大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)解決方案

1、長沙威勝大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)解決方案1 總則1.1 概述隨著電力市場由賣方市場向買方市場的轉(zhuǎn)變，電力部門的經(jīng)濟(jì)效益將越來越取決于對(duì)供用電各環(huán)節(jié)進(jìn)行管理的細(xì)致程度，其中，加強(qiáng)對(duì)大用戶用電現(xiàn)場的管理是提高 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的有效途徑之一。建立大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大用戶遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表和負(fù)荷現(xiàn)場管理，提高用電監(jiān)測及負(fù)荷管理水平，為加強(qiáng)電力需求側(cè)管理提供重要技術(shù)支持。為了能夠順利地完成供電公司大用戶用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和實(shí)施，在本技術(shù)方案中，我公司本著誠摯、科學(xué)的態(tài)度，充分發(fā)揮我公司在電量采集與配用電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施方面的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以及在工程建設(shè)中的綜合協(xié)調(diào)能力，向電力公司提出

2、我公司的解決方案。希望能為供電公司建立一套實(shí)用的、可靠的大用戶用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)，最大限度地滿足供電公司在電能量采集和大用戶用電現(xiàn)場管理現(xiàn)在和未來的需要，并以此提高供電公司的智能化、先進(jìn)性和知名度，促進(jìn)供電公司事業(yè)的騰飛。1.2 遵循的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所有技術(shù)規(guī)定均符合下列標(biāo)準(zhǔn) ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn) IEC 國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) ITU 國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn) OSI 開放系統(tǒng)互聯(lián) IEEE 國際電氣和電子工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) GB 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) DL 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主站主要遵循下列標(biāo)準(zhǔn): GB/T1373092 地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件 GB8566-88 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)

3、范 GB8567-88 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南 DL/T686-1999 電力網(wǎng)電能損耗計(jì)算導(dǎo)則 IEC60870-5-102 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng) 第5 部分 第102 篇 電力系統(tǒng)中傳輸累計(jì)量（電能量）配套標(biāo)準(zhǔn) 1996 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) GB2423.1/2/3 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 Q2001地區(qū)負(fù)荷管理系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)則終端主要遵循下列標(biāo)準(zhǔn)： DL/T743 2000 電能量遠(yuǎn)方終端 DL/T698 1999低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件 DL/T553-1993無線電雙向負(fù)荷控制終端技術(shù)條件 IEC 1000-4-2/3/4-1995 電磁兼容 GB12325-

4、90 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差 GB12324-90 電能質(zhì)量 電壓允許波動(dòng)和閃變 GB4208 外殼防護(hù)等級(jí)分類 GB2423.1/2/3 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 DL/T 6141997 多功能電能表 GB/T13729-92 遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件通信協(xié)議主要遵循下列標(biāo)準(zhǔn): IEC870-5-102-1996 DL/T719-2000 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5 部分：傳輸規(guī)約 DL/T634-1997 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約 IEC1107-1996（直接本地） IEC1142-1993（本地總線） DL/T645-1997 多功能電能表通信規(guī)約 DL 476-92 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信

5、應(yīng)用層協(xié)議 DL-536-96電力負(fù)荷控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約 DL/T 645-1997 多功能電能表（復(fù)費(fèi)率）通訊規(guī)約 DL/T 445-1997 多功能電度表通信規(guī)約 GB/T 13453-1994 數(shù)據(jù)通信基本型控制流程1.3 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)(1).數(shù)據(jù)自動(dòng)采集：自動(dòng)或定時(shí)采集各大用戶計(jì)量點(diǎn)累計(jì)電量、瞬時(shí)電量、用電事件、電能質(zhì)量等供電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、完整性、及時(shí)性和可靠性，為電量結(jié)算提供準(zhǔn)確依據(jù)。(2).計(jì)量裝置監(jiān)測：遠(yuǎn)程監(jiān)測電能計(jì)量裝置運(yùn)行信息，分析計(jì)量故障、竊電等信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)客戶異常用電。(3).負(fù)荷控制：動(dòng)態(tài)監(jiān)測用戶負(fù)荷，為需求側(cè)管理提供準(zhǔn)確、及時(shí)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，根據(jù)需要通知

