iES-LM10电力负荷管理终端技术白皮书V2.doc

1. iES-LM10电力负荷管理终端概述iES-LM10电力负荷管理终端是我公司以最新的嵌入式系统软、硬件技术为基础，针对国家电网公司对营销现代化工作的要求和各地用电营销工作的实际需要，结合我们多年来在该领域的知识及经验积累，开发的新一代电力负荷管理终端设备。iES-LM10电力负荷管理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。2. iES-LM10电力负荷管理终端技术特点2.1 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 MCF5272和大规模可编程CPLD器件为核心的硬件平台。以美国军工航天领域使用的嵌入式强实时操作系统VxWorks和TrueFFS Flash文件系统等组成系统软件平台。先进的平台技术，极大地提高了产品的稳定性、可靠性，使得系统更容易管理、开发和移植。2.2 高可靠性系统设计元器件均选用著名厂家工业级产品，确保内在质量。输入、输出采用隔离技术。对于通信输入/输出端口、电源输入端等易引入雷击的接点，终端具有良好的防雷击措施。自动化的生产工艺，贴片机贴片，回流焊及波峰焊焊接保证工艺质量。主要功能单元集中在一块电路板上，六层工艺设计，集成度高。硬件冗余设计，充分考虑耐压、功耗等因素。具有上电防误动措施，控制反校及执行控制流程但并不跳闸功能。2.3 大容量的数据存储数据存储容量为8Mbytes，大容量存储空间保证大量采集数据、事项记录、故障信息、谐波数据的长期存储，便于对历史数据的查询、追述，以及分析故障原因及电网质量状况。2.4 严密的安全访问措施对终端的访问，包括设置参数、程序升级和故障调试，必须通过密码验证才能进行，终端设有三级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，可按权限对终端进行管理。确保终端安全、稳定运行。2.5 详细的事项记录可生成如开关机、终端停上电、参数修改、通信中断、电表异常、电压电流异常、窃电、计量装置门打开、跳闸、合闸、遥信变位、谐波越限等事项。2.6 强大的抗干扰、抗故障能力iES-LM10电力负荷管理终端对高频干扰、快速瞬变、浪涌及静电等的抗干扰能力都达到Q/GDW 129-2005的4级标准，在受到严重干扰的工业环境中可完全正常使用。对于RS485通信口，其输出端子与强电端子间可承受4kV的工频电压，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；2.7 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。可远方设置IP地址等参数。2.8 高准确度电能计量交流电压、电流测量精度为0.5级，有功电能量计量精度为0.5S级, 无功电能量计量精度为2.0级。可完成21次谐波采样，便于进行电能质量监测及故障分析。2.9 宽泛的电源适应性额定电压：三相四线220/380V，允许偏差-50%+40%；三相三线3100V、三相四线357.7/100V，允许偏差-20%+20%。频率：50Hz，允许偏差-6%+2%。三相三线电源断一相、三相四线电源断两相不影响电源工作；3220/380V电源可承受700V交流电压输入1分钟不损坏。2.10 方便的维护方式iES-LM10电力负荷管理终端配备19264点阵液晶，全中文菜单，显示内容直观、全面。内置二级汉字库，支持主站中文信息发布。主站可以对iES-LM10电力负荷管理终端下装参数和对时，读取终端的各种信息，对终端进行远程维护及程序升级。升级支持断点续传，升级过程中不影响终端正常运行。2.11 灵活多样的通信方式iES-LM10电力负荷管理终端可以采用多种通讯方式与主站通信。支持以太网、拨号、GPRS、CDMA1X、短消息及RS232/RS485数字通道等。与主站通信支持数据加密及数据压缩。与数字电度表通讯，支持部颁DL/T645规约、IEC1107规约、威胜规约、红相表规约、ELSTER表A1700规约、DLMS规约、兰吉尔ZB、ZC、ZD、ZU、ZQ、ABB、ION、恒通、浩宁达、蜀达、金雀、华立、科能、华隆、豫林等近50种表计规约。 在一条线路上可同时支持多种规约、多种速率，通讯方式支持RS485、RS422和电流环（CS）接口。