CL8100电能量采集装置说明书

1、目目 录录 第一章第一章 系统概述系统概述.1 1.1 系统简介.1 1.2 系统结构及组成.2 1.2.1 CL8100 系统配置拓扑图.2 1.2.2 系统组成.2 1.3 系统功能.3 1.4 系统特点.4 第二章第二章 CL8100 系统主站说明系统主站说明.6 2.1 主站系统概述.6 2.2 主站系统构成.6 2.2.1 系统基础软件.6 2.2.2 系统应用软件.6 2.3 主站系统特点.7 2.4 主站系统主要功能.10 2.4.1 数据传输工作站.10 2.4.2 组态信息工作站.11 2.4.3 高级统计工作站.12 2.4.4 报表工作站.13 2.4.5 Web 发布工

2、作站.13 2.4.6 电能量损失与补偿模块.14 2.4.7 基础数据管理模块.14 2.4.8 与其他系统交换数据模块.14 2.4.9 系统对时模块.15 2.5 主站系统的性能指标.15 2.6 主站硬件配置.15 2.6.1 数据库服务器.16 2.6.2 磁盘阵列.16 2.6.3 中间业务服务器.16 2.6.4 Web 服务器.16 2.6.5 防火墙.17 2.6.6 用户工作站.17 2.6.7 GPS 卫星同步时钟.17 2.6.8 其它设备.17 第三章第三章 CL818 电能量远方服务终端电能量远方服务终端.19 3.1 概述.19 3.2 主要功能.19 3.3 主

3、要技术指标.20 3.3.1 产品技术指标.20 3.3.2 产品机械性能.21 3.3.3 产品安全性能.21 3.3.4 产品抗干扰性能.22 3.4 硬件描述.22 3.4.1 电气结构.22 3.4.2 机械结构.23 3.5 协议兼容性.24 3.5.1 电能表协议.24 3.5.2 主站协议.24 3.5.3 RTU（或当地监控系统）协议.24 3.6 软件描述.24 3.6.1 基础软件.25 3.6.2 应用软件.25 第四章第四章 CL819D 电能表数据采集器电能表数据采集器.29 4.1 概述.29 4.2 系统组成、功能及特点.29 4.2.1 系统组成：.29 4.2

4、.2 主要功能.30 4.2.3 产品特点.30 4.2.4 技术指标.31 4.3 硬件结构.31 第五章第五章 电子式多功能电能表电子式多功能电能表.32 5.1 电能计量.32 5.2 最大需量测量.32 5.3 费率和时段.33 5.4 按月统计电量.33 5.5 实时量测量.33 5.6 监控记录.33 5.7 脉冲输出与通信接口.33 第六章第六章 系统通道配置方案系统通道配置方案.34 6.1 主站系统通道配置方案.34 6.1.1 拨号或专线方式通道配置方案.34 6.1.2 采用无线传输通道配置方案.35 6.1.3 高速数据网通道配置方案.36 6.1.4 混合数据网通道配

5、置方案.37 6.2 子站端数据采集方案.37 第七章第七章 系统容错方案概述系统容错方案概述.39 7.1 双网络结构.39 7.2 数据容错处理光纤通道存储系统方案.40 附录一附录一 深圳科陆电子科技股份有限公司简介深圳科陆电子科技股份有限公司简介.41 第一章第一章 系统概述系统概述 1.1 系统简介系统简介 建立发电市场是电力行业从垄断型经营走向商业化市场经营的第一步，其特点是在发电 侧引入竞争机制，允许多种所有制形式的电厂存在，具有独立法人资格的发电公司各自承担 电厂经营风险，参与发电市场上网电量的竞争，这就是我们常说的“厂网分离，竞价上网” 。 同时，电网内部管理也逐步走向商业化

6、市场化，网局对省局，省局对地局之间，也已开始将 电力交换点的电能量作为其计费、考核、奖惩的主要依据。商业化运营的核心，就是供电和 购电双方以电力交换点的电能量作为计费依据，能够“真账真算” 。这样，原来的人工抄表， 人工统计的抄表方式显然是不能适应商业化运营的需要。因此，必须建立以自动化为基础的 电能量计量计费自动化系统，以提高电能量的采集、传递、处理的精确性、可靠性、及时性。 而作为电力系统商业化运营的一个重要技术手段，电能量计量计费系统已成为发电侧电 力市场技术支持系统的重要组成部分，建立一套基于电力关口的精确、可靠、功能完善的电 能量计量计费系统，实现各级电力市场的公开、公平、公正的结算

