居民户表用电信息采集与管理系统方案
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系统采用已经大规模商用的技术及其产品,总线技术发展较早,广泛的运用于电力通讯的数据传输,经过多年的发展,总线技术的可靠性和稳定性较高,安全、数据传输速度快,更有利于后期系统升级等。技术成熟度高;结合商用程度颇高的GPRS移动数据传输业务及其技术,实现电能量数据远程、自动化传输和监控。
l 可靠性高:该系统产品运行稳定、高可靠、符合电力业规定标准内,广泛运用于电力行业,系统运行不受外界干扰;产品采用的元器件及其部件.产品满足电力产品相应规范和标准。
l 可扩展性强:该系统采用模块化设计,可以灵活配置,结合用户使用管理的实际需要能有效控制成本,系统(产品)功能扩展、升级简单可以在现有系统(产品)基础上扩展远程关断、电力表箱状态监测及其开箱报警等功能,而实现上述扩展功能无须对现有系统设备进行更换。
l 安装维护简单:由于采集器与集中器之的通讯采用专用的数字电缆,产品/系统不受外界干扰,维护时易查找故障点,排除简单。
实现功能
★ 真正实现远程无人抄表管理
★ 真正实现远程自动停送电控制,有效解决拖欠电费现象
★ 提供冻结数据,为线损管理提供可靠数据
★ 低压台变供电可靠率、供电质量监测功能
★ 后期更换智能电表时无需更换采集设备,可直接采集管理智能电表。
系统由三层物理结构组成。
第一层主站,是整个系统的管理中心,负责整个系统的电能信息采集、用电管理以及数据管理和数据应用等。它是由前置服务器、数据库服务器和WEB服务器所构建通信网络及其在相应服务器上运行的《居民用电户表管理系统软件》组成。
第二层数据采集层,负责对各采集点电能表电能量信息的采集和监控,包括各种应用点位的电能量信息采集终端。采集层主要由集中器、数采器、服务终端构成现场数据采集系统。
第三层现场监控设备,是电能信息采集源和监控对象,如电能表和相关计量设备、以及其他受控设备等。通信网络完成系统各层之间的数据传输,它采用载波和GPRS无线数据通信网络构成。
图1
系统通过采集终端采集负荷和电能量实时数据和历史数据,监视用户计量设备的运行状况等。
3.2 数据管理功能
对各种采集数据进行分析、处理和存储,为SG186营销业务应用系统提供数据和接口
3.3 数据应用功能
按应用需求,支持有序用电管理、异常用电分析、电能质量数据统计、报表管理、线损分析、客户增值服务等应用功能。
抄表管理软件基于分布式抄表系统架构,将整个集抄软件分为前置机软件、应用服务器软件、工作站软件三部分,并按行政区域划分,实行分布式抄表及管理,但通讯信道资源及数据存储集中管理,并通过Web服务器发布数据,直接通过网页浏览器浏览。
现场采集系统是集中远程抄表系统之子系统,它是针对行业现状,采用稳定可靠的总线技术,优化电力资源,针对网络化电能数据双向通信及远动系统复杂的应用环境,成熟地发展出来的最新解决方案。
现场采集系统是由集中器、采集器、服务终端和具有RS485通讯功能的各种电能表及其设备所构建的总线数据传输系统。
(在远程抄表系统基础上添加关断控制器和关断控制盒,可以实现对目标电能表的关、通电操作,实现欠费管理。)
采器集是集抄系统的数据源采集节点,通过自身的RS485接口同电能表的RS485接口通信,采集到电能表的相关数据后,通过总线将采集到的数据传至集中器,集中器通过光纤或GPRS/CDMA传至主站系统。根据系统功能亦可将主站管理系统的指令或参数下发至设备、电能表。
符合《四川省电力公司低压远程集中抄表系统技术规范》,符合DL/T 645-1997/2007电能表通信规约的要求。
2、现场系统结构示意图:
图3
3、现场系统功能
3.1 、可实时召测或根据设定的抄读间隔自动采集各电能表的实时电量、月末零点冻结电量。其中单相电能表的冻结电量数据项为正向有功总电量,三相多功能载波电能表的冻结电量数据项为:正向有功总电量,正向有功尖、峰、平、谷四费率电量,正向无功总电量。电量数据都带有相应时标信息。
3.2、电能表通断控制功能
3.3、储存容量:每台集中器管理的单相电能表数量大于2400块,按照集中器设计的最大用户数对每个用户电能表电能量数据,采用专用的存储空间对上述2种数据分别存储。数据储存容量为64M。
3.4、未抄收到数据补抄:集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表具有补抄功能。集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄到数据的电能表信息主动上报给主站系统。
3.5、校时功能:集中器采用独立时钟单元,可被主站校时,计时单元的日计时误差≤±0.5s/d。
集中器能够在主站的指令下对系统内电能表进行广播校时。