支持主站穿透式抄表；支持终端级联。当地通信支持红外、RS232/RS485及以太网方式。3. iES-LM10电力负荷管理终端的主要功能3.1 数据采集3.1.1 状态量采集终端实时采集门接点状态和其它状态信息，发生变位时记入数据库，并在主站查询时向其发送该变位信号，或主动上报。3.1.2 电能表数据采集通过RS-485、RS422、电流环（CS）等通信接口，终端能按设定的终端抄表日或定时按采集时间间隔采集和存储电能表数据。采集数据包括：有/无功电能示值、有/无功最大需量及发生时间、功率、电压、电流、电能表参数、电能表状态、事件记录、费率、时段等信息，抄表数据可供主站即时或定时召测。3.1.3 脉冲量采集终端能接收电能表输出的脉冲，并根据电能表脉冲常数Kp（imp/kWh），TV变比Kv，TA变比Ki累积计算电能量、1分钟平均功率、最大需量；并记录当日、当月最大值和出现时间。脉冲输入累计误差不大于1个脉冲，功率和需量的转换误差在2%范围内。3.1.4 交流采样终端可按使用要求选配电压、电流等模拟量采集功能，测量电压、电流、功率、功率因数等，可计算有功电量、无功电量和需量，并与其他测量点进行比对。以每秒采集一次，1分钟（60个点）计算的平均值作为电压合格率的统计值，记录并统计电压合格率、超上限率、超下限率、超上限时间、超下限时间、合格电压时间、电压最大值、最小值和发生时间等。精度达到电压0.5%，电流0.5% ，功率0.5% 。3.2 数据处理及存储3.2.1 实时和当前数据终端能生成和根据设置存储下表所示实时和当前数据。序号项 目1实时总加有功功率2实时总加无功功率3当日/月总加有功电能量（总、各费率）4当日/月总加无功电能量（总、各费率）5终端当前剩余电量（费）6电能表当前各费率有/无功电能示值7电能表各费率当前有功最大需量及时标8实时总有功功率9实时分相有功功率10实时总无功功率11实时分相无功功率12实时三相电压、电流13A B C三相断相统计数据及最近一次断相记录14当前A B C三相电压、电流221次谐波有效值15当前A B C三相电压、电流221次谐波含有率16小时冻结电压、电流17终端版本信息18终端时钟19终端参数设置状态20终端通信状态21终端控制设置状态22终端当前控制状态23开关状态及变位标志24终端事件计数器当前值25终端告警事件标志状态26电能表日历时钟及电能表状态信息27电能表时段及费率28电表事件记录3.2.2 负荷曲线数据日负荷曲线数据：采集多功能电能表负荷曲线（可选定曲线种类）的数据并存储，上传主站，15分钟一点（可设置），保存最近31天（有功、无功可选择设置）。3.2.3 电能表运行状况监测终端监视电能表运行状况，电能表发生参数变更、时钟超差或电能表故障等状况时，产生告警并记录事件发生前后的电量、需量等。3.2.4 电能质量合格率统计3.2.4.1. 电压合格率统计 按设置的电压上、下限值监测电压（1分钟平均电压或1分钟抽样），终端记录每日电压不合格累计时间，最大、最小电压值和发生的时间。3.2.4.2. 功率因数统计按设置的功率因数分段限值对监测的功率因数进行分析统计，记录每日/月功率因数发生在各区段的累计时间。3.2.4.3. 谐波统计按设置的电压、电流谐波限值对监测的电压谐波、电流谐波进行分析，记录分相2次21次谐波电压含有率及总畸变率日最大值及发生时间，并统计分相谐波越限数据，包括：分相总畸变电压含有率越限日累计时间、分相2次21次谐波电压含有率越限日累计时间、分相总畸变电流越限日累计时间、分相2次21次谐波电流越限日累计时间。3.2.5 过负荷统计 按照参数设置时间测量Ia、Ib、Ic，并判别是否过负荷，记录过负荷（默认1.2In，或选择设置）时的相别、最大电流、发生时间（起始、结束）并主动上报；终端保存本月十次最大过负荷记录。3.2.6 三相负荷不平衡检测当三相平均电流大于专用变压器额定电流的20%时，检测三相负荷不平衡，并记录事项。3.3 参数设置和查询可通过远程主站或在当地用掌机通过红外通讯进行参数设置和查询。3.3.1 时钟召测和对时终端能接收主站的时钟召测和对时命令，对时误差不超过5秒。终端时钟24小时内走时误差小于1秒。电源失电后，时钟能保持正常工作。3.3.2 TA变比、TV变比和电能表常数终端能由主站或在当地设置和查询TV变比Kv，TA变比Ki，以及电能表脉冲常数Kp（imp/kWh）。