7、和考核需要，已势在必行。 CL8100 分布式实时电能量计量计费系统就是我公司特别为配合电力系统改革推出的。 它依靠我公司在电能量数据采集、计算机、通信和系统集成等技术方面的优势，通过对众多 的国内外电能量计量计费系统的调研和评估，并吸取在电力行业成功运行现场经验，从电力 系统实际情况出发而研制成的。CL8100 系统是以主站对分布于各个关口的电能数据采集终 端为信息交互单元，对采集回来的数据进行校验、计算、处理、分析、统计、打印等处理， 通过电能量数据采集、电能量数据处理、电能量统计处理、计费和考核功能和 Web 信息发布 等技术手段，来实现对各个关口电能量采集、计量和统计；并为电力商业化运

8、营相关决策分 析提供原始数据，实现电能参数的运行考核；提高供电部门的劳动生产率，优化资源配置、 节约成本以提高企业效益。 CL8100 系统是采用三层结构的企业级应用的大型软件系统，能够满足大型广域网络所 引起的安全性、可靠性等技术问题，支持多种传输方式，具有很强的准确性、完整性、一致 性、开放性、兼容性、扩充性、可靠性、安全性、实时性及大系统容量等特点。 系统采用了 COM+(J2EE)三层/多层构架技术的设计思想，将软件设计为真正的企业级应 用，从而彻底克服传统的两层 C/S 结构的桌面应用所面临的安全性和可靠性两大技术难题。 其次，CL8100 系统将准确性、安全性和可靠性作为计量计费系

9、统根本保证，同时实现系统 的完整性、及时性，灵活性及可扩展性等其他性能特点。系统的设计一切从实际需求出发， 努力克服传统计量计费系统可用率低的缺陷，既考虑了为电力市场提供数据服务，同时也兼 顾用户用电负荷分析，损耗分析等实际业务需要。同时，CL8100 系统设计面向未来，采用 了以 XML 技术标准为基础的电子商务设计模型，保证了将来业务的扩充能力。 1.2 系统结构及组成系统结构及组成 1.2.1 CL8100 系统配置拓扑图系统配置拓扑图 图图 1-11-1 典型的典型的 CL8100CL8100 系统配置拓扑图系统配置拓扑图 1.2.2 系统组成系统组成 CL8100 分布式实时电能量计

10、量计费系统是由 CL8100 系统主站、CL818 电能量远方服务 终端采集装置（或 CL819D 电能表数据采集器） 、智能电表和通信网络四部分组成，包括一 套专用的、成熟的、完整的软件和硬件设备。系统实现对输、配、用电网各采集、计量、考 核点电能量数据的采集、存储和传输，并对电网重要关口电量准实时监测，电网损耗（线损、 网损、变损）电量计算与变电站电量平衡分析；分费率、分时段电能量统计和结算以及电力 营业计费核算自动化；实现双向通信，完成远程维护远方服务终端任务；并能与 MIS、SCADA、DMS、EMS 等系统实现数据交换，为电力市场技术支持系统及其他模块提 供准确、完整的电能量数据依据

11、。 1.3 系统系统功能功能 1） 电能数据采集功能： 通过电能量远方服务终端采集数据单元 可以采集远方服务终端和通讯协议所能提供的几乎全部数据 数据采集周期可调：1，5，10，15，30，60Mins 等 支持多种通讯通道并自动切换:PSTN、专线或高速数据网等方式 支持自动数据和人工召唤 具有 GPS 效时功能,误差0.5 秒/天 通讯中断时数据仍可保存，当中断恢复时，主站自动召唤中断期间的数据，也可通 过便携机完成数据读入 失败补采，方式灵活 2） 电能量数据处理功能： 具有完善的数据合法性校验的功能，如数据上下限，总读数和分时数据，与校验表 及历史数据的比较等等 原始数据的安全备份隔离

