变压器变电站远程抄表系统项目设计方案文档格式.docx
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3.项目架构设计
3.1.软硬件平台环境：
前置机，JavaWeb应用服务器，Oracle数据服务器，终端采集器，智能电表。
3.2.系统软件架构
系统数据库采用ORACLE大型企业级数据库。
数据层和应用层的操作系统均选用安全级别高的大型服务器操作系统LINUX。
系统软件基于J2EE平台架构，以B/S方式实现数据集中管理。
其中WEB服务器采用Tomcat6.0.28forLinux,数据库采用Oracle10G，开发环境采用Struts+Hibernate+Spring框架，MVC结构设计模式，以JSP为MVC结构的视图层。
其软件结构如下图所示：
系统共包括以上图所示功能模块。
其中，不同的使用部门，使用不同的是功能模块。
3.3.系统通信结构：
系统主要包括web服务器和web通信服务器（前置机）。
4.硬件设备设计
DCGL23-WW02型是河南万维互联科技有限公司提供给广大用户的新一代GPRS电力负荷管理终端，是一款具有数据采集、数据处理与保存、远程抄表、电能计量、购售电控、负荷监控、交流采样、监控用电异常与远程维护等功能于一体的高新技术产品。
该终端全部性能指标符合国家电网公司企业标准Q/GDW376-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议》相关规定。
该产品具有灵活的电能量采集方式，能同时与多个电能表连接，是电力企业实现负荷控制和用电管理的最佳选择。
4.1.性能和参数指标
采集器应能承受传导的和辐射的电磁骚扰以及静电放电的影响，设备无损坏，并能正常工作。
电磁兼容试验项目包括：
电压暂降和短时中断、工频磁场抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、阻尼振荡波抗扰度、浪涌抗扰度。
试验具体要求见Q/GDW379.3—2009相关条款规定
1.使用环境条件
温度：
-40℃～+70℃
湿度：
5%～100%
大气压：
63.0kPa～108.0kPa
2.工作电压和频率
工作电源额定电压：
220V，允许偏差：
20％～+20％；
频率：
50Hz，允许偏差：
6％～+2％。
3.功率消耗
在非通信状态下，终端消耗的视在功率不大于5VA、有功功率不大于3W。
数据传输信道
1）通信介质：
通信介质采用GPRS/CDMA及SMS信道；
2）GPRS模块：
NEOWAY（深圳市有方科技有限公司）：
M590E。
4.失电数据和时钟保持
终端供电电源中断后，可至少保持数据一个月，电源恢复时，保存数据不丢失，内部时钟正常运行；
终端断电后可维持内部时钟正确工作时间累计大于5年。
5.时钟电池
终端所使用的电池在寿命周期内无需更换。
6.RS485抄表接口
1个标准的RS485专用抄表接口，通讯速率1200/9600bps可选，可接电能表32块。
4.2.主要功能
主要功能主要包括：
数据采集，数据管理和存储，参数设置和查询，事件记录及上报，控制功能，本地功能，终端维护等。
1.数据采集
采集终端采集各电能表的实时电能示值、日冻结电能示值、抄表日零点冻结电能示值。
采集终端采集的实时或当前数据内容见表1。
表1实时和当前数据
序号
数据项
数据源
1
当前正向有功电能示值（总、各费率）
电能表
2
当前反向有功电能示值（总、各费率）
3
当前电流
4
当前电压
5
终端日历时钟
终端
6
终端参数状态
7
终端上行通信状态
8
终端事件计数器当前值
9
终端事件标志状态
10
终端与主站当日/月通信流量
11
终端集中抄表状态信息
12
电能表日历时钟（选配）
13
电能表运行状态字及其变位标志（选配）
14
电能表远程控制状态及记录（选配）
15
电能表远程控制操作次数及时间（选配）
16
电能表参数修改次数及时间（选配）
17
电能表预付费信息（选配）
2.数据管理和存储
终端能够对采集到的数据进行分类存储，如日冻结数据、抄表日冻结数据、曲线数据、历史月数据等。
曲线冻结数据密度由主站设置，最小冻结时间间隔为1h，采集数据内容见表2和表3。
表2历史日数据
日正向有功电能示值（总、各费率）
日反向有功电能示值（总、各费率）
终端日供电时间、日复位累计次数
终端与主站日通信流量
抄表日正向有功电能示值（总、各费率）
正向有功总电能示值曲线
反向有功总电能示值曲线
