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负荷控制管理系统

TFSJ-Ⅱ用电负荷控制系统

一、概述

二、系统构成

三、系统功能

四、技术特点

五、系统通讯

六、控制终端

一、概述

电力负荷管理系统是集计算机技术、数据处理技术、通信技术、自动控制技术于一体的高新技术。

充分利用供、负荷信息对提高管理水平、增加经济效益起着至关重要的作用。

当前城乡电网改造的不断深入发展，提高负荷管理自动化水平、提高电网运行的可靠性和安全性是各供电企业急需解决的问题。

电力市场的运行除了供电企业制定出完善的管理机制外，还要从技术支持上建立一整套周密的保证体系，以此来作为管理的基础。

如何对日益复杂的电网负荷进行调控、对纷繁复杂的电力设备进行科学管理，如何优化电度调度各个环节，使整个系统协调运转，都需要先进的技术作为基础。

随着电力营销及需求侧管理技术的发展和管理创新，电力负荷管理系统已成为电力营销与客户服务工作的重要组成部分。

TFSJ-Ⅱ电力负荷控制管理系统主要实现对电力用户的负荷进行监控，实现限电不拉线和公平、合理、有序用电。

实现远程抄表、催缴电费、计量监察等功能，为电力营销考核提供准确的数据。

同时可以实现预购电，先交钱后用电，完善用电营销管理体制。

该系统具有用户用电档案管理、负荷监控、系统管理、线损分析、报表与曲线输出、与其他系统接口功能。

随着电力负荷管理系统功能的日臻完善，不仅能对电力用户的负荷进行监控，实现限电不拉路的基本目标，而且能实现远程抄表、催缴电费、计量监察等功能，还能通过计算机联网实现数据共享。

利用负控终端对大用户的用电负荷进行控制，实现有序用电、预购电和计量远程抄表管理。

实现系统负荷预测,为电力市场考核提供准确的数据。

该系统具有用户用电档案管理、负荷监控、系统管理、线损分析、报表与曲线输出、与其他系统接口功能。

二、系统构成

系统主要是由负荷控制终端，监控中心计算机及控制管理软件三部分组成。

负荷控制终端可以监测用户负荷参数和抄收计量数据，监控中心可通过CDMA/GPRS/GSM或230M无线数传电台实现对电力用户的负荷进行监控，将数据存入数据库，同时可完成对抄表数据的整理、计算、显示等工作。

局域网中的终端电脑可通过权限查看中心服务器提供的各种数据及报表。

系统总体结构图如下：

◆负荷控制终端TFK-6211

终端采用高速32位嵌入式处理器+DSP的高性能CPU和嵌入式实时多任务RTOS操作系统，采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能计量精度。

具有远方遥控、本地闭环控制功能，支持开关状态输入和计量箱门打开报警。

所有数据通过控制终端的GPRS数字移动通讯模块上传到监控中心进行数据保存和分析，同时可接收中心的控制命令实现对被监测点进行断路控制。

终端电磁兼容性能优良，能抵御高压尖锋脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰、且具有较强的温度自适应能力范围。

◆数字式电表

用户计量表应采用数字式电表，具有脉冲输出、数据输出的数字式电度表均可。

◆GPRS/GSM移动数据传输网络

GPRS网络由中国移动公司提供，完成远程GPRS通讯模块的无线网络数据通过GGSN转化为传统有线网络数据，与位于网络上的监控中心计算机通讯，由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，中心计算机主机最好申请配置固定的IP地址。

负荷控制终端的数据经GPRS功能模块对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到配电中心IP地址。

◆监控计算机

通过移动通信公司提供的DDN专线，与GPRS网络中的GGSN相连（一般是非直接的，而是通过路由的），接受到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证，后传送到中心计算机主机，通过系统软件对数据进行解包之后存入本地数据库。

各个终端采用GPRS模块和该计算机进行通信，由于DDN专线可提供较高的带宽，当采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。