12、，所有的再处理都是只在其复制数据上进行的 原始数据的管理，二次数据的转换计算，无效数据的删除以及人工置数；对丢失数 据还可以自动模拟估算 支持旁路替代 3） 电能量统计处理功能： 按时间周期的统计功能：小时统计，日统计，周统计，月统计，季统计，年统计 电能量总加统计，线损，网损计算 旁路替代电能量统计处理 上网电量，过网电量，购网电量统计 区域电能量总加统计，不同电压等级电能量统计 频率变化时电能量统计 超欠计划发电，用电电能量统计 各种辅助服务电能量统计处理 用户自定义电能量统计计算 4） 计费与考核功能： 支持各类费率模型 提供灵活全面的费率模型结构定义功能 具有强大的报表处理功能和综合运

13、算处理能力 针对用户定义的计费规则及费率模型实现综合运算及计费能力 自动实现报表的生成和打印，提供方便，多维的数据查询及显示 电能量超欠计划考核 电压，无功功率调整电能量考核 发电机组频率考核 发电机组调峰电量考核等等 5） Web 信息发布功能： 采用 Browser/Web Server 技术结构模型 支持通过浏览器的方式进行网上信息查询服务 按权限的不同，提供不同的数据页面信息及不同的数据查询范围 Web 信息数据的提取是经过中间层的商业组件完成的，具有很强的安全性 1.4 系统特点系统特点 综合性：CL8100 是一个综合的计量计费系统，根据不同的通讯网络以及不同的厂站 端采用不同的分

14、布配置方案。 先进性：CL8100 主站系统软件采用三层/多层体系构架，真正达到了企业级的应用要 求。 安全性：系统采取多项措施以确保数据存取、系统配置和其他在系统上操作的安全性， 并保证各种正常的在线、离线操作均不会引起系统崩溃。在线维护处理，不会中断和 干扰系统的正常工作。系统的特权操作者必须是系统管理员，其他操作者的存取、操 作权限只能由系统管理员授予。 可靠性：系统加入了严格规范的数据校验规则，切实可行地保证了数据的准确性，安 全性及可靠性。 完整性：CL8100 系统功能设计完整规范，满足了系统运行各个方面的需求。 易操作性：全图形化组态界面，易于操作，系统功能可用率较高。 充分性：

15、充分考虑了电力系统计量管理上的边际问题及其处理方案。 实用性：CL8100 具有强大的图模一体化数据浏览及完全用户自定义的报表功能，用 户报表格式实现完全用户自定义，格式兼容 Excel 报表格式，并可直接输出到其他系 统。 可扩展性：CL8100 系统的设计面向未来，基于 XML 电子商务的数据传输模型，具 有强大的可扩充性和扩展性。 开放性：系统软件平台包括操作系统、数据库管理系统、网络通信规约、应用软件机 器开发环境。整个系统具有开放的系统结构体系，不仅可以满足当地电网当前的需要， 而且还满足将来能容易地扩展其功能和模块的需要。 可维护性：支持远程系统维护功能，丰富的现场跟踪管理器和调试

16、工具，严格的远程 身份验证和授权管理方案，远程的软件升级与诊断。 可用性:充分考虑了系统在工程环境中的因素，并保证系统在安装后的稳定可靠运行， 系统的可用率99.99%。 容错性:系统软、硬件设备均具有良好的容错能力，无论是系统的通讯出错或当运行 人员或工程师在操作中发生一般性错误时，均不会引起系统的主要功能丧失而影响系 统的正常运行，对意外情况引起的故障，系统具备恢复能力。 第二章第二章 CL8100 系统主站系统主站说明说明 2.1 主站主站系统概述系统概述 CL8100 主站系统采用开放的分布式网络，以 COM+(J2EE)三层/多层系统结构作为其基 本框架，支持 TCP/IP 协议，遵

