电能量计量分析系统技术白皮书Word格式文档下载.docx
《电能量计量分析系统技术白皮书Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电能量计量分析系统技术白皮书Word格式文档下载.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
4.1.3可支持的通讯规约14
4.1.4采集任务管理14
4.1.5主校表校验15
4.1.6远程诊断及下装参数15
4.1.7人工置数15
4.1.8系统对时15
4.2数据库管理模块15
4.2.1历史数据库15
4.2.2数据库的设计16
4.2.3数据库存储16
4.3档案管理模块16
4.3.1基于电网层次结构的电网设备、计量系统档案管理16
4.3.2面各电力设备对象的参数录入16
4.4系统管理模块17
4.4.1权限管理17
4.4.2系统自检17
4.4.3数据库管理17
4.4.4旁路代功能18
4.4.5网络管理18
4.4.6系统对时18
4.4.7实时监视18
4.4.8系统信息及管理18
4.5统计分析模块18
4.5.1电量数据统计18
4.5.2电量数据分析19
4.6报表模块20
4.7考核结算20
4.7.1电价管理21
4.7.2考核对象和考核方法的设置21
4.7.3合同管理／电量考核21
4.7.4损失统计22
4.7.5电费结算22
4.8系统主要技术指标23
附录一热电厂电能量计量分析系统平台配置图24
第一章电能量采集及计量分析系统简介
1系统设计思想
随着电力体制改革的不断深入，电力作为一种商品已逐步走向市场，为适应我国市场经济发展和电力体制改革，满足电力市场商业化运营的需要，建设一个能自动完成电量采集、统计、分析和结算并兼顾电量考核功能的电能量计量分析系统是十分必要的。
于上述原因，我公司自主研发了电能量采集与分析系统，采用系统化设计思想，应用最先进的计算机网络通信和控制技术、采用分层、分布、开放型结构，充分考虑了系统功能的全面性、实用性，采用先进的技术，可用于实现输、配电网、电厂、用电网电能量的自动采集、传输、存储、分析、计费、管理、监控、打印，可实现各种电费自动结算，并通过支持实现与其它系统（如DMS/SCADA/EMS/MIS等）的集成联结，可满足从省级电网到县级电网和发电厂、变电站等不同层次的运行需要，为电力企业的商业化运营提供决策依据。
我公司的电能量采集与计量分析系统是在经过大量市场调研和对许多用户、专家咨询的基础上研制开发的，完全满足电能量计费系统的需要。
我公司针对电能量计量分析系统的要求及特点，设计时充分考虑工程的实际情况，特提出以下设计原则：
●电能量计量分析系统应采用开放的分布式网络体系结构，充分考虑系统的常规容量、先进性、可靠性及可扩展性；
Ø
先进性：
保证所采用的技术是目前世界最先进技术，所采用的设备属世界主流产品，在相应的应用领域占有较大的用户市场，在相关计算机技术及网络技术方面处于领先地位。
高性能：
响应快捷，特别在大负荷情况下具有较高的吞吐能力和效率，延迟低。
可靠性：
网络结构和主要设备应采用冗余配置，使系统具有较高的可靠性和高容错能力，能够抵御外界环境破坏和人为操作失误的能力，任何单点故障将不会影响整个网络的正常运作。
网络的可靠性是通过结构化布线、网络拓扑结构及设备性能、功能设置及软件等诸方面来保证的。
安全性：
应保证信息数据安全，防止数据丢失和被窃，要有防病毒能力。
扩展性：
