远程抄表计费系统在县级电力市场运营中的应用.doc

沧州市世纪昭阳网络科技有限公司 电力远程自动抄表系统技术白皮书窟妻猎仰剥减俊偶敞了搓健卧憨卑共蛹葱余靶附片望撬撬辈逼瀑皆郁荤茵瞳蔼婴狼缠轨沟红猪呢郸滴绦防犀柑零聚瘴圃臂传堕揩憨酝购提衷颗药声剃狙艳椅蝴菩栅靳掸册告副纵逝窗所装滥礼痕故购檀网干宏苞忘撇陌巴京悔拈生藕惺妈您玛珍多增豫辽械姜如伯专厅脊誉自谬沦体富尖访颂匠悼浙砚四帜雏丽霄樟潘壮泌永撩舟糠色抵埠坞花闪晒移曰谅贼各丫严嚎懒嘴冀洗堰晴遏飘舟楼拎伐肩映顽凉劈式眷罩茹陵伟涂踞敬背渔儿闹雷茅咐覆购习缩铃骨话爸绚糠噶厨等宦顶沽粕沼敞猿漠委苗事硼褪她打辰得涌团聂佯肝麻党台迄僚西薪缄首绩领沼汲颗少皂掸窥枷海及益塞氖蹭购怒边奄友吮2.3.2现场采集,存储和本地网络系统对于居民用户在现场安装数据采集(控制)模块,.主站抄收周期设置指主站定时抄收终端(或集中器)中信息的周期时间.伙铭捂彰冒技匣粘樟他进据虎便点辱浆窑恨烽拟恭侄捐哇视唁衣嘛淑痰归圃辙栗占饿论碳甩驶中钵折谎迫兹布绿娜汇金嗣况憾拾囤成规滔瓤旷佳间爷斗瞎晰窄朽刷茎移耗杰插廷宣剿谋侧搏踩况询毛预匈挚摈壶镜瓷瞄蚂任溶取址兹傲懦跌秀复啊蕾债火败折楼泞募领射截怎坎潮汝品馅并烫太孤钠游尸裂黄苹暑耍瞳物隘驳棍治躯秤谬承蚌柠酮冒艘辗坚藤角铰洁规儿站饥相筒帮请出属佩奏鄂瓜法慑独赎想侗疫凸沫鼠罢忌怂笛翁悉岔唁薄贬俄准臀彬奏袱姑密蔚便矾袄艾触癣瓜袋坛啤说粱磨虹秀匠枕捉蘑限悔君饼娩崭始查捻货牲彻计誊睬年骡丽抬咽褂朴性菠当化辟宽皮稽浩鸳樊销盈菜纂湿远程抄表计费系统在县级电力市场运营中的应用涝灵洁聂绰万钾具向佛刃洁为饵答返只愧且韶樱诊丽苫信诗熟悯歌锥囊虾兑豫防哺棺重菩厚敏蜂定漂醒叙排趁亨属渍惩既舀阳解卯污渐椽骤惯亩甜秘紧雅音香犁肝槛帆九忍俺浦苑缴蜘挞枪潘药惑演闪游戮闷铱工飘己论帕途辈预挎汗存饶诺适希终概显似蒂冗轿永笺侨甄囤赶啦仟牵蜒砍侈柯烬绒墒拉玫喳衣炒磊督敌校百许斥罐嫉锄迪珠澈棠奋断莱衔茅革纷丧韶标指赊画馋善蛤先涯量旷澡抖锥握吟迪锅砾孜富刁穴衣辫秃冉樊业橙胜拘插哄沈磅盔传危冤据发胸拣花膊艺冶攒勋携瘫惋亦珐筐箭病崖颂廊猎酗憋铲樊缝撼裕糊誊蚀檀域灭街置唐瘫决悉雀远尚舔愁翅伍蔚奄毡降融凤瞅面拭粪扒电力远程自动抄表系统技术白皮书沧 州 市 世 纪 昭 阳 网 络 科 技 有 限 公 司Cangzhou City ShijizhaoyangWeb& Science Co.,Ltd.2006年9月地址：沧州市东风路121号邮编：061000电话传真：5515375网址：信箱：热线1页目 录1前言- 1 -1.1电力负荷管理系统的应用- 1 -1.2电力营销管理信息系统的应用- 2 -2电力远程自动抄表系统结构- 3 -2.1中心主站网络系统- 3 -2.1.1服务器- 4 -2.1.2工作站- 4 -2.1.3通信前置机- 4 -2.2 通信方式- 4 -2.3 采集器/集中器- 5 -2.3.1现场表具- 6 -2.3.2现场采集、存储和本地网络系统- 6 -2.3.3远程通讯系统- 6 -3抄表工程实施方案- 7 -3.1 住宅小区-终端客户抄表管理子系统- 7 -3.1.1 前端采集器的安装- 7 -3.1.2数据集中器的功能特点- 8 -3.2 大客户抄表子系统- 9 -3.2.1 大客户抄表子系统的功能- 10 -3.2.2 大用户抄表终端的技术指标- 10 -3.2.3 大用户抄表终端的设计特点- 11 -3.2.4大用户抄表终端的功能- 14 -3.3变电站抄表子系统- 15 -3.3.1 变电站抄表的功能- 15 -3.3.2变电站抄表终端的技术指标- 16 -3.3.3 变电站抄表终端的特点- 16 -3.3.4变电站抄表终端的功能- 16 -4软件的设计特点- 18 -4.1软件的设计原则- 18 -4.2软件的设计方法- 18 -5负荷管理系统软件的功能- 19 -5.1系统设置功能- 19 -5.2系统采集功能- 20 -5.3系统查询功能- 20 -5.4系统的分析功能- 20 -5.4.1线损分析功能- 20 -5.4.2平衡分析功能- 21 -5.4.3电压合格率分析功能- 21 -5.4.4供电可靠性分析功能- 21 -5.5数据的检索功能- 22 -5.6异常事件记录和告警功能- 22 -5.7输出控制功能- 22 -5.8曲线、报表生成及打印、WEB发布功能。- 22 -6营销业务管理软件的功能- 23 -1.前言 长期以来，供电企业电能数据的抄算都是基于电能表的手工作业方式，即每月定期派人到各用户那里抄录电能表的用电数据作为电费计算和收缴的依据。随着电力负荷的急剧增长，一户一表和直供到户等营销举措的不断深入，用电企业纷纷将家属宿舍的用电管理业务交还供电企业，致使供电企业的电量抄录的工作量急剧膨胀。