17、循有关的国际标准和工业标准，具有良好的可扩性，具有与 SCADA、MIS、DMS、EMS 等系统的互联能力。系统主站软件符合 IEEE POSIX 1002.0 工作 组对“开放性”的定义，具有符合开放性的系统结构体系。整个系统软体包括操作系统、数 据库管理系统、网络通信规约、应用软件开发环境。系统不仅能够满足当前的需要、而且还 能够满足将来功能和模块扩展的需要。 2.2 主站系统构成主站系统构成 2.2.1 系统基础软件系统基础软件 主站操作系统均选用通用的、成熟的商用软件，支持实时多任务和多用户的操作环境， 有效地利用 CPU 等系统资源，具有较佳的稳定性、安全性和经济性。 数据库服务器系

18、统：可选用 Solaris 或 Windows 2000 Server Web 服务器和应用工作站：Windows 2000 操作系统。 数据库：可使用商用数据库，例如 SQL Server、Oracle、Sybase 等。 2.2.2 系统应用软件系统应用软件 本主站系统软件主要包括以下部分： 数据传输工作站，负责与采集器连接并传输数据，可分布在不同的电脑上； 组态工作站：负责整个系统的配置和管理； 统计分析工作站：负责对原始数据的分析和处理，以及与计费业务有关的处理工作； 电能量损失检测与补偿模块； 报表工作站：负责打印各类报表，处理用户自定义报表等； Web 发布工作站：负责以 Web

19、方式发布数据； 基础数据管理模块：负责处理数据库的备份/恢复等日常管理工作； 与其他系统交换数据模块，负责与 MIS、负控、SCADA、营销等系统交换数据； 系统对时模块，包括 GPS 对时和系统各工作站的对时。 上述模块，可以根据实际情况灵活配置，可分别在不同的计算机上运行，也可全部在同 一计算机上运行。其中数据传输部分，可根据通道情况分布在不同的计算机上，各自分别处 理相应数据采集终端。 2.3 主站系统特点主站系统特点 1）系统的开放性系统的开放性 主站软件具有 IEEE POSIX1002.0 工作组对“开放性”的定义，具有符合开放性的系统 结构体系。此外，系统还具有以下三个特点： 开

20、放的软件架构开放的软件架构 主站软件在设计上，所采用的操作系统、数据库管理系统、网络通信规约、应用软 件机器开发环境等，均符合国际标准、国家标准或事实上的工业标准。 主站系统的支撑系统构架于互联网（广域网、城域网）环境，能将系统的电量数据、 高级分析数据、用户数据、历史数据等提供基于 XML 的数据服务（XML Web Service） ， 供各种与之相连的系统（远程的或当地的）使用，包括 MIS 系统、SCADA 系统等。由 于 XML 提供的数据符合 W3C 工业标准，别的系统访问系统的数据，可不关心内部的数 据库结构，真正做到与平台无关。同时，XML 提供的数据不受现有的代理和防火墙的限

21、 制，如果别的系统装有代理和防火墙，CL8100 系统法仍可以用这种方式与它们交换数据， 此外，XML 可以利用 HTTP 验证模式，支持安全套接层 (SSL)等，可完全兼容现有的 商用安全系统，可保证系统的安全性，这是现有的远程访问协议 （DCOM,CORBA,RMI，Socket 等）所欠缺的。 开放的通信协议开放的通信协议 系统采用国家电力主管部门认可的标准通信协议，并可公开全部有关通信协议的技 术资料，如其他系统需要接入系统时，可提供必要的技术支持。 系统与采集器通信协议为 IEC102(即部颁 DL/T719)，已经过中国电力科学研究院的 严格测试，并取得证书。 除了采用标准协议之外

22、，系统还可与其他类型的采集器和电表通信。 自主知识产权自主知识产权 在整个 CL8100 系统的软件中，除操作系统和数据库系统等基础软件（均选用有生命 力的产品） ，所有应用软件本公司均具有自主知识产权，在售后服务、技术支持、升级改 造等方面，无任何技术障碍。 2）系统的安全性系统的安全性 主站系统采用一系列的措施确保数据存储，系统配置、系统操作的安全性。各种正常的 在线、离线操作均不引起系统崩溃。 系统在线维护处理设计，可以在不中断或干扰系统正常工作情况下进行维护。 基于超级用户、系统管理员、操作员、部门、岗位的多级权限管理，更确保系统安全。 3 3）系统的可扩展性系统的可扩展性 具有灵活的

