器，和历史数据关系 母线平衡：平衡率指标，计量管理 主变损耗：铁损、统损 统计分析：上网电量、购网电量、过境电量 主备表：校验和统计 计量点位置和计算公式 专线用户 对测表和线损 电压等级线损 合理性检查：线损超标、变化率超标 缺数检查：漏采,计量遥测系统-管理,信息部：系统运维 计量部：运维、计量准确性管理、防窃电（专线） 生计部：线损专工和线损指标管理 调度所：输电网线损专工、电量日报 市场部：大用户专线电量、趸售线路电量 总工程师 生产局长,旁路代事件判断生成（人工输入/利用采集终端或SCADA遥信信号判断/利用旁路电量关系判断） 旁路代事件确认 自动旁路代电量计算,变电站计量遥测系统-旁路替代统计,变电站计量遥测系统-输电网线损,全局（电网网损 ）,分局（区域网损）,变电站（变电站电量平衡）,母线（母线电量平衡）,主变（主变损耗）,馈线（配电线路线损）,联络线（联络线线损）,大用户、台区,分压（分压网损）,变电站计量遥测系统-输电网线损模型,大用户负荷管理系统-主要功能,大用户负荷管理系统-主要功能,大用户负荷管理系统-主要功能,大用户负荷管理系统-主要功能,大用户负荷管理系统-主要功能,大用户负荷管理系统-主要功能,计量自动化系统-配变监测系统,谐波分析 三相不平衡功能,计量自动化系统-居民集抄系统,采集器、集中器 485总线、低压载波PLC、无线，单一组网和混合组网 台区线损统计和报警 和营销系统的接口：档案、电量，向资产管理的演变,计量自动化系统-四分线损系统,输电网、配电网、低压网 统计线损和理论线损 人工抄表和自动抄表,将线路A、线路B合为一条线路进行线损分析。 计算公式如下： 进线电量 = 线路A（正向）进线电量 线路B（正向）进线电量 出线电量 所有高供高计大用户/配备表的用电量 （所有高供低计大用户/配备表的用电量 专变/配变变压器损耗）,四分线损系统-配网合并计算,将整段线路按照环网联络点进行分段分析线损，需要在联络点处安装电表，如下图所示意，分三段分析（I段、II段、III段），表1、表2表计方向从左到右，每段计算方法如下： I段： （表A【正向】+ 表1【反向】） I段所有大用户/配变用电量 II段：（表1【正向】+ 表2【反向】） II段所有大用户/配变用电量 III段：（表B【正向】+ 表2【正向】） III段所有大用户/配变用电量,四分线损系统-配网分段计算,四分线损系统-配网计算的几个概念,联络开关、分段开关 配网拓扑变化和线损计算的关系 配网GIS系统 配网潮流和实时线损,1. 线损报表 1.1 全局综合报表 1.1.1 综合线损报表：供电量和售电量 1.1.2 供电情况月报表：上网、购网、过境、售电 1.1.3 全网网损分压报表：500/220/110/35KV 1.1.4 专线电量月报表：大用户直供线路 1.1.5 10KV有损线损报表：以站为单位 1.2 电网部分全局报表 1.2.1 母线电量平衡报表 1.2.2 变压器损耗统计报表 1.2.3 联络线损耗统计报表 1.2.4 变电站站用电月报表