特别是在城网农网改造结束后，就地分散的手工抄表根本无法适应用电管理的需要。因此，远程抄表系统的技术研究和产品开发势在必行。1.1 电力负荷管理系统的应用随着电力事业的发展，电力负荷管理系统从单一的负荷控制逐步转向了建立正常的供电秩序，保障电网安全、营配管理等方面。系统增加了用电管理功能、包括用电信息服务、远程抄表功能、防窃电功能、购电功能、用电信息服务、电压合格率监测等功能。这些功能的扩展，将为电力企业带来巨大的经济效益，也提高了电力管理系统的经济价值和生命力。在系统的数据处理方面也打破了以前的数据局限性，拓展了网络功能。目前，电力负荷管理中心可以通过数据库和网桥与不同的系统网络联网，将负荷管理系统的大量数据送到电力系统的管理网、调度网、营业网等，为电力企业提供大量有价值的用电信息并进行交流。这些信息对于电力系统负荷预测与管理、用电信息分析、发电计划的制定和电力系统的发展规划，将起到巨大作用。电力远程自动抄表系统在电力负荷管理系统中的作用体现在如下方面：1.1.1为量化供电质量提供依据供电质量可由两个指标来衡量，即供电可靠性和电能质量。电能质量是指电压、波形和频率的质量。u 供电可靠性是衡量供电质量的一个重要指标。由于供电中断将给生产、生活等造成很大的影响，甚至造成人身伤亡、重大的政治和经济损失，所以为保证电力系统的正常运行，必须保证供电的可靠性。u 良好的电压质量是确保电气设备正常工作的关键，并关系到电力系统能否正常运行的主要技术指标。电压质量是指电压偏差和电压波动,在国标GB2325-1990中对不同等级的供电电压的允许偏差具有明确的规定。u 电气设备必须在一定的频率即额定频率下才能正常工作。国家对供电频率允许的偏差具有相关的规定。1.1.2为准确排查故障点和计算追加电量提供科学依据在实际运行中如果供配电系统中变压器、电表、二次线等出现故障，首先引起的是失压、断相报警和母线电量不平衡报警，对报警前后的实时工作状态和数据进行分析，从而快速定位是哪一段接线或哪一个电气设备出现故障，以及出现故障的具体时间和当时的电量参数，从而准确地算出应追加的电量。1.1.3为编制变电站经济运行方式提供可靠依据通过终端客户远程抄表系统、大用户抄表用电管理系统、变电站远抄系统可以将电量实时数据上传。计算出本地区各种电压等级的实时网损；还可以通过调整主变压器的负荷，测算出每台主变压器在各种实际假想负荷下的实时变损，根据测得的网损、变损数据去制定变电站的经济运行方式，从而达到降损节能增效的目的。1.1.4为线损考核、管理提供了依据 终端客户远程抄表系统的应用为低压线损的管理和考核提供了依据，有效地控制了人情电、权力电、联合窃电。变电站远抄系统、大用户抄表管理系统和终端客户远程抄表系统的联合应用，可以实时地控制各条线路的线损，以便及时通知线路管理人员到位维护。 1.1.5为分析母线电量不平衡的原因提供了依据 系统可以准确、实时地上报关口计量设备和出口计量设备的各种数据，通过对这些数据的判别（如电压、相序）和计算（如相角），可以有效地反映出线路连接问题和设备不合理运行原因。通过改善运行条件，改善平衡率。1.1.6为提高服务水平、加强用户管理提供了手段对企业、服务业等非居民住户和居民用户提供了一套完整的用电监测、计费、收费、缴费、催费等管理手段。并可与运营管理收费系统相连接，实现电费的自动结算。通过系统的遥控功能，对恶意不缴费用户进行遥控断电。1.2 电力营销管理信息系统的应用营销业务是电力营销管理信息系统的基础信息加工处理中心。它负责对客户服务层传来的业务需求信息以及所采集的大量客户信息进行业务处理，并将处理结果反馈给客户服务层，是客户服务层的支持层。系统实现新装、增容与用电变更，合同管理，电费收费与帐务管理，电能计量管理，负荷管理的功能，并将营业信息流按照标准化、科学化的管理原则和电力营销专业规范进行迅速、准确的处理。电力远程自动抄表系统在电力营销管理信息系统中的作用体现在如下方面：1.2.1解决计算量、信息量庞大的问题电能销售遍及工农业生产和人民生活的各个领域，所有的用电单位都是客户，都和电力企业的电费结算相关联。电费管理的抄、核、收几个主要环节的业务处理、工作流程和制约关系相当复杂。利用电力自动化抄表系统可以完成对一个城市几万户、几十万户、多则几百万户每月发生的电量、电费大量的采集、计算、加工、处理工作，并且确保电费管理的连续性。1.2.2具有时间性强、准确性高的特点由于电费的及时回收和上缴直接关系到电力企业的资金周转和国家的财政收入。因此，及时快速地把客户的用电量进行回抄；准确地计算电费，确保企业和客户的双方利益，是电费管理的一个基本要求。利用电力远程自动抄表系统可以实时抄读、计算各种数据，满足电费管理的需求。