6、客戶并通過拉閘進(jìn)行控制負(fù)荷。(4).供電質(zhì)量監(jiān)測：電壓合格率、功率因數(shù)合格率、供電可靠性、諧波的監(jiān)測分析。(5).統(tǒng)計(jì)分析：實(shí)現(xiàn)各大用戶計(jì)量點(diǎn)分時(shí)電量統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷分析、線損統(tǒng)計(jì)與分析等。1.4 總體描述1. 詳細(xì)規(guī)劃和設(shè)計(jì) 大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)涉及面廣，面向?qū)ο蠖唷Ｔ谙到y(tǒng)建設(shè)時(shí)，根據(jù)各地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際情況做出統(tǒng)一的規(guī)劃、可研和設(shè)計(jì)，避免盲目建設(shè)和重復(fù)投資。 系統(tǒng)堅(jiān)持高起點(diǎn)、高水平的原則，保證其先進(jìn)性。 系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)需求為目標(biāo)，充分結(jié)合實(shí)用、先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)幾方面的因素。2. 功能獨(dú)立性大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的核心是電能量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、負(fù)荷控制的可靠性，是其他系統(tǒng)所不能替代的。系統(tǒng)保持相對(duì)獨(dú)立性，在

7、確保系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。3. 系統(tǒng)擴(kuò)展性隨著技術(shù)進(jìn)步及電力體制改革深化，大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用都會(huì)有很大的發(fā)展變化，為保證投資效益，系統(tǒng)提供很好的可擴(kuò)展性，滿足不斷增加的大用戶接入需要。4. 系統(tǒng)開放性系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上遵循標(biāo)準(zhǔn)化的原則，在遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的前提下，允許不同廠商的產(chǎn)品相互替代，另外，系統(tǒng)還具有良好的兼容性，以保證本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。5. 系統(tǒng)安全性考慮到系統(tǒng)的大用戶數(shù)據(jù)最終將作為計(jì)費(fèi)的依據(jù)，因此系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，采用了有效的機(jī)制保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性。6. 分期建設(shè)原則由于大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)包含面廣、接

8、入點(diǎn)多，在作好規(guī)劃和設(shè)計(jì)的同時(shí)，從實(shí)用、發(fā)展和投資的角度出發(fā)，分期建設(shè)。7. 分檔次建設(shè)的原則各地區(qū)供電局的大用戶供電規(guī)模存在很大差異，根據(jù)各地區(qū)315kVA 以上大用戶數(shù)量，將大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)分為大、中、小三種類型：1、 大型：大用戶計(jì)量點(diǎn)數(shù)大于10000 點(diǎn)。2、 中型：大用戶計(jì)量點(diǎn)數(shù)大5000 點(diǎn)，小于10000 點(diǎn)。3、 小型：大用戶計(jì)量點(diǎn)數(shù)小于5000 點(diǎn)。8規(guī)范安裝為減少安裝過程中出現(xiàn)的問題，方便運(yùn)行維護(hù)，同時(shí)降低安裝成本，嚴(yán)格按照終端安裝的規(guī)范進(jìn)行施工，保證終端各種要求具備功能的實(shí)現(xiàn)，保證終端的可靠穩(wěn)定運(yùn)行，保證現(xiàn)場計(jì)量設(shè)備不受影響。2 主站技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集支

9、持GPRS、CDMA 等公共無線數(shù)據(jù)通信方式、撥號(hào)通信方式，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)通信、短信、GSM 相接合的通信方式。 系統(tǒng)支持多采集服務(wù)器負(fù)載均衡、多線程并發(fā)的通信調(diào)度管理機(jī)制。 系統(tǒng)支持靈活配置兩個(gè)或多個(gè)通道互為備用，多通道根據(jù)任務(wù)繁重程度自動(dòng)均衡負(fù)載。 系統(tǒng)定時(shí)和隨時(shí)抄錄遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)，定時(shí)采集的時(shí)間間隔和數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目由授權(quán)用戶靈活定義，重復(fù)召喚的次數(shù)也由授權(quán)用戶靈活定義。根據(jù)應(yīng)用需要可靈活制定抄表策略。 對(duì)無法抄錄的計(jì)量點(diǎn)，系統(tǒng)以多種的方式發(fā)出報(bào)警，方便值班人員進(jìn)行人工召抄，對(duì)因主站故障未能抄錄的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，能自動(dòng)補(bǔ)測。 表計(jì)異常、CT/PT 異常、客戶側(cè)終端異?；蚬收系仁录芗皶r(shí)主動(dòng)