23、扩展功能具有灵活的扩展功能 按模块化设备可简化系统的扩展和改动，按要求来选择不同功能模块可满足不同的 用户的要求。 提供二次开发接口提供二次开发接口 数据库系统具有再开发的支持环境（包括完整的数据库软件等支撑平台） ，以适应系 统规则多变的特性。系统提供与数据库、进程管理和与图形管理的二次开发接口(API)。 用户可以使用与系统应用软件开发相应的语言进行编程以增加系统功能。 4）系统系统数据的完整性数据的完整性 由于计费系统是为电力系统其他系统提供各种运算，各种分析处理的基础数据，所以其 原始数据的完整性是非常重要。不管算法多么先进，处理能力多强，如果缺乏原始数据，系 统功能就无法正常实现。因

24、此，系统采取一系列措施，来保证原始数据的完整性。 双机热备，均衡负载，自动切换双机热备，均衡负载，自动切换 数据采集前置机采用双机热备的方式，平时均衡负载，各尽其责，一旦其中一台出 现外故障，另一台可接管全部采集任务。对此在数据采集模块中会做详细介绍。 采集通道自动切换采集通道自动切换 对每台采集器或电表，可以配置两个通道，设置优先级，如果第一个通道损坏，可 自动切换到第二个通道。对此在数据采集模块中会做详细介绍。 5）系统数据补采的方式灵活性）系统数据补采的方式灵活性 数据采集失败，可以马上重复采集，也可以隔一定时间后重复采集。如电话通道临时故 障，可以将系统设置成几个小时后，待通道修复后重

25、复采集。 6）系统通信方式的特殊性）系统通信方式的特殊性 系统可采用 PSTN+TCP/IP 既类似于拨号上网的通信方式。电话拨通后，与采集器形成 TCP/IP 网络，这样可以直接利用 TCP/IP 协议的纠错能力，提高通信可靠性。具体内容见数 据采集模块。 7）系统采集数据的无系统采集数据的无“空缺空缺”性性 系统可自动重采上次没有成功采集的数据，预防原始数据在时间上的“空缺”情况发生。 8）系统录入数据的多样性系统录入数据的多样性 系统支持手持抄表器、便携机抄表，支持人工录入数据。人工录入数据不会覆盖采集的 数据，并带有标记。 9）系统业务处理功能系统业务处理功能的丰富性的丰富性 根据电力

26、用户的实际需求系统配有丰富的业务处理功能，可统计各线损、变损、网损、 母线不平衡等数据，进行换表、换变比、满度归零、旁路替代、主备表校验等。 系统中，网损可同时存在两种定义：1）计算某一电网的进网电量（包括发电量） ，下网 电量（包括用电量） ，从而计算出该电网的网损。2）可以将属于该电网的所有线损、变损、 下级电网网损累加，已计算网损。这两种数据并存，并可直观对比，可为决策提供依据。 系统的统计数据，可以手动操作生成，也可以自动计算生成。自动计算设置的方式非常 灵活，可以周期执行，周期 1 分钟到 24 小时可调；也可以定义在每月中具体日期执行与不 执行；还可以定义具体的分钟自动执行等等。

27、10）数据表达功能数据表达功能的丰富性的丰富性 系统有丰富的数据表达功能，包括图形化显示界面、自定义报表功能、WEB 发布数据等。 系统可以在图形界面里，准实时的显示、刷新电网运行的数据。 （具体详见数据浏览和 报表打印模块） 系统可以由用户自行定义报表格式，报表兼容 EXCEL。 （具体详见数据浏览和报表打印 模块） 。 系统具有强大的 WEB 方式发布数据的功能。 （具体见 WEB 信息发布模块） 。 11）系统的容量系统的容量无限制无限制性性 系统对采集器和电表的数量没有限制，只要存储空间允许或物理通道允许，可以接入任 意数量的采集器和电表。 主站系统的数据容量只受硬盘存储空间的限制，应