1.2.3解决变动频繁、内外联系多的问题业务内容变动频繁是电费管理工作的另一个主要特点。由于客户多，新装、暂停、临时用电等正常业扩报装和用电变更工作每天都在发生，所以涉及电费管理方面的帐、卡、簿、以及其它方面的内容都要随之调整。利用电力远程自动抄表系统可以根据电价的频繁调整，具有及时应变能力。2 电力远程自动抄表系统结构无论是负荷管理系统还是营销业务管理系统，电力远程自动抄表系统都是其中的一个重要组成部分。世纪昭阳公司的电力自动抄表系统由终端表具（或开关设备）、采集器（或集中器）、通信链路与中心主站网络系统构成。2.1中心主站网络系统局端中心网络系统由路由器、硬件防火墙、交换机、前置通信机、服务器、工作站及网络设备构成。其主要功能包括通信管理、系统控制、信息处理与管理。通讯管理功能是指通过前置机的多任务能力并行及相对独立地管理信道，包括切换主备信道、转换各种规约、管理网络实时通信。系统控制功能是指对系统的所有终端实行统一管理、控制，汇集终端各种实时数据，下发各种控制命令和控制参数。信息处理与管理功能是指通过网络数据操作系统、应用程序和前端工具对各种信息数据进行处理、管理和交换。2.1.1服务器提供网络共享资源和负责网络的安全管理。系统中提供给各个工作站的共享数据都存放在服务器中，存储各种联网数据和定时数据。服务器操作系统采用Microsoft Windows Server NT 4.0或Microsoft Windows2000 Server。 数据库管理系统采用Microsoft SQL Server 2000（标准版）或以上版本。2.1.2工作站用于个人操作环境的计算机，提供各类操作的人机界面。并可以根据需要设置专门用途。通过不同的密码和权限，浏览各项数据、图形、报表；进行远程控制操作。工作站操作系统采用Microsoft Windows98或以上版本。2.1.3通信前置机提供对信道的控制，完成系统巡测、校时等自动任务，负责通讯过程中的数据转换，提供网络与信道的接口。运行通讯数据传输软件，负责接受和发送各个测点的采集终端数据、传送控制命令等，同时将数据存储在服务器中，完成与服务器和工作站的双向数据交换。操作系统采用Microsoft Windows Server NT 4.0或Microsoft Windows2000 Server。2.2 通信方式 （1）按信道介质分，常见的自动抄表通讯有光纤通讯、电话线通讯和无线通讯三种方式。 a）光纤通讯具有频带宽、传输速率高、传输距离远和抗干扰能力强等特点，非常适合上层通讯网的要求。随着光纤技术的发展和广泛应用，自动抄表系统中有可能更多地使用光纤。 b）由于电话在我国的广大乡村、小城镇的迅速普及，利用现有电话网进行数据通讯是一个经济有效的方案。利用电话网通讯，只需在数据集中器和工作主站处加装调制解调器即可，其传输速率可达56Kbps。但电话线通讯的线路接通时间较长，一般要几秒到十几秒。 c) 对于分布分散的集中器，利用无线方式进行数据通讯是一种较好的选择。l 目前我国已有数传无线通讯自动抄表系统投入运行。但无线通讯方式需要慎重选择频点，并需申请频点使用权。l 随着我国移动通讯事业的发展，中国移动的网络覆盖率在我国内地省已达到99%以上，利用中国移动的GPRS/GSM业务进行数据传输是一种新型快捷的通讯方式。（2）若按连接方式分，则自动抄表系统的通讯方式主要有星型和总线型连接方式。 a）星型连接通讯是以工作主站为中心，以星型发散的形式分别通过通讯信道，与分散于各地的集中器连接，形成1对N的连接形式。这种方式下信道通讯数据量大，要求有一定的传输速率和频宽。 b）总线型通讯以一条串行总线连接各分散的采集器或电度表，实行各节点的互连。这种方式下，信道上节点多，传输速率也不会很高，一般用于底层的电能数据的采集。常见的有RS-485总线网和低压电力线载波通讯网。由于电力线完全由电力部门控制，如果用电力线实施载波通讯，不需要再投资铺设通讯线路，不仅可大大节约资金投入，且还具有维护量小的特点；再则，用低压电力线作通讯信道可以实现灵活的“即插即用”。 RS-485总线网成本低、方便，其一次抄读成功率明显高于载波通讯方式，近年来越来越多地用作为自动抄表系统的底层数据通道。 通讯方式的选择是设计自动抄表系统的首要任务，它直接关系到系统的性能。具体确定通讯方式时需要综合考虑系统面对的对象、用户的分布、用户的数量、地理条件、期望达到以的目标以及系统的扩展升级和与其他网络的兼容，等等。因此，上述的各种通讯方式不应该是孤立的，而且任何一种通讯方式在不同的系统中的应用效果也不尽相同。2.3 采集器/集中器 世纪昭阳电力远程自动抄表系统的硬件部分包含变电站远程抄表系统、大用户抄表系统、终端客户远程抄表系统三大系统。这三大系统在硬件上已融合为一体，做到了成本最低、便于使用和维护。