电压曲线
电流曲线
表3历史月数据
月正向有功电能示值（总、各费率）
月反向有功电能示值（总、各费率）
终端月供电时间、月复位累计次数
采集器与主站月通信流量
3.参数设置和查询
●时钟召测和对时
终端有计时单元，计时单元的计时误差≤±
1s/d。
终端可接收主站或本地手持设备的时钟召测和对时命令，且终端能通过本地信道对电能表进行广播对时。
●参数整定和查询
终端接收并保存主站设置的参数，可主站远程或手持设备本地设置和查询下列参数：
4．事件记录及上报
终端根据主站设置的事件属性按照重要事件和一般事件分类记录。
重要事件和一般事件按照发生的时间顺序分两个队列记录，每个队列记录的最大长度为255条。
队列按先进先出的方式刷新。
每条记录的内容包括事件类型、发生事件及相关状况。
终端具有30种事件类型，可设置为是否进行事件记录，可设置为重要事件还是一般事件。
重要事件在终端设置为允许主动上报的情况下可以主动上报。
事件包括终端参数变更、抄表失败、终端停/上电、电能表时钟超差等，记录的主要事件。
在停电时，如果终端停/上电事件设置为重要事件且终端允许主动上报，终端在停电上报电池的支持下完成对停电事件的主动上报。
3.1.控制功能
7.遥控跳合闸
遥控是一种远程控制方式，终端按照主控站下发的控制命令对终端进行控制。
主台下发的遥控命令包括控制轮次、告警时间、控制（限电）时间。
8.功率控制
客户终端内部开关按负荷类别分为几个轮次，功控投入时，自动记录当前负荷值，当某时段负荷超过定值时，终端按已投入的轮次顺序及延迟时间自动跳闸，使其负荷下降到定值以下,并记录当前负荷值；
当功率在定值以下，剩下的轮次开关不再跳闸。
功率控制包含时段功控、厂休控、营业报停控、当前功率下浮控。
在时段控与厂休控、当前功率下浮控有效的情况下，当前功率下浮控优先、营业报停控、厂休控次之、时段控优先级最低。
实现以上功率控制时，各类功率定值先要与保安定值比较，如大于保安定值就按各自定值执行，如小于保安定值就按保安定值执行，如主台没有下发保安定值，终端默认为通信规约中所支持的最大数。
9.月电量控制
在月电控投入时，用户的实际用电量达到月用电量定值的80%，终端自动进行报警，当实际月用电量超过月电量定值，终端将按已投入的轮次顺次及延迟时间自动跳闸，限制用户再用电。
终端同时记录月电量告警时间及实际电量和跳闸结束的时间、电量；
当月电量控制解除或次月首日零点时，自动允许合闸。
10.购电量控制
购电控基本参数
本次购电量：
用户购买的电量。
通过主控站作为定值下发给终端。
剩余购电量：
用户所购电量的剩余值。
告警电量：
用户的剩余购电量一旦小于告警电量时，够电控开始告警（假设够电控投入），该电量为告警电量。
购电量跳闸电量：
用户的剩余购电量小于零后，其绝对值小于跳闸电量时开始跳闸，这个电量为购电量跳闸电量。
追加：
如果本次购电单号与上次相同，则认为电量已经追加，不再做追加操作（但回确认帧）。
刷新：
无论本次购电单号是否与上次重复，均将剩余电量刷新为本次购电量。
（一般用作购电结算）。
3.2.终端维护
●自检和异常记录
终端可自动进行自检，发现设备（包括通信）异常具有事件记录和告警功能。
●初始化
终端接收到主站下发的初始化命令后，分别对硬件、参数区、数据区进行初始化，参数区置为缺省值，数据区清零。
●远程软件及升级
终端支持主站对终端进行远程在线软件下载升级，并支持断点续传方式，但不支持短信通信升级。
●抄表功能
远程抄表系统是一个集电表数据采集、召测、存储、共享，以达到为电费、计量、生技等数据应用部门服务的自动化系统。
终端提供一路RS485抄表接口，最多可接32块电能表。
1）定时抄表：
每小时将电表数据采集到终端中，保存在实时数据区。
主站召测实时数据时，终端将这一数据区数据响应主站。
2）抄表日抄表：
根据需要，终端可保存5个抄表日数据。
终端在抄表日的抄表时间自动将电表数据读入，并保存在抄表日数据区中，待主站召测。
主站召测电表抄表日数据时，终端将这一数据区数据响应主站。
3）终端透明转发主站对电表操作（参数设置或读数据）命令，如电表校时、设置电表地址等，主站必须设定密码。
根据抄电表原始信息的特殊需要，提供电表数据透明传输功能。
3.3.终端辅助功能
●保电功能
当终端处于保电投入时，终端在任何情况下均不执行跳闸命令。
终端在一段时间内未收到主控站的召测命令时，终端会自动进入保电状态，该时间为终端无通信自动保电时间，该时间主控站可以设置。
●剔除功能