3.6、现场抄读功能:集中器提供红外通信接口,可与手持抄表器通信,并由其现场抄读电量数据并可传输入到主站。
3.7、自诊断和异常信息记录功能:集中器可自动进行自检,发现设备(包括通信)异常,保存日志记录并上报主站。
3.8、安全性:集中器设计有可靠的安全措施,防止非授权人员设置参数。集中器保存最近500次的事件记录(异常告警等)。集中器采用三级密码管理。一级密码:超级用户,可进行授权二级用户、所有功能设置;二级密码:设置用户,由超级用户授权,可进行除分配用户之外的所有功能设置;三级密码:只读用户,由超级用户授权,只能进行集中器参数或电表数据的读取。集中器能判别并拒绝非法主站的召测和控制指令。
3.9、远程控制功能:集中器支持主站命令对电表实行远程控制功能。
3.10、远程升级功能:集中器具有远程升级应用程序(含主程序和上、下行通信规约)功能。
3.11、停电数据保持:设备采用容量后备电池,当电源瞬时及长时间断电时,设备能够及时对主要数据进行保存,保存时间在10年以上;电源恢复时,保存数据不丢失,内部时钟正常运行。
3.12、日线损计算功能:集中器每日自动计算台区日总线损率数值。当台区实际日总线损率的绝对值超过设定的阈值时,集中器向主站发送报警信息。
现场采集设备配置:
一、前 言
根据国家电网公司营销计量的管理要求,营山电力公司将实现供电范围内低压电力用户的“全覆盖、全采集、全面预付费”的管理模式,改变长期以来无法及时、完整、准确掌控电力用户信息的局面,满足公司系统各层面、各专业对于电力用户用电信息的迫切需求,我公司结合其具体情况,为营山电力公司设计并实施了一套管理方案,具体介绍如下。二、系统介绍
1、系统简介
采用当前比较稳定可靠的总线抄表技术设计的低压电力用户远程集中抄表系统,解决以往抄表系统存在的普遍问题:远程抄表系统具有如下显著特点:系统采用已经大规模商用的技术及其产品,总线技术发展较早,广泛的运用于电力通讯的数据传输,经过多年的发展,总线技术的可靠性和稳定性较高,安全、数据传输速度快,更有利于后期系统升级等。技术成熟度高;结合商用程度颇高的GPRS移动数据传输业务及其技术,实现电能量数据远程、自动化传输和监控。
l 可靠性高:该系统产品运行稳定、高可靠、符合电力业规定标准内,广泛运用于电力行业,系统运行不受外界干扰;产品采用的元器件及其部件.产品满足电力产品相应规范和标准。
l 可扩展性强:该系统采用模块化设计,可以灵活配置,结合用户使用管理的实际需要能有效控制成本,系统(产品)功能扩展、升级简单可以在现有系统(产品)基础上扩展远程关断、电力表箱状态监测及其开箱报警等功能,而实现上述扩展功能无须对现有系统设备进行更换。
l 安装维护简单:由于采集器与集中器之的通讯采用专用的数字电缆,产品/系统不受外界干扰,维护时易查找故障点,排除简单。
实现功能
★ 真正实现远程无人抄表管理
★ 真正实现远程自动停送电控制,有效解决拖欠电费现象
★ 提供冻结数据,为线损管理提供可靠数据
★ 低压台变供电可靠率、供电质量监测功能
★ 后期更换智能电表时无需更换采集设备,可直接采集管理智能电表。
2、系统结构
低压电力集中远程抄表系统物理结构示意图见图1。系统由三层物理结构组成。
第一层主站,是整个系统的管理中心,负责整个系统的电能信息采集、用电管理以及数据管理和数据应用等。它是由前置服务器、数据库服务器和WEB服务器所构建通信网络及其在相应服务器上运行的《居民用电户表管理系统软件》组成。
第二层数据采集层,负责对各采集点电能表电能量信息的采集和监控,包括各种应用点位的电能量信息采集终端。采集层主要由集中器、数采器、服务终端构成现场数据采集系统。
第三层现场监控设备,是电能信息采集源和监控对象,如电能表和相关计量设备、以及其他受控设备等。通信网络完成系统各层之间的数据传输,它采用载波和GPRS无线数据通信网络构成。
图1
3、系统功能
3.1 数据采集功能系统通过采集终端采集负荷和电能量实时数据和历史数据,监视用户计量设备的运行状况等。
3.2 数据管理功能
对各种采集数据进行分析、处理和存储,为SG186营销业务应用系统提供数据和接口
3.3 数据应用功能
按应用需求,支持有序用电管理、异常用电分析、电能质量数据统计、报表管理、线损分析、客户增值服务等应用功能。
三、主站系统
主站系统是一套具有选择集中器并与集中器进行信息交换功能的计算机系统设备。在低压电力用户远程抄表系统中,主站包括前置机、WEB服务器、数据库服务器和抄表管理软件四个部分。抄表管理软件基于分布式抄表系统架构,将整个集抄软件分为前置机软件、应用服务器软件、工作站软件三部分,并按行政区域划分,实行分布式抄表及管理,但通讯信道资源及数据存储集中管理,并通过Web服务器发布数据,直接通过网页浏览器浏览。