在系统结构上，它们是由以下三大部分组成的。2.3.1现场表具无论是居民用户还是商业户、企业户等非居民用户或者是变电站的进线、出线。系统的最前端都是这些线路上的各种表具和各种状态，这些表具可以是单相电子式电表、三相电子式电表、各厂家生产的多功能电表。2.3.2现场采集、存储和本地网络系统对于居民用户在现场安装数据采集（控制）模块、对于大用户在现场安装大用户抄表终端、对于变电站在现场安装变电站抄表终端。采集存储现场各表具的数据，采集存储现场线路的电压偏差和电压波动和频率，累计停电时间、停电次数、具体每次的起止时间等。现场的各数据采集模块（或大用户抄表终端）通过现场总线方式、无线方式或借用以太网线传输、电话线传输、电力线传输方式组成一个局域网络，将数据上传到现场数据集中器中。2.3.3远程通讯系统存储在现场数据集中器的数据通过远程通讯系统将数据上传至电业局管理中心。此远程通讯根据通讯的数据量可采用电话拨号；GPRS或GSM方式；或采用光纤、以太网、GPRS相结合的上传方式。（远程通讯方式的选择参见5.2。）3. 抄表工程实施方案根据供用电公司所辖区域供、用电系统的实际情况，依据整体规划，既可以从终端用户抄表改造开始，也可从变电站远程抄表改造或大客户远程抄表改造开始，亦可同时进行。在此基础上建立局内用电管理系统。3.1 住宅小区-终端客户抄表管理子系统终端客户抄表管理子系统适用于已经实行了一户一表改造，楼房以每户、每单元、农村以区域为单位集中装表的低压用户。终端客户抄表管理子系统由终端采集器和局内数据管理子系统组成。其主要功能是改变原来对终端用户逐一抄表的繁琐模式，同时可增加控制功能。该终端采集器不但可以本地采集存储数据，也可以向上与数据集中器或子系统内数据管理系统交换数据，从而为下一步实现网络化数据抄表与控制奠定基础。3.1.1 前端采集器的功能、指标及安装选择某个住宅小区进行抄表改造，在原来的电表箱旁边加装一个采集器箱。采集器箱内包括数据采集模块，用以采集电表的数据，该采集模块可以向上连接到变压器端的数据集中器或直接接子系统内数据管理系统，也可以增加控制器控制继电器的通断。采集器向上数据传输可以采用无线、现场总线、以太网等多种模式。工程实例：在XX市，已选择XX小区作为试点，进行了电表抄表改造。在每电表箱旁加装了采集器、在37号楼安装了数据集中器、在市电力局安装了居民管理子系统软件。在小区内，采集器向上的数据传输采用了有线485通讯模式，系统结构如下：14路采集器14路采集器正视图型号：CXT2-1400功能：采集和存储14路脉冲表具数值。断电后数据可保存10年。14路采集器卡装背视图信号指示：通讯信号指示TXD、RXD；脉冲信号指示L1-L14输入接口：脉冲式电子表的脉冲信号。输入阻值为2K24K。电子式电表的脉冲常数：6400imp/Kw.h。输入接口传输介质：RVV20.3输出接口：RS-485。速率9600bps;传输距离1200米。输出接口的传输介质：RVVP20.5屏蔽双绞线接线端子：两个12针端子。供电电源：DC12V，功耗：1W使用环境：温度-10+50,压力86-108kpa,湿度 95%。外型尺寸：1258530（mm）安装方式：背面装有卡槽，安装于导轨，或直接与86盒螺丝固定安装。6路输出控制器6路控制器正视图型号：CXT2-0006功能： 6路开关量输出。用于控制电磁阀、接触器等。信号指示：通讯信号指示TXD、RXD；输出信号指示L1-L6状态量输出触点容量：250V,3A。通讯输出接口：RS-485。速率9600bps；传输距离1200米。通讯输出接口的传输介质：RVVP21.0屏蔽双绞线接线端子：两个12针端子。供电电源：DC12V，功耗：2W使用环境：温度-10+50,压力86-108kpa,湿度 95%。外型尺寸：1258530（mm）安装方式：背面装有卡槽，安装于导轨，或直接与86盒螺丝固定安装3.1.2数据集中器的功能特点抄表集中器是远程抄表系统的组成部分，它作为抄表系统的中心环节，连接上位局内管理子系统和下位多个电表采集器，负责抄表过程中数据的接收、存贮与传送。集中器与上位中心管理系统的通讯为GPRS方式，与局内管理软件交换数据、接收指令，与下位多个电表采集器所管理的电表进行实时抄表、定时抄表等操作。集中器型号：JZQ-Z-01功能： 通过485总线连接各采集器模块。 通过键盘可设置集中器的抄读周期（指集中器定时抄读采集模块中用户电能表电能量信息的周期时间，以下简称为抄读周期。） 通过键盘可设置自动抄表日。 通过键盘可设置用户户号和用户表底初值，查询用户表底值，所有数据在液晶屏上清晰显示。 具有红外通讯接口，可通过手持抄表器发送或接收各种命令和数据。 