◆后台数据库

数据库是与中心计算机相连的一台数据库服务器，它将中心计算机接收到的的原始数据进行存储，同时，为管理软件系统提供数据。

◆系统管理分析软件

管理软件系统包括服务器子系统和客户机子系统。

其中服务器子系统通过对数据库的访问，以C/S和B/S的方式向客户机提供数据服务。

客户机子系统是数据的最终处理终端，根据电力部门的业务需要，可以针对不同的业务部门提供不同的信息和处理权限。

可进行业务管理和计费管理，对电力数据进行校验、计算、存储、分析、管理等，可对异常情况进行告警，同时对用户使用情况实时监控，保证电力局的合法收益。

三、系统功能

3.1负荷管理

◆负荷控制

对用户进行遥控（直接闭、合闸）、功率控、电量控（包括日电控、月电控）、时段控（包括厂休控和时段控）。

可以对单个、批、组、全体终端实施限电控制，在批操作中，可对其中的每个终端设置控制轮次、控制时段、功率定值、电量定值，并逐个下发；

能增加、删除限电方案，并对其进行更改、投入和解除，对重要用户实施保电或从一组用户中将某些用户剔除，使之不参与组操作；

对终端进行复位操作，包括硬件、参数区、数据区的初始化；能在完成限电操作后将限电效果通过终端召测回来；

能与终端进行限时通话并可下发通知信息；

主站可每日对终端进行广播或单个对时（可设定任意时间），以防止因时钟误差造成数据不准确。

◆预购电

先购电，后用电，使用户树立电是商品的观念，有效解决电费回收难题

主站向终端下发购电能量（费）控参数设置命令，包括购电能量（费）设置单号、购电能量（费）值、报警门限、跳闸门限、各费率时段的费率等参数；

主站向终端下发购电能量（费）控投入命令，终端收到该命令后显示“购电控投入”状态，自动执行购电能量（费）闭环控制功能。

终端监测剩余电能量，如剩余电能量小于设定的告警门限值，应能发出音响告警信号；剩余电能量小于设定的跳闸门限值时，按投入轮次动作输出继电器，控制相应的被控负荷开关。

终端自动执行购电能量（费）定值闭环控制的过程中应在显示屏上显示剩余电能量、控制对象、执行结果等信息。

◆参数设置

设置电能表CT、PT、K常数和实时数、底数；

设置电压、电流模拟量参数；

设置功控、电控的尖峰平谷时段及各个时段的功率定值；

设置厂休控、日电控、月电控、购电控参数；

◆系统管理

变电站和线路资料的输入和修改；

行业划分管理；能按行业、分局、站点、变电站、线路对用户进行分组。

站点管理，包括主站、二级站、中继站相关信息的输入和修改；

前置机名称管理，对前置机的编号、名称、网络地址进行维护；

终端档案管理，对终端配置（如接线图、轮次配置等）及所属用户有关信息进行维护；

系统配置参数管理；

对电表档案进行管理；

3.2远程抄表

能对终端数据（包括实时数据、日数据、月数据）进行随机召测；

对前置机存档的历史日、月数据进行补测。

用户注册管理，根据用户登录的帐号分配用户指定操作权限。

对电表数据进行随机召测，包括由终端召测和由电表直接召测；

3.3数据统计分析

对存档日月数据进行统计，按单用户、分局、行业、系统得出日、周、月、年的负荷情况，并生成负荷曲线和报表；

对存档日月数据进行分析，得出终端异常数据，异常情况包括召测失败、超变压器容量、脉冲负荷与电压电流计算负荷偏差过大、历史日数据中存在与预测数据不一致、功率为零等；

分析采集的电压电流参数和脉冲功率及表计读数，了解用户的负荷情况，进行防窃电监测和电压合格率统计。

根据数据可以形成电力用户的三相平衡率曲线，供电可靠性等数据。

提供设定用户的用电计划曲线，在用户用电越限后及时报警功能。

3.4维护管理

负控中心向终端维护部门下发故障单，以及维护部门向负控中心递交维修单；