28、用程序本身对此无任何限制，系统还 对数据库和程序本身作了一系列优化功能，已保证在数据量较大时，仍有较高的可靠性和较 快的响应速度。 此外，CL8100 的系统设计主要有以下几项技术特色： 1、实现实时电价、计费协议的动态设置、时段的多样化和电量结算的及时化，电费计 算实现银行划帐和清交。 2、在系统中建立客户服务中心，向用户提供用电信息查询以及用户网络在线报装、开 户等电力行业的电子商务。 3、有效提高电量数据及其附加数据的准确性，并实现上述数据采集密度的任意设置(采 集周期目前设计最短为一分钟)。 4、通信网络的多样化。系统一般采用 PSTN 方式进行传输，但由于网上传输数据不仅仅 是电量数

29、据，还包括电能表实时监测和控制数据，这些数据在普通电话网络上传输很慢，因 此就要求以高速来传输表计数据。而且随着信息技术的飞速发展， ISDN、ASDL/HSDL、CATV、光纤接入网、GSM 数字移动网、广播卫星网、卫星接入网、 SDH、DWDM、ISDN/B-ISDN、X.25、FR、SMDS、DDN 等多种类型的网络日益普及，这 就更要求系统要支持通信网络的多 样化。 5、软件代码的稳定性。电力市场中竞争机制的不断引入，将会引起电价、时段、计费 规则、电量结算等的动态性日益提高，这将使电能量计量计费系统中的任何一个量都不断变 化。因此，需有效采用组件开发技术、远程维护技术等来提高软件代码

30、的稳定性，而最根本 的解决方案是分布式智能系统的实现。 2.4 主站系统主要功能主站系统主要功能 2.4.1 数据传输工作站数据传输工作站 数据传输工作站通过各种通道，采集电能量厂站端的各类数据，包括电能量、需量、瞬 时量、电表事件记录数据等，采集通道可以采用电话拔号、载波通道、光纤通道等方式。采 集方式可以是手动采集，也可以自动采集。另外，主站还可以与采集器交换一些配置数据， 并与其对时。 支持各种通讯通道，自动切换 系统可以通过公用电话网采集数据，也可以使用专线通道（载波、微波）或者有光纤组 成的高速数据网。 系统对每个采集器，可以配置两种通道，当第一个通道故障时，由自动切

31、换到备用通道， 完成数据传输功能。 系统还可以根据需要，将采集器分别配置到一台或多台传输工作站上，由各工作站分别 处理。 可以采集子站和通讯协议所能提供的几乎全部数据 具体包括：采集器事件记录；电表事件记录；电能量，包括正、反向有、无功的总电量 和各时段电量；需量及发生时间；瞬时量，包括电压、电流、功率、功率因数、频率等；失 压断相记录、电压合格率、电表运行状态等。 能兼容各类采集器和手持抄表器 系统与子站的通讯协议主要采用根据 IEC870-5-102 制定的国家标准即 DL/719 协议，而 除了支持本公司的采集器和手持抄表器外，对于其他公司同类数据采集传输

32、设备，只要对方 提供通讯协议，系统即可将其编入协议库并实现相关功能。目前，系统可处理采集器包括： 东方电子、威远电子、西门子（兰吉尔 FAG、METCOM）等。 对于没有数据通道或通道暂时损坏的情况，可以将数据从采集器导到手持抄表器，然后 再批量导入主站。此外，对于通道故障的情况，还可以使用笔记本电脑，从采集器取得数据， 再批量导入主站。 系统具有分时段存储电量的功能 对于没有分时段计量功能的电表，系统可以分不同时段存储，形成峰、平、谷等分时电 量。费率数量可以任意设置，时间间隔最小为 1 分钟。 系统具有当地抄表和实时监控采集情况的功能 用户可以在计算机上方便的游览最新电表数据。如果在一定时间没有采集到某块电表的 数据，系统会有报警提示，以引起运行人员的注意。 对数据进行合理性检查，剔除明显不合理、违反电力运行客观规律的数据，同时进行 补采，仍有问题则给出提示。 2.4.2 组态组态 信息工作站信息工作站 组态工作 站主要是对系 统的基础信息 配置及管理， 包括两部分： 即台账管理和 系统管理。 电网设 备的档案管理，包括