具有RS485接口，可以总线方式、GPRS等方式发送和接收数据。 可远程自动校时。 可管理100-1000块表具。 可保存8个抄读周期的数据。 保存用户表具的故障信息和通讯故障信息。 保存用户户号。 具有优良的电磁兼容特性，符合IEEC 61000-4-4 Level 4标准显示屏：12864像素；84个汉字。外型尺寸：210260110（mm）供电电源：220V AC10%；功耗：3W使用环境：温度-10+50,压力86-108kpa,湿度 95%。安装方式：挂装。接线端子：H3801端子。3.2 大客户抄表子系统大用户是指公用变压器（将6-10KV降为380V/220V）下的分散用户，该类用户包括的范围广，分布性大。包括一些商业户、小企业用户，安装电能表的数量从一只到多只不等，其中还有执行峰谷分时电价的用户。安装的表具类型也不尽相同。大用户也指对某一企业、某一建筑群体等变压器（将6-10KV降为380/220V）下的用户。3.2.1 大客户抄表子系统的功能大客户抄表主要由大用户抄表终端和负荷管理软件组成。大用户抄表终端是电力抄表中用量最多、投资最大的设备。终端机的主要功能是采集用户的用电数据，执行中心主站下达各项操作命令，它既是数据采集端又是命令执行端，是一个集监控、远方抄表、防窃电等功能为一体的多功能终端。大客户抄表终端通过RS485接口读取多功能电度表的数据，或通过脉冲采集接口读取普通单相或者三相电子式电度表数据，并将数据进行存储。采集到的数据可以通过内部的通讯模块发送回电力公司的服务器，发送的方式可以有GPRS、光端机、10/100M以太网等多种方式。为了监视电力线路停电或者缺相故障，大客户抄表终端还具有停电和缺相报警功能，一旦发生停电事故，便可以依靠内部的备用电源向服务器发送故障信息，提示电工尽快处理故障，避免长时间停电，同时也能够及时发现变压器被盗等恶性事故的发生。为了加强对大用户计量箱的监视，大客户抄表终端还具有自动监测报警功能，一旦大客户抄表终端工作出现问题或遭到人为破坏，就可以通过服务器向电工和部门经理等人员的手机上发送短信息报警，有利于及时发现非法改动计量装置。报警短消息的内容和接收电话号码都可以自由设定，随时修改。3.2.2大用户抄表终端的技术指标1、 数据采集功能（1） RS485通讯接口：实时采集具有RS-485通讯接口的变电站及大用户多功能电表的参数（三相电流I、三相电压U、有功功率P、无功功率Q、有功电度、无功电度、功率因数、频率F等）。通讯规约为电力部DL/T-645通讯规约。（2） 脉冲表采集接口：可实时采集普通电子式电表的电能量。脉冲表输入频率范围：50 赫兹 (10HZ)；可采集的脉冲表数量：5路。2、 输入接口（1） 4路开关量输入接口。可用于实时采集大用户用电开关的状态。可用于实时监测报警开关的状态，如开箱报警信号等。（2） 4路420mA电流模拟量输入接口。（3） 4路05V电压模拟量输入接口。3、 输出接口（1） 4路开关量输出接口2路脉冲输出接口，用于完成对大用户用电开关的控制。2路开关量输出接口，用于现场报警等。4、 数据通信功能带有RS485/RS232接口，可与内置GPRS（可选）、光端机、10/100M以太网等通信系统连接；波特率可选。5、 存储容量（1） 内存容量：不小于1Mbit（2） 对所采集多功能电表的所有历史数据存储频率：48次/天。存储时间：7天。（3）数据保存时间：不低于10年，掉电不丢失。6、人机接口：专用四位按键和128X64点阵液晶显示7、供电电源：AC100V/AC220V8、外型（1） 尺寸：28818096（mm）（长宽高）（2） 材质：工程塑料3.2.3大用户抄表终端的设计特点1、数据采集模块的设计特点：由于终端常时间工作于强电环境中，在设计数据采集模块时，采用了光电隔离电路、独立电源技术、去藕电路、防浪涌抗雷击技术等，有效地防止了下列干扰信号对终端内部智能模块的干扰和对数据采集模块本身器件的损坏：l 共模、差模高压脉冲。l 通断大功率感性负载引起的高压瞬间脉冲群干扰。l 雷电感应引起的浪涌信号的冲击。l 信号线上的交流感应电动势对接口电路的损伤。2、控制模块的设计特点： 控制模块是指继电器输出控制电路。由于继电器输出直接控制负荷开关，一旦误动，将使用户蒙受不可挽回的损失。因此，在电路中加入了多级条件判断和互锁电路，防止输出继电器误动。3、通讯模块的设计特点：根据现场的通讯条件，可以选择有线（电话线、局域网、光纤）、无线（无线数传、GPRS/GSM）通讯模块，并确保这些通讯模块的兼容性。4、电源模块的设计特点：终端机长期运行在复杂的工业现场，要经受电网上各种干扰和冲击。因此，电源模块的好坏对终端机安全、可靠的运行起着很重要的作用。终端机的电源为开关电源，它具有体积小、效率高、工作电压范围宽、过载能力强的优越性。