四、现场采集系统
1、现场采集系统简介:现场采集系统是集中远程抄表系统之子系统,它是针对行业现状,采用稳定可靠的总线技术,优化电力资源,针对网络化电能数据双向通信及远动系统复杂的应用环境,成熟地发展出来的最新解决方案。
现场采集系统是由集中器、采集器、服务终端和具有RS485通讯功能的各种电能表及其设备所构建的总线数据传输系统。
(在远程抄表系统基础上添加关断控制器和关断控制盒,可以实现对目标电能表的关、通电操作,实现欠费管理。)
采器集是集抄系统的数据源采集节点,通过自身的RS485接口同电能表的RS485接口通信,采集到电能表的相关数据后,通过总线将采集到的数据传至集中器,集中器通过光纤或GPRS/CDMA传至主站系统。根据系统功能亦可将主站管理系统的指令或参数下发至设备、电能表。
符合《四川省电力公司低压远程集中抄表系统技术规范》,符合DL/T 645-1997/2007电能表通信规约的要求。
2、现场系统结构示意图:
图3
3、现场系统功能
3.1 、可实时召测或根据设定的抄读间隔自动采集各电能表的实时电量、月末零点冻结电量。其中单相电能表的冻结电量数据项为正向有功总电量,三相多功能载波电能表的冻结电量数据项为:正向有功总电量,正向有功尖、峰、平、谷四费率电量,正向无功总电量。电量数据都带有相应时标信息。
3.2、电能表通断控制功能
3.3、储存容量:每台集中器管理的单相电能表数量大于2400块,按照集中器设计的最大用户数对每个用户电能表电能量数据,采用专用的存储空间对上述2种数据分别存储。数据储存容量为64M。
3.4、未抄收到数据补抄:集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄读数据的电能表具有补抄功能。集中器对在规定的抄读间隔时间内未抄到数据的电能表信息主动上报给主站系统。
3.5、校时功能:集中器采用独立时钟单元,可被主站校时,计时单元的日计时误差≤±0.5s/d。
集中器能够在主站的指令下对系统内电能表进行广播校时。
3.6、现场抄读功能:集中器提供红外通信接口,可与手持抄表器通信,并由其现场抄读电量数据并可传输入到主站。
3.7、自诊断和异常信息记录功能:集中器可自动进行自检,发现设备(包括通信)异常,保存日志记录并上报主站。
3.8、安全性:集中器设计有可靠的安全措施,防止非授权人员设置参数。集中器保存最近500次的事件记录(异常告警等)。集中器采用三级密码管理。一级密码:超级用户,可进行授权二级用户、所有功能设置;二级密码:设置用户,由超级用户授权,可进行除分配用户之外的所有功能设置;三级密码:只读用户,由超级用户授权,只能进行集中器参数或电表数据的读取。集中器能判别并拒绝非法主站的召测和控制指令。
3.9、远程控制功能:集中器支持主站命令对电表实行远程控制功能。
3.10、远程升级功能:集中器具有远程升级应用程序(含主程序和上、下行通信规约)功能。
3.11、停电数据保持:设备采用容量后备电池,当电源瞬时及长时间断电时,设备能够及时对主要数据进行保存,保存时间在10年以上;电源恢复时,保存数据不丢失,内部时钟正常运行。
3.12、日线损计算功能:集中器每日自动计算台区日总线损率数值。当台区实际日总线损率的绝对值超过设定的阈值时,集中器向主站发送报警信息。
五、方案应用
方案应用(远程集中抄表+停送电)
实现数据管理中心直接远程抄读电表数据,并实现抄读的电表数据直接转入营销算费系统。采集系统现需用到的设备有集中器、数采器、控制器、关断控制盒。其电表数据抄讯采集过程是:集中器负责集中采集和存储所管辖的电能表数据,并通过总线方式与每个电表箱的采集器进行通讯,管理所辖的采集器,按照设定的任务定时对采集器中的各种数据进行抄读,并予以存储;通过光纤、GPRS或CDMA方式与管理中心进行通讯,等候计算机管理中心的控制命令,将所辖采集器中所带电能表的各种数据传送回数据管理中心;接收管理中心下达的各种控制命令,传达至采集器进行相应停送电动作,并将执行结果返回管理中心,实现远程居用电欠费管理。现场采集设备配置:
序号 | 设备、材料名称 | 型号 | 配置方法 |
1 | 集中器 | DJGL22-HX2010J | 每台变压器下安装1台集中器 |
2 | 采集器 | DCLLW2-HX2010S | 每个集中计量箱安装1台采集器,带表数不超过32只 |
3 | 控制器 | HX2008G | 每个采集器配置1台 |
4 | 关断控制盒 | 60A/80A | 每只电表配置1只 |
5 | 信号线 | BV0.5 | 根据现场情况定 |
6 | 数字电缆 | HSYV5E 4*2*0.5 | 根据现场情况定 |
7 | 设备电源导线 | 根据现场情况定 |
四川鸿讯数据有限责任公司
2013年10月
2013年10月