终端资产管理，包括资产入库单、终端安装、调试记录以及终端巡视单的维护和管理。

3.5操作权限管理

建立和删除用户帐号，并对用户的权限进行严格定义。

对于不同的操作者（如华东局、供电局、区调），设置不同的操作权限。

3.6数据维护

能按日期或所属分局，让用户选择表对某一时间段的记录进行备份或将备份数据装载回数据表中；

能浏览数据库或备份数据文件中的记录。

能对数据库中过期的历史数据按日期进行删除操作。

3.7用户档案管理

负荷管理系统的用户终端档案分为两个部分，用户档案及终端档案。

用户档案信息在负荷MIS中维护，负荷管理系统只维护和本系统相关的信息，如用户属性（一般用户、小水电、小火电、电厂、大用户），以户号为主关键字。

终端档案信息则由负荷管理系统进行维护，包括基本信息、线路、脉冲量、模拟量、轮次开关及防窃电配置信息，以终端编号为主关键字，用户户号为外关键字与用户档案相关联。

提供用户在线线添加、删除、修改各种电力对象功能。

提供计量点的定义、管理功能，并能设定操作、维护权限。

能按特定条件浏览系统事件，这些事件包括对终端控制、定值调整、相关档案修改、帐号变更、数据维护、传票生成等操作以及用户进入系统的安全审计和前置机自动任务的执行状况。

3.8报表与曲线的输出

查询浏览数据、查看系统事项、图形化输出、预定义报表、自定义报表、报表格式兼容EXCEL、手动打印与自动打印等。

3.9与其它系统的接口

由接口模块生成系统之间事先定义的中间表，放到负控服务器中；其它系统根据负控中心预先设定的访问权限，读取中间表中的数据。

接口数据保存两年。

负荷管理系统每日历史数据采集和对数据补测后，接口模块自动生成中间表，并可由用户设定生成数据的时间和周期或用户可手动由菜单上选择生成数据。

三、技术特点

平台化设计：

既是应用，又是平台，超越单纯MIS应用，构筑信息集成平台。

为用户提供一个信息平台、为工作者提供一个工作平台、为管理者提供一个控制平台、为决策者提供一个决策支持平台、为系统维护者提供一个集中维护平台。

面向对象：

全面采用面向对象的分析与设计方法，明确划分子系统、功能、模块的边界，制定统一的功能、模块、数据的接口规范。

应用软件总线技术实现功能、模块的即插即用，应用工作流模式将功能、模块串接为事务，实现系统的无模式运行方式；对事务进行自动检测、分析，并把异常或未处理事务主动提交给用户，实现从被动管理到主动管理的转变。

从而提高系统的开放性、可扩性、可维护性、以满足电力用户不断增长的发展需要。

规范业务：

通过计算机管理来规范、简化、优化现有业务处理流程，提高管理效率；强调基于工作流，保证工作流的闭环。

强调实用：

采用一体化及集成化相结合的方法，对紧耦合系统采用一体化设计方法，实现各子系统间的无缝连接；对弱耦合系统采用集成化设计方法，以降低子系统开发的难度，同时也可在最大程度上保护用户已有的投资。

现代数据传输技术：

数据传输采用GPRS无线通讯方式，实时性强，安全可靠免维护，

组网运营成本低，数据传送速率高

支持电力负荷控制系统数据传输规约

四、系统通讯

通信平台

通信平台作为系统的通信枢纽应当具有稳定性、可扩展性、开放性，具有以下特点:

采用C++语言编制，软件运行高效、可靠.

可管理多串口卡、终端服务器、拨号调制解调器、无线通信电台等多种通信资源，允许多个后台系统共享通信资源.

采用多任务、多线程技术保证系统数据采集的高效率.

具有任务优先机制，高优先级命令优先.

双机热备模式运行，可实现硬软件故障切换.

规约模块为外挂方式,易于扩展.

采用周期任务方式定时采集各类终端数据.