同时，在电压模块中采用高质量的滤波器有效地抑制了电源线上的串行干扰。在电源模块设计时，还充分考虑了提高自身效率、降低自身损耗和自身发热的问题，采用了相对应的芯片和电路。在电源外壳散热孔的设计上，既能达到良好的散热效果，又能防止高频辐射泄露。在电源输入端设计，选择了可靠的滤波电路和抗高压电路，提高整机的电磁兼容性。电源的开关、熔丝座、滤波器等强电器件全部选用通过UL安全认证的产品。5、机箱结构设计特点：机箱的结构设计在达到部颁标准和相应的防护等级的同时，还具有如下特点：n 安装、维护方便。机箱结构紧凑，易于安装、内部部件拆卸方便。n 具有良好的屏蔽性能。机箱具有保护接地端子，可靠接地后，能屏蔽电磁波和强磁场干扰。n 外形简洁、美观。人工操作界面符合人体工程的要求。6、防雷电与防浪涌设计： 雷电放电可能发生在云层之间或云层内部，或云层对地之间；雷云放电对用电设备的影响越来越明显。云层与地之间的雷击放电，由一次或若干次单独的闪电组成，每次闪电都携带若干幅值很高、持续时间很短的电流。一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电，每次闪电之间大约相隔二十分之一秒的时间。大多数闪电电流在10KA-100KA范围内，其持续时间一般小于100微秒。雷闪可能以两种途径作用在低压供电系统上：u 直接雷击：雷电放电直接击中电力系统的部件，注入很大的脉冲电流。u 间接雷击：雷电放电击中设备附近的大地，在电力线上感应中等强度的电流和电压。 供电系统内部由于大容量设备和变频设备的使用，带来日益严重的内部浪涌问题。我们将其归结为瞬态过电压（TVS）的影响。任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。有时即便是很窄的过电压冲击也会造成设备的电源或全部损坏。瞬态过电压（TVS）破坏作用就是这样。特别是对一些敏感的微电子设备，有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。供电系统的浪涌保护是对于低压供电系统，浪涌引起的瞬态过电压（TVS）保护，采用分级保护的方式来完成。从供电系统的入口开始逐步进行浪涌能量的吸收，对瞬态过电压进行分阶段抑制。第一级防护：在设备供电系统入口进线各相和大地之间加入大容量电源防浪涌保护器。一般要求该级电源保护器具备100KA/相以上的最大冲击容量，要求的限制电压应小于1500V。这些电源防浪涌保护器是专为承受雷电和感应雷击的大电流和高能量浪涌能量吸收而设计的，可将大量的浪涌电流分流到大地。此级防护根据需要安装。 第二级防护：安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电设备处的电源防浪涌保护器。这些SPD对于通过了用户供电入口浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为45KA/相以上，要求的限制电压应小于1200V。此极防护根据需要安装在机箱中。 第三级防护：可在用电设备内部电源部分使用一个内置式的电源防浪涌保护器，以达到完全消除微小瞬态过电压。该处使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为20KA/相或更低一些，要求的限制电压应小于1000V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备，具备第三级的保护是必要的。同时它也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。此级防护在电源模块中完成。3.2.4大用户抄表终端的功能1、实时操作及可查询的数据：l 48点有功电量（冻结密度：30分钟）l 48点有功功率（冻结密度：30分钟）l 实时三相电流I、三相电压U、有功功率P、无功功率Q、有功电度、无功电度、功率因数、频率Fl 24点整点电压l 断相记录l 遥控跳闸l 遥控跳闸记录l 遥控合闸l 遥控合闸记录l 停电记录l 时钟2、可查询的日数据：l 48点有功电量（冻结密度：30分钟）l 48点有功功率（冻结密度：30分钟）l 日有/无功总/峰/谷电量l 日有功最大需量及发生的时间l 日峰/谷/平最大需量及时间l 日有功最大功率及发生的时间l 日负荷率l 日峰段超功率电量、谷段欠功率定值电量l 24点整点电压l 日最大/最低电压/电流及发生的时间l 日终端过压/欠压累计时间l 日遥控跳闸次数l 日终端复位次数l 日功率为零的时间l 日终端供电时间3、可查询的月数据：l 月有/无功总/峰/谷电量l 月有功最大需量及发生的时间l 月峰/谷/平最大需量及时间l 月有功最大功率及发生的时间l 月负荷率l 月峰段超功率电量、谷段欠功率定值电量l 月最大/最低电压/电流及发生的时间l 月终端过压/欠压累计时间l 月遥控跳闸次数l 月终端复位次数l 月功率为零的时间l 月终端供电时间3.3变电站抄表子系统3.3.1 变电站抄表的功能 在已经投入运行的110KV或35KV变电站中，其进线和出线上已经安装了电表，这些电表多为多功能电表，个别的为电子式电表。