3.3.3 限值参数终端能由主站设置和查询电压越限值、电流越限值、功率因数分段限值、谐波越限值等。3.3.4 功率控制参数终端能由主站设置和查询功控时段和相应控制定值、定值浮动系数等功率控制参数以及控制轮次和告警时间等。时段设置分辨率为0.5小时，功率单位为kW或MW，显示有效位不少于3位。改变参数时有音响信号。3.3.5 电能量控制参数终端能由主站设置和查询电能量定值、定值浮动系数等电能量控制参数以及控制轮次等。电能量单位为kWh/MWh，显示有效位不少于6位。改变参数时有音响信号。3.3.6 终端参数终端能由主站设置和查询终端组地址、终端配置及配置参数、通信参数等，并能查询终端ID。3.3.7 抄表参数终端能由主站设置和查询抄表日、抄表时间、抄表间隔等抄表参数。3.3.8 其它参数终端能由主站设置和查询任务等参数。3.4 控制3.4.1 功率定值闭环控制根据控制参数不同功率定值闭环控制可分为时段功控、厂休功控、营业报停功控和当前功率下浮控等控制类型，控制的优先级由高到低是当前功率下浮控、营业报停功控、厂休功控、时段功控。若多种功率控制类型同时投入，只执行优先级最高的功率控制类型。3.4.2 电能量定值闭环控制电能量定值闭环控制分为月电量控、购电量控、催费告警三种类型。3.4.3 保电、剔除功能终端接收到主站下发的保电投入命令后，进入保电状态，自动解除原有控制状态，并在任何情况下均不执行跳闸命令。终端接收到主站的保电解除命令，恢复正常，可以执行控制命令。终端接收到主站下发的剔除投入命令后，除对时命令外，对其它任何广播命令或终端组地址控制命令均不响应。终端收到主站的剔除解除命令，恢复到正常通信状态。3.4.4 遥控终端接收主站的跳闸控制命令后，按设定的告警延迟时间、限电时间控制被控负荷开关；同时终端有音响告警通知客户，并记录跳闸时间、跳闸轮次、跳闸前功率、跳闸后2分钟功率等。终端显示屏显示执行结果。终端接收到主站的允许合闸控制命令后，有音响告警通知客户，允许客户合闸。3.5 事项记录3.5.1 计量装置封印非授权人开启终端实时监测门接点状态，发生变位时，主动上报开启时间、开启时电量（有功总、尖、峰、谷、平、需量、无功总电量），并记录和存储告警事项。3.5.2 示值电量异常终端实时监测电表的电量示值，发生示值下降、飞走、停走、超差等事件时，主动上报（可设）发生时间；下降前、后电量，并记录和存储告警事项。3.5.3 设置改变对电量示度、手动需量复零、时段、费率、脉冲常数等的设置事件发生时，终端产生告警事项，记录并存储发生时间；发生前、后设置参数；发生前、后电量。3.5.4 运行参数变动电压缺（断）相，过负荷，电流短路、开路等事件发生时，终端产生告警事项，记录并存储发生时间；发生的事件；发生前、后电量。3.5.5 停电、上电报警终端发生停电，主动上报停电时间、当前电量，并记录和存储告警事项。终端上电后，主动上报上电时间、当前电量，并记录和存储告警事项。3.6 数据传输3.6.1 与主站通信终端能按主站命令的要求，定时或随机向主站发送终端采集和存储的功率、最大需量、电能量、状态量等各种信息。与主站的通信规约支持“Q/GDW 130-2005 电力负荷管理系统数据传输规约”、“重庆市客户现场管理系统数据传输规约”、“山东省用电现场服务与管理系统通信规约”、“浙江省用电现场服务与管理系统通信规约”等。3.6.2 中继转发终端能按需求设置具有中继转发功能。3.7 本地功能终端有当地显示（包括汉字显示）功能，显示当前用电情况、控制信息、抄表数据、终端参数、维护信息（地址、电能表连接状况）等。可用掌机通过红外或RS232方式对终端进行维护。3.8 终端维护3.8.1 自检自恢复终端有自测试、自诊断功能，发现终端的主板、通信部件、时钟等工作异常能记录。终端能记录每日自恢复次数。3.8.2 终端初始化终端接收到主站下发的初始化命令后，终端可分别对硬件、参数区（低级权限或高级权限）、数据区进行初始化，参数区置为缺省值，数据区清零，控制解除。3.8.3 软件下载终端软件可在现场或远程实现在线软件下载。可在不影响终端正常运行的情况下进行在线软件升级工作。如在升级过程中掉电，恢复供电后可继续升级，支持断点续传。4. iES-LM10电力负荷管理终端技术指标项 目技 术 指 标采集智能表数64采集脉冲表数8采集周期1分钟24小时可设存储容量8Mbytes交流采样精度电压、电流 0.2%，功率0.5%掉电保存时钟10年，数据10年时钟精度1