随着系统应用的逐步成熟，系统应能在交换机上方便地实现网络覆盖范围和涵盖的功能及增加接入终端的数量等方面满足网络扩充的需要，以充分保护用户的投资利益。
●遵循有关国际标准和工业标准，系统硬件应选用符合工业标准的通用、系列化产品，并具有良好的维修服务支持；
●系统应保证数据的可靠性、完整性、保密性，并应保证对原始电能量数据的不可修改性；
●系统应具有数据采集、合理性检查、数据编辑和数据分析等功能；
●系统软件应符合国际标准，并具有良好的可移植性和互操作性；
●具有时钟同步功能，能自动向厂站端发布对时命令，确保主站与厂站设备的时钟偏差在规定的范围内；
●能够按要求准确、完整、可靠地完成电网所辖范围内电能量的采集、处理、传送、统计、存储和计量；
●具有良好的开放性，能支持不同类型电能表和电能表采集装置的接入；
●支持用户开发应用功能，实现对电能量数据的综合分析和处理能力。
2系统部分引用标准
IEEE－美国电气电子工程师协会标准。
ANSI－美国国家标准委员会标准。
EIA－电子工业协会标准
ITU－国际电报电话咨询委员会标准。
ISO－国际标准化组织标准。
IEC－国际电工委员会标准。
UL－美国保险商试验室标准。
NFPA－美国国家防火协会标准。
GB－中华人民共和国国标。
DL－中华人民共和国电力行业标准。
ST－标准国际单位制。
NEMA－美国国家电气制造协会标准。
第二章电能量采集及计费主站系统技术说明
1系统概述
1.1系统构成
电能量采集与计费主站系统软件全面采用开放的工业及国际标准作为基础支撑平台：
操作系统：
WindowsNT、Windows2000server软件平台
硬件平台：
Sun、IBM、HP、INTEL/PC;
跨硬件平台
⏹服务器端：
单服务器／双服务器Cluster结构，Alpha、Sun、IBM、 HP小型机、PC服务器，支持RAID,支持磁带机或DVD-ROM备份装置。
⏹采集机、工作站等客户端：
Alpha、Sun工作站、PC，支持双机热备
网络环境：
TCP/IP、IEEE802.3、X.25网络协议，单网或双网配置
窗口及图形：
X-Window系统；
OSI/MOTIF;
WindowsNT
开发语言：
delphi，Vc++等
数据库：
关系型/SQL/Client-Server体系结构，Oracle、Sybase或DB2等
采集机柜：
内置通信服务器、采集器等。
1.2功能概述
电能量采集及计费主站系统，其于本公司主站一体化系统化设计思想，支持软、硬件跨平台灵活组态，应用最先进的计算机网络通信和控制技术，采用分层、分布、开放型结构，充分考虑了系统功能的全面性、实用性、先进性，可用于实现输、配电网以及用电网电能量的自动采集、分析与计费功能，并通过支持实现与其它系统（如DMS/EMS/MIS等）的集成联结，为电力企业的商业化运营提供决策依据。
从整体上看，该系统的应用可达到以下目标：
⏹直接采集变电站电表电能量数据和配变终端监测数据。
各采集、计量、考核点电能量、电能质量等电网数据，可自动、完整、准确、安全、及时、一致、可靠、灵活的采集、传输和存储，在任何情况下保证数据不丢失。
⏹监控电能量计量装置运行信息和系统运行、计量缺陷等故障信息。
⏹提供用电MIS接口，为用电MIS系统提供原始表码数据作为计费依据。
并实现表计档案信息的共享。
⏹电量统计。
实现电能量的全部统计，完成发电量的统计、分析。
厂用电量的统计分析，通过发电量、上网电量及厂用电量分析计算线损。
⏹电网重要关口电量准实时监测。
⏹提供各种数据的浏览功能，并支持与企业内其它系统的集成。
⏹分费率、分时段电能统计。