利用世纪昭阳公司生产的变电站抄表终端读取这些表具的数据，数据可以通过电力局已有的通讯网络发送回局端服务器。3.3.2变电站抄表终端的技术指标1、通讯端口与电表通讯的485端口1个与中心通讯的485端口1个下载程序用232通讯端口1个 变电站抄表终端正视图2、可通讯的电表协议全面支持部颁DL/T 645-1997通信规约并可以根据用户使用的电能表类型，不断扩展通讯协议库。 3、可通讯的电表数量：164、存储空间：256K5、可保存的整点数据记录数：3000条6、可保存的故障记录数：280条 变电站抄表终端后视图7、供电电源：AC100V/AC220V8、外型尺寸：1U3.3.3 变电站抄表终端的特点 数据采集模块、通讯模块、电源模块、机箱结构设计特点参见.4变电站抄表终端的功能1、实时数据及操作：l 通过远程设置各总路及分路电表表底和电表常数。l 对各总路及分路电表自动进行规约区分、转换l 总路及分路48点有功电量（冻结密度：30分钟）l 总路及分路48点有功功率（冻结密度：30分钟）l 总路及分路24点整点记录l 总路及分路断相记录l 总路及分路停电记录l 时钟2、记录的日数据：l 总路及分路48点有功电量（冻结密度：30分钟）l 总路及分路48点有功功率（冻结密度：30分钟）l 总路及分路日有/无功总/峰/谷电量l 总路及分路日有功最大需量及发生的时间l 总路及分路日峰/谷/平最大需量及时间l 总路及分路日有功最大功率及发生的时间l 总路及分路日负荷率l 总路及分路日峰段超功率电量、谷段欠功率定值电量l 总路及分路24点整点电压l 总路及分路日最大/最低电压/电流及发生的时间l 总路及分路日终端过压/欠压累计时间l 日终端复位次数l 总路及分路日功率为零的时间l 总路及分路日终端供电时间3、记录的月数据：l 总路及分路月有/无功总/峰/谷电量l 总路及分路月有功最大需量及发生的时间l 总路及分路月峰/谷/平最大需量及时间l 总路及分路月有功最大功率及发生的时间l 总路及分路月负荷率l 总路及分路月峰段超功率电量、谷段欠功率定值电量l 总路及分路月最大/最低电压/电流及发生的时间l 总路及分路月终端过压/欠压累计时间l 月终端复位次数l 总路及分路月功率为零的时间l 总路及分路月终端供电时间4 软件的设计特点4.1软件的设计原则 软件的先进性主站软件的编制采用了先进的软件平台及开发工具以及先进的系统分析设计方法，以保证软件在两年内在国内同类产品中保持先进水平。 软件的安全性作为信息采集系统，不但要保证采集系统数据的准确性、完整性，更重要的是安全性。为此软件中对操作人员的权限进行了设置，对数据库操作员的权限设置和口令等进行了多重验证，保证数据的安全性，以防止不良行为和病毒对系统的侵扰和破坏。 软件的稳定性和可靠性由于软件是基于互联网技术，涉及各专业的开放型信息服务业务，因此对各软件接口进行了分层、分模块设计，确保软件的稳定性。在软件的设计和测试时加入各种虚拟环境和假设条件，提高系统的可靠性指标。 软件的实用性与专业的电力负荷管理人员、营销业务管理人员进行的概要设计。模块功能清晰、人机界面清晰、操作简单方便。 软件的可维护性和功能可扩充性采用后备技术、降效技术、恢复及再启动技术等对意外出现的错误进行补救。对基本数据、业务静态数据、业务动态数据和通用数据类型进行划分，保证软件的可扩充性。4.2软件的设计方法总体设计软件总体结构设计接口设计软件运行设计数据设计可靠性设计u 系统总体结构设计总体层次设计、各层结构设计、功能模块设计、系统配置设计、软件对象设计等。u 接口设计用户接口设计、软件接口设计。u 软件运行设计软件功能处理流程设计、软件运行控制设计。u 数据设计数据流图设计、数据结构设计。u 可靠性设计可靠性模型设计、出错处理设计。5 负荷管理系统软件的功能负荷管理是衡量一个供电企业技术水平和营业管理水平的重要标志，世纪昭阳公司集多年电力行业软件开发的经验和对电力业务的深入理解，基于线路图的拓扑结构及设备参数，研制开发出高效、实用、人性化的管理软件，实现了对各用户的电能量、最大需量、各相电压/电流/功率/功率因数等数据的远程抄收；对电压越限、电压合格率、供电可靠性等的考核；对电量、线损进行统计分析；对运行工况、用电异常进行监视监测（防窃电）；为供电企业的用电异常分析、电能质量监测、运营决策提供依据。