当终端收到剔除投入命令后，对于任何广播命令或终端主地址命令（对时命令除外）均不响应。
●催费告警
当收到催费告警投入命令后，终端根据催费告警参数要求进行相应的提示。
●终端交流采样数据
终端通过外接交流采样装置来实现反窃电监测、电压监测等功能。
交流采样装置能够提供如下数据：
1）当日、历史日交流采样有功15分钟电量。
2）当日、历史日交流采样15分钟电压、电流曲线。
3）当前A、B、C相电压，；
总有功功率；
A、B、C相有功功率；
总无功功率；
A、B、C相无功功率；
总功率因数、交采表有功读数、交采表无功读数。
终端每分钟采集交采的数据，数据项为：
三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、交采有功总读数，交采无功总读数等，将以上数据形成15分钟的曲线，进行存储。
终端每日定时将交流采集装置中的前一日统计数据抄回并保存，这些统计数据有：
三相电压越上限时间，三相电压越下限时间，三相电压最大、最小值及出现时间，停电时间，日、月电压合格率，谐波类统计数据。
3.4.数据转发
终端具有将主站命令转发给下属智能装置（如电表、交流采集装置）并将智能装置的返回数据信息传送给主站的功能。
终端信息转发功能主要有：
1）终端将主站下发的各种转发数据传送给下属智能装置，并将下属智能装置回发的数据直接传回主站。
2）如对电表、交流采集等下属智能装置转发数据不成功，终端就回否认帧。
3）主站下发转发数据时，须指定485端口号。
4.软件系统设计
软件主要包括基础信息类设置及查询模块，终端对电表控制模块，终端管理模块，数据统计及查询模块。
4.1.权限控制功能
部门管理、工号管理、角色配置等权限控制功能；
系统设备配置功能
主站通道，通信规约，接线方式，终端配置，电表配置，定时抄表配置等系统设备配置功能；
端对电表进行各种控制功能
遥控电闸，预付费，短信提醒，月电控，营业报停控等控制功能；
4.2.功能描述：
遥控电闸的断开与闭合：
通过后台远方发送命令可控制用户开关。
例如：
当用户欠费、三相电流不平衡、负荷越限等异常现象出现时，允许用户手动或者系统自动断开或闭合电闸。
该部分可实现预付费功能，即用户先购电，后用电。
同时，提供冲预付操作。
根据电表信息中的提醒门限，可通过短息的方式提前半年通知用户其预付余额并提醒其及时续补电费。
终端或电表发生异常时，系统主动发送短信至相关联系人，通知其及时查看并解决。
当用户的实际月用电量达到月用电量定值的80%，终端自动进行声光报警；
当用户的实际月用电量超过月用电量定值，终端将按规定的轮次顺序及延迟时间自动跳闸，以限制用户再用电。
直到月电控解除或者次月首日零点自动允许合闸。
如果当前时间在营业报亭时间内，终端自动比较当前功率与营业报亭功率定值的大小，若当前功率大于营业报亭功率定值，则终端开始报警，并开始告警延续时间倒计时，在告警时间结束时跳闸，在应用营业报亭时间结束时合闸。
终端管理功能
参数设置，数据召测等终端管理功能；
功能描述：
该功能主要以参数初始化为主，包括：
硬件初始化、数据区初始化、参数及全体数据区初始化。
通过程序指令主动查看相应终端是否在线，并查看其相关数据，以便分析该终端和电表是否处于正常状态等召测到的数据。
基础数据统计功能
实时显示电压、电流、功率、电表底度等信息，以及电压、电流、功率的时间曲线等基础数据统计功能；
1、以日期段方式显示终端测量点的电压、电流、功率因数，可以实时查询某一时间段范围的电压、电流、功率因数数据，并绘制某一时间段范围的电压、电流、功率因数负荷曲线。
2、以日期段方式显示终端测量点的总有功功率、总无功功率、视在功率等数据，可以实时查询某一时间段范围的有功功率、无功功率负荷。
3、以日期段方式显示终端测量点的正反向、有无功电量数据，可以实时查询某一时间段范围的电表底度。
4、以日期段方式终端及各个测量点的异常发生情况,可以实时查询某一时间段范围内的异常，可以显示每个终端及测量点的全部异常数据，也可以显示各个分项的异常出现情况。
5、根据终端异常事件主动上报功能，Web浏览页面实时弹出窗口提示终端异常信息的发生，并以声音的方式加以提示。
电量数据查询功能
日用电量及电表总底度数据查询显示,可以实时查询某一时间段范围内的日用电量数。
线损数据查询功能
综合统计分析各区域线路的线损数据。
短信提示信息功能
根据用户的用电量及缴费情况，以短信方式对客户发出信息通知。
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