⏹为负荷调度模式和电量调度模式相结合提供信息基础。
2.1开放的体系结构
⏹硬件平台：
支持SUN、HP、COMPAQ、IBM、容错等不同厂家、不同性能的计算机硬件，重要软硬件可以冗余配置
⏹软件平台：
支持WinNT、Win2000多种平台以及混合平台
⏹数据库：
支持Sybase、Oracle、DB2、MSSQL等商用数据库
⏹数据结构：
数据库设计符合部颁标准DL/T645-1997数据结构，可适应各类电能、电力数据
⏹数据通道：
支持PSTN，DDN，ISDN，微波，光纤等多种通道
⏹通信规约：
支持EDMI、IEC、DL标准和各厂家终端、表计通信规约
⏹系统接口：
严格遵守有关的工业/行业标准，数据库满足ODBC、ADO多种访问接口标准
⏹系统集成：
通过TCP/IP通信规约、中间数据库和中间数据文件等多种方式实现与用户SCADA、EMS、MIS和负荷管理等系统的数据共享和系统集成，支持用户二次开发
⏹系统扩展：
用户不需修改任何程序即可任意扩展计量点、终端数量，扩展应用工作站数量
2.2先进的技术平台
采用C/S结构体系，也支持基于Java和中间件技术的全Web结构
⏹通过系统裁减和整合，可支持几十台计算机组成的大型主站网络系统，也支持单服务器模式下的小型分站系统
⏹支持容错计算机技术、双/三网冗余技术等来进一步提升系统性能
⏹采用WinNT、Windows2000网络操作系统，采用Sybase、Oracle、MSSQLServer等大型商用数据库
⏹采用原始数据库、工作数据库和冻结数据库三级数据处理结构，支持数据辨识、过滤、修补、冻结、发布等多种权限处理
⏹具备采集终端、操作系统、数据库和应用系统四级安全控制
⏹智能化的数据采集服务，能自动根据通信任务类别、重要度和通道资源类别及占用情况进行任务调度，支持多通道并行通信、断点续传、主备通道自动切换等处理
⏹数据采集终端采用实时多任务嵌入式操作系统和嵌入式数据库，全面的可靠性设计，具有识别非法主站的能力，支持电量冻结功能，数据采集时标精确到秒
2.3实用化的应用软件
⏹数据采集的准确性、可靠性，算法的准确性，系统的安全性、可靠性和实用性等已经得到实践反复检验和确认
⏹支持用户对计算步长、结算时刻、代表计量点等灵活设定，支持时标，表计分时、主站分时等不同要求
⏹电量统计支持换表、换互感器、主备表替换等多种操作
⏹根据用户要求设计、修改界面，定制用户需要的各类报表
⏹专业化的电量管理应用软件，灵活丰富的电量统计分析对象定义，支持各种电量统计报表分析
⏹支持电压合格率、功率因数合格率、供电可靠性、负荷特性等多种应用统计分析
⏹为适应实际工作需要而设计的电量修正、报表审批发布、数据稀疏、数据修补等功能
⏹丰富的高级应用实践：
1分钟最大需量计费、5分钟上网电量计费结算、基于电力市场的计划考核调度，以及与MIS等系统的集成
3系统的主要功能特色
3.1丰富的数据处理功能及深层次的数据加工
不仅系统中采集的原始电量数据带时标，一些相关参数如CT．PT变比，电表的转比等）也带时标，记录表计、CT、PT的更换时间，以便进行数据统计，保证统计数据的正确性和连续性。
系统可根据当时的采集数据和参数计算出任一时间内的一次侧电量数据；
系统有很强的数据效验手段（如采集标记．限值及主．校表对比例，保证数据的可靠性；
另外，系统还具有丰富的数据统计及分析功能，在数据处理上，几乎无须做二次开发。
3.2完善的权限管理机制
将人员、部门进行分组．组内分级分配权限，做到人员．应用．机器三位一体化管理。