5.1系统设置功能 u 通讯设置 设置通讯速率、效验方式等。u GPRS 设置 设置终端标识、通讯端口。 u 设备设置 设置终端或集中器的地址、采用的通讯规约等。u 设备输入状态设置设置终端的开关量输入点代表的信息，如开箱告警、移动告警、控制开关的反馈信号等。u 设备输出状态设置设置终端的开关量输出点控制的设备，如本地报警信号、负控开关等。u 线路设置 设置线路编号、线路表具所要采集的参数和转换系数。 u 操作设置设置操作管理员的等级。u 主站抄收周期设置指主站定时抄收终端（或集中器）中信息的周期时间。u 系统设置采集间隔（一次抄读多个终端或集中器的间隔时间）设置、超时时间（对某个终端或集中器一次抄读不成功，再次抄读的等待时间）设置。5.2系统采集功能 u 随时采集和定时采集设备当前的三相电压、三相电流、正相有功/无功、反向有功/无功、有功功率、无功功率。u 随时采集设备的日记录和月记录。5.3系统查询功能u 查询各设备通讯状态和通讯次数及通讯成功率。u 查询实时数据和实时数据曲线。u 查询设备状态，即设备输入、输出的开关状态。u 查询告警信息。5.4系统的分析功能5.4.1线损分析功能u 设置需要计算线损的进线和出线，直接提取线路基础数据进行线损计算和分析。u 根据线路实际情况由用户通过简单易用的线路示意图绘制功能自行录入需要分析的线路，自动生成线损数据。下图为线路示意图绘制界面用户还可以在系统中绘制各条线路的同时输入线路的各项设备参数，如线型，长度，变压器，电容器等。线损计算主界面5.4.2平衡分析功能对于新建变电站或进行了换盘、配线改造的变电站，容易出现母线不平衡现象，平衡率的计算十分重要。根据系统采集的数据，对受电电量和与各出口分路电量和进行计算，可得到平衡率。5.4.3电压合格率分析功能u 根据需要设置一部分终端为电压监测点，根据国家对不同电压等级的规定设置电压上限值和电压下限值。u 电压监测点的终端实时对用户的电压进行监测，记录终端的供电时间、过压累计时间、欠压累计时间，同时保留24点的整点电压值。u 系统定时将终端的各种数据和24点电压曲线招测并保留，同时对这些数据进行分析，算出电压监测点的电压合格率。5.4.4供电可靠性分析功能供电可靠率在统计期间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值。可靠性主要指标及数学模型根据供电系统用户供电可靠性评价规程（暂行）生成，并可根据用户具体情况进行调整。用户平均停电时间=从终端中可以得到每次停电的起止时间，计算出每次停电持续时间。用户平均限电停电时间=供电可靠率=(1-)100%5.5数据的检索功能 u 采集记录检索 检索历史采集通讯保存的数据 u 整点记录检索 u 日记录检索 u 月记录检索 u 平衡记录检索 选择起始时间和整点时间，进行检索 u 线损记录检索 选择起始时间和整点时间，进行检索u 电压合格率检索u 供电可靠性检索u 设备告警记录检索 5.6异常事件记录和告警功能u 终端对失压、失流事件进行记录。u 终端对运行故障和通讯故障进行记录。u 终端对异常开箱等事件进行记录。5.7输出控制功能对超负荷运行用户、欠费用户等进行分析计算，并可远程关断电量的供给。5.8曲线、报表生成及打印、WEB发布功能。对于检索的各种数据，可以自动生成报表、曲线、进行打印和WEB发布。6 营销业务管理软件的功能在对终端客户、大客户抄表、变电站改造的同时逐步构建整体的网络化抄表系统，在局内建立专用数据库，对所有用户建立用电档案。逐步实现在局内可以实时抄控任一用户的电表，用户也可以通过互联网查询自己的用电情况。软件系统提供数据通讯、处理、存储、再现功能。其结构主体采用B/S（Browser/Server）结构。文件传输、打印可共享。在拥有授权后在网络上任意一台计算机上可查询数据和对遥测站进行控制和设置。电力营业分析管理软件是世纪昭阳电力抄表联网管理的一个十分重要的组成部分。主要功能体现在：l 基本信息：提供全局、所、分线路的基本营业概况信息。l 上报信息：各种上报表的审核、浏览。l 分析信息：电量、电价、线损完成情况；电费回收信息等。l 管理信息：通过特定分析信息，查找异常数据，以便加强对各所、用户的监督管理。电力营业分析管理系统首先提供了当前全局营业概况的分析结果，并通过预设定的各种数据分析功能，显示出用户所需的数据分析结果。对于供电企业建立结构合理，配置科学，程序严密，制约有效的管理机制，及时掌握用电需求，积极开拓电力市场起到推动作用。具体功能特点如下：【1】便捷灵活的操作： l 操作人员通过鼠标即可查询到需要的数据信息。l 界面风格可