兼容不同通讯速率通讯模式

可统计设备通讯成功率

对通信报文进行自动存储管理，定期存入数据文件或数据库中，可计算各终端和系统的通信成功率

具备管理二级通讯设备功能（如:

中继站）

能够同时与实时数据库、商业历史数据库接口，具有稳定的数据存储机制，当数据服务器宕机时，通信平台可等待恢复并自动连接。

在本系统中通讯平台将采用多种通讯方式与多种终端设备通讯，例如：

GSM短信通讯方式

支持数据分包传输（GSM短信数据包一次不超过144字节）

支持Polling、主动上报两种通讯模式

GPRS无线分组交换通讯方式

支持大数据打包回传（一次几十KB、上百KB）

支持Polling、主动上报两种通讯模式

无线电台通讯方式

管理无线中继站

与采用无线通讯方式的终端设备通讯（如：

无线电力负荷管理终端、无线配变监测终端通讯、载波抄表集中器通讯）

有线通讯方式

与提供专用通讯接口的终端设备通讯（如：

中压载波、微波、光纤）

与现场手抄器通讯接口

与标准调制解调设备通讯接口，支持电话主动拨号与上报拨号通讯模式

五、控制终端

负荷控制终端TFK-6211采用高速32位嵌入式处理器+DSP的高性能CPU和嵌入式实时多任务RTOS操作系统，采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能计量精度。

具有远方遥控、本地闭环控制功能，支持开关状态输入和计量箱门打开报警。

所有数据通过控制终端的GPRS数字移动通讯模块上传到监控中心进行数据保存和分析，同时可接收中心的控制命令实现对被监测点进行断路控制。

终端电磁兼容性能优良，能抵御高压尖锋脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰、且具有较强的温度自适应能力范围。

功能特点

数据采集：

采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能计量精度

远程抄表：

支持两种以上电能表通信规约；增加支持多种规约，能够与多种表计通讯

数据存储：

分时数据保持10天，总电量数据保持1年

远程设置：

提供远程读取任务和设置终端任务的功能。

可以通过设置任务来实现日数据的主动发送上传，数据采样基准时间、采样间隔、发送间隔均可在负荷控制终端上设置。

负荷控制：

包括功率控制，电量控制，时控，遥控。

可以设置功率（功控）和电量定值（电控）和时段（时控），

参数配置：

能在远方（主站）遥控或现场（终端）设置定值精度；

异常报警：

计量装置非法开启；示度电量下降；设置改变；运行参数变动；停电、上电等异常信息报警

远程通信：

采用GPRS数字移动通讯，亦可选配短信、无线数传等通讯方式

支持DL-53593电力负荷控制系统传输规约和DL/T645-1997协议等。

支持TCP/IPSOCKET传输模式和WEBSERVICE传输模式

终端具有事件报警接口，提供各种窃电信息

终端电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰

根据用户不同通信条件灵活配置终端通信模块，支持GPRS、CDMA等多种通信方式

密闭是设计，PVC防水阻燃材料，壁挂式结构、体积轻巧、安装方便

较强的温度自适应能力，内含自动温控切断装置，防止模块在非正常工作温度下或电压严重不正常下受损。

特配有独立电源模块，使用三相电源供电，只要任何一相交流电压在50V～420V范围内终端均可正常工作；

适用范围

电力负荷控制管理系统

大用户自动抄表系统

用电管理系统

配电变压器自动监测与抄表系统

技术参数

输入参数：

电压：

3×57.7V/100V、3×220/380V

电流：

1.5A（6A）、5A（6A）

精度：

电压：

0.5%电流：

0.2%

有功功率：

0.5%无功功率：

1%

有功电能：

1.0无功电能：

2.0

工作温度：

－20～＋55℃极限工作温度：

－40～＋75℃

功耗：

≤2W

电磁兼容：

优于IEC推荐的IV级标准

硬件接口：

RS485：

1路/A型、2路/B型；红外接口：

1路

遥控：

4路（可扩充）；遥信：

4路（可扩充）；

GPRS/CDMA通信口：

1路

结构形式：

壁挂式