采用授权人和操作人分离的数据修改机制，只能修改原始采集数据的副本数据，并能将修改过程存入数据库中，同时置数据修改标志。
3.3内嵌的通信规约转换接口
系统含有内嵌的通信规约转换接口，通过此接口，可方便实现多种通信规约的转换，对未来接入的不同通信规约设备，只需根据接口的一系列定义，即可方便的接入。
3.4自适应的数据通信功能
根据用户定义，采集服务器自动选择不同的通信（如光纤、网络、专线等），在主通道异常时，支持自动选择备用通道。
3.5主．副表数据处理
系统对主、副表的电能量数据都进行采集和存储，根据它们的差额判别电能量数据的有效性，并置数据采集标记，供有关人员使用。
在无副表时，可以通过与SCADA/EMS系统的积分电能量数据进行比较和判别。
3.6无阻塞的通信流、任务流及数据永不丢失的数据通信功能
将通信流、任务流、显示流和应用程序彻底分开，使通信流．任务流．显示流相互独立，并实现无阻塞的通信流．任务流，通过多层体系结构更好的实现任务的分布。
系统中通信数据永不丢失。
3.7多任务（进程）．多线程
采用支持多任务．多线程的操作系统，并采用线程方式进行编程，多个任务、多个线程同时执行，任务相对独立，提高系统的高可靠性。
3.8功能齐全的制表功能
CELL控件及桌面系统．CrystalReport报表工具等生成的文档可在任一台系统内工作站上打印。
3.9功能强大的网络互联能力
系统除支持TCP\IP通信协议外，还支持IPX/SPX等其它通信协议，可实现与SCADA/EMS系统的连接，与MIS系统的连接，与电力交易系统的连接，与上．下级电能计量系统的连接及与负荷管理系统、营业系统的连接。
3.10面向对象的数据模型
采用面对电力系统对象、层次的数据模型，进行数据库中数据关系的一致性设计、校核，实现数据的无冗余快速输入。
3.11简单、易用的全汉化界面及数据的图形、表格等多元化的组合输出
简单、易用的全汉化界面；
提供多种方式的组合输出（表格、曲线、统计、图形……）。
表格、曲线、统计图形等输出形式的在线切换。
支持第三方数据输出控件。
可按全网、电厂、市、县、区、变电站、各电压等级等系统中所有采集及统计出的电量数据，显示当日及一年内任何日期的电量曲线；
各变电站一次接线图及接线图各线路上的电量数据。
所有曲线画面上都有最大值最小值发生时间，当日曲线的刷新周期与数据采集周期相同。
3.12均衡负荷的双网络运行方式
系统具有双网络的系统结构，双网正常运行均衡负荷，故障无等待自动切换，大大提高系统的可靠性。
4电能量采集及计量分析系统功能
应用系统软件采用分层式模块化设计，分为基本系统、扩充系统和高级应用系统，具体如下：
1）基本系统：
功能上是一个电能量采集及分析系统，是系统运行的最基本的应用软件配置，包含了系统底层的平台建设，扩充系统和高级应用系统建立在基本系统之上。
具体包括以下模块：
⏹数据采集模块
⏹数据库管理模块
⏹系统档案管理模块
⏹统计分析模块
⏹报表模块
2）扩充系统：
基本系统的扩充功能模块，包括：
⏹图形模块
3）高级应用系统：
完成系统的高级应用分析功能，提供决策支持。
⏹考核结算模块
⏹理论线损分析模块
4.1数据采集模块
数据采集模块进行系统主站与电能量厂站系统（采集器、集中器、电表等）之间的数据通讯，实现电能量、电能质量数据的自动周期采集、数据补测以及参数下装等功能，能采集、处理厂站设备传送的电能量数据及与电能量相关的重要信息，系统支持随时抄表（包括按设定周期抄表），储存密度可调，数据可保存，可备份。
并具有集成其他数据源的功能。
采集的电能量数据直接传输到历史数据库。
4.1.1可支持的数据源
⏹厂站端的采集系统所采集的分时段电能量值
⏹电表的电能量值
⏹便携式抄表机现场录入的数据
⏹人工设置的电能量数值
⏹通过计算机通信网关与其他系统交换的电能量或其他相关的值。
4.1.2可支持的数据通讯方式
⏹支持光纤通讯网（或其他广域网）方式（利用TCP/IP）
⏹支持电话拔号（电力、邮电程控交换网）通讯，拔号MODEM的通讯速度可自动识别（300~5600Bit/s）
⏹支持专线（光纤等）通讯方式
⏹支持微波通讯方式
⏹支持无线通讯等其他方式
4.1.3可支持的通讯规约
⏹系统具有良好的开放性和互联性，可支持不同类型电能表和采集器的接入。
4.1.4采集任务管理
⏹可定时向电能表采集数据，也可随时召唤采集数据
⏹在一个采集周期内，若某个厂站或某个表采不到数，系统应能自动再召唤，重复访问的次数可定义。
⏹当主站与某个电能表通信中断，一旦通信恢复后主站能以自动召唤方式获取中断期间的全部电能量数据，以保证数据的完整性和连续性，如有异常情况应给用户特别提示
4.1.5远程诊断及下装参数
⏹主站具有对电能表进行远程诊断和测试功能及下装参数的功能
4.1.6人工置数
⏹在电能表损坏的情况下，可人工置入或修改丢失和错误的数据。
所有人工置入或修改的数据，包括采集数据的可移动介质输入的数据，都应有相应的记录和标记；
4.1.7系统对时
⏹系统支持主站规约对时，可与厂站电能表进行对时。
4.2数据库管理模块
4.2.1历史数据库
系统信息共享的核心是数据库的共享，采用通用的商业关系型数据库可以为数据库访问提供良好的基础。
因此，商用数据库的使用已经成为目前工业界数据应用的潮流。
同时，商用数据库具有如下明显的特点：
⏹Client/Server结构体系，提供方便的网络访问。
⏹安全的事务处理能力，当系统发生故障时，保证数据不丢失。
⏹触发器功能为保证相关数据的一致性带来便利。
⏹自动数据备份功能，使重要数据的备份简便易行。
⏹开放的、标准的SQL语言数据库访问接口。
⏹电能量采集及计量分析系统历史数据库支持大型商用数据库管理系统MSSQL、Oracle、Sybase、DB2等。
4.2.2数据库的设计
对于数据库采用模块化的设计可分为以下数据库：
采集参数库、设备档案库、分析参数库、原始数据库、原始数据派生库。
统计分析库、操作记录等。
数据库管理
数据库分为两级，一个是采集来的原始数据库，不允许修改，二是应用数据库，它相当于是原始数据库的复制，在它的基础上应用程序可进行有效的处理，支持数据编辑（人工录入或替代），经过人工修改的数据都在修改标志。
统计结果单独存放，便于快速查询和备案。
数据库留有有足够的空间，可将存入光盘或磁带的历史数据恢复，以供数据查询、个性、分析、打印等处理。
4.2.3数据库存储
关系型数据库的模块化设计以及存储过程、触发器等的应用保证了数据存储的完整性、一致性。
可根据需要将历史数据进行备份，备份介质支持光盘、磁带等。
4.3档案管理模块
设置厂站名、厂站编号、通道号（MODEM号、电话号码）、通信规约、波特率、采集容量等。
可提供多种通信规约、波特率供选择。
4.3.1基于电网层次结构的电网设备、计量系统档案管理
以树型结构管理电网设备，可灵活构造电网层次结构。
4.3.2面各电力设备对象的参数录入
能方便地在线修改或定义电能量表计的名称、编号、窗口值、倍率参数、费率、时段（数量可以任意设置，时间间隔最小为1分钟）、存储周期（不同的数据可以设置不同的时间间隔）以及数据处理方式。
系统能适应关口表的变换，电网结构、设备参数调等变化。
可按变电站、电压等级、电量类型分层次提供计量点的定义、管理功能，并能设定操作、维护权限。
⏹各种电网设备档案查询、录入，变电站、变压器、母线、电表、CT/PT、线路、台区等档案。
⏹数据采集参数设置：
采集终端和计量点参数。
⏹采集方案：
主站自动采集方案和采集终端（自动采集方案）。
⏹分析参数设置：
各种统计对象的周期统计方案（提供日方案、月方案两种固定统计方案）。
⏹统计对象参数设置：
可根据计量点定义各种统计关系，包括变电站、主变、母线、线路、分压统计项目、分区统计项目、用户、关口电量、小火（水）电电是、线损小指标统计项目（母线电是不平衡率、站用电是、功率因数）及自定义对象。
⏹业务变更：
表计维护、记录、更换表计记录和校核表计数据记录，CT/PT修改，挂表／拆表。
4.4系统管理模块
4.4.1权限管理
将人员、部门进行分组．组内分级分配权限，做到人员．应用．机器三位一体化管理。
采用授权人和操作人分离的数据修改机制。
4.4.2系统自检
能在短时间内对系统进行全面检查，诊断本机状态以及系统的配置状态，可以快速大部分排除或诊断出故障位置，为系统管理员提供参考信息。
系统具有远程维护及远程诊断的功能。
4.4.3数据库管理
能显示目前数据库的使用状况、数据库的使用率、运行记录等。
4.4.4网络管理
为保证网络的可靠性，系统支持冗余的双网机制。
配备有网络管理软件，系统管理员可对网络各节点数据流在网络上的分布进行配置。
系统运行时对每一个网络进行监视（包括CPU负荷、内存使用状况、磁盘总量、数据库的空闲总量等），同时对于节点的异常情况及运行组态进行监视，报告异常情况并且进行重新组态，保证系统的可靠性等。
4.4.5系统对时
可手动或自动的定期进行全系统的对时，支持GPS对时或其它系统的时间源。
4.4.6实时监视
实时监视设备的运行状态，包括采集终端状态、通道状态、电表状态等，以及数据采集任务执行情况。
4.4.7系统信息及管理
管理系统的各种日志信息如主站运行信息、用户登录信息、数据统计分析、数据备份、修改、对各种历史事件的查询等。
4.5统计分析模块
4.5.1电量数据统计
具有按规定的不同时段、不同区域、不同类别分别累计电量功能，提供定义每日时段划分个数，以及各时段的起止时刻。
旁路替代电是自动计入所替代设备电量。
系统在更换电表、CT、PT、等设备后，可自动或人工统计计算，以保证数据统计的连续性。
提供运算工具，用户可自行定义运算公式可方便地生成各种统计模型，具有极强的灵活性和方便性。
根据不同的发、用电合同或协议以及电网的具体要求，对采集的电能量数据进行正确的分类：
⏹峰、谷、平时段的电量
⏹日、月、年统计和累加
⏹上网电量和网供电量
⏹电网事故、系统频率异常时（高／低）上网及网供电量
⏹由统计公式产生的统计数据
4.5.2电量数据分析
系统具有对电量数据进行综合分析、评价功能，为电网运营提供参考信息，以便及时采取措施调整供电方式，提高电网运行的经济性。
⏹电量曲线、电力统计分析
⏹按年、月、日、时计算出供电量和网损
⏹按年、月、日、时计算出线损、变损和所用电等
⏹负荷预测精度考核
⏹电量结算
4.6报表模块
系统全图形、全汉化的显示和打印功能的支持软件，人机界面良好，采用多窗口技术和交互式操作手段，调用方便、快捷，能方便地生成各种统计和分析报表，具有定时、召唤和异常情况时自动打印及屏幕拷贝等功能，信息的打印可指定于某打印机。
报表种类有以下几种：
⏹日报总表
⏹分类日报（分时、分区统计）
⏹周报、日报、季报、年报
⏹电量结算报表
⏹分时电量统计报表
⏹不同费率电量结算报表
⏹分区电量统计报表
升级会员 