10、上報(bào)。 主站采集服務(wù)器與終端的通信支持電網(wǎng)公司組織制訂的通信規(guī)約，并同時(shí)支持TCP 協(xié)議和UDP 協(xié)議。 為提高數(shù)據(jù)通信的安全性和降低通信運(yùn)行費(fèi)用，主站與終端之間的數(shù)據(jù)通信采用可靠的數(shù)據(jù)壓縮算法，壓縮算法參見附件二。 主站采集服務(wù)器原始數(shù)據(jù)庫核心表結(jié)構(gòu)參見附件一。 系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程升級(jí)終端軟件功能，支持遠(yuǎn)程升級(jí)終端電表規(guī)約庫。 系統(tǒng)支持遙測以下數(shù)據(jù)項(xiàng)目：1) 日負(fù)荷曲線： 00:1524:00 每15 分鐘的總有功、無功平均功率；2) 正反向有功總、尖、峰、平、谷電量3) 正反向無功、四象限無功4) A、B、C 三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)5) 電流過負(fù)荷數(shù)據(jù)：最近100 次電流過負(fù)荷記錄，每條

11、記錄包括電流過負(fù)荷開始（結(jié)束）時(shí)間、過負(fù)荷相別、過負(fù)荷時(shí)的最大電流。6) 失壓記錄、斷相記錄，每個(gè)記錄包括事件、開始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等。7) 其他事件記錄：過壓、不平衡、逆相序、上/掉電、超功率、清需量、系統(tǒng)清零、初始電量、校時(shí)等，每個(gè)記錄包括事件、開始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等。2.2 計(jì)量監(jiān)測及報(bào)警(1). 防竊電報(bào)警，主站支持以下方式竊電的報(bào)警：計(jì)量柜、電能表、端子蓋非法開啟失壓或欠壓竊電分流或斷流相序錯(cuò)接線主、副表周期電量對(duì)比異常(2). 系統(tǒng)能提供多種報(bào)警手段，對(duì)各種異常情況進(jìn)行報(bào)警，主要對(duì)下列情況進(jìn)行報(bào)警：數(shù)據(jù)異常、數(shù)據(jù)越限通信異常數(shù)據(jù)不全失壓、斷相等(3). 報(bào)警方式圖形報(bào)警：畫面，報(bào)警內(nèi)容

12、閃爍文字報(bào)警：報(bào)警內(nèi)容包括報(bào)警時(shí)間及類型支持手機(jī)短消息、網(wǎng)絡(luò)短消息及Email 等方式遠(yuǎn)程報(bào)警(4). 報(bào)警信息處理支持報(bào)警信息按定義的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行流轉(zhuǎn)，由相關(guān)人員進(jìn)行相應(yīng)的閉環(huán)處理和反饋。2.3 負(fù)荷控制支持主站遠(yuǎn)程下載多條限電負(fù)荷曲線及強(qiáng)制跳閘命令。定值設(shè)置：可以在終端設(shè)置功率定值（功控）、電量定值（電控）、時(shí)段定值（時(shí)控），定值和時(shí)段能由主站遠(yuǎn)程設(shè)置。自動(dòng)控制：在時(shí)間段、定值都符合要求的條件下，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)跳閘命令，同時(shí)支持以短信方式告警發(fā)送到預(yù)定號(hào)碼手機(jī)，在設(shè)定時(shí)間（如15 分鐘）內(nèi)，若負(fù)荷未降到定值以下，則發(fā)出跳閘命令。遙控功能：具備主站遠(yuǎn)程跳閘功能。主站可對(duì)終端編組進(jìn)行群組遙控或單個(gè)

13、終端遙控。安全性：對(duì)跳閘信號(hào)輸出有防誤動(dòng)措施。2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)具有按規(guī)定的不同時(shí)段、不同區(qū)段、不同類別及不同供電區(qū)域分別統(tǒng)計(jì)累計(jì)電量的功能。極值分析：累計(jì)時(shí)段內(nèi)功率、電壓、電流、功率因數(shù)各自對(duì)應(yīng)的最大、最小值及具體發(fā)生時(shí)間、平均值等。三相不平衡率分析：大用戶關(guān)聯(lián)表計(jì)的整點(diǎn)三相功率值、不平衡率，整點(diǎn)三相電流值、電流不平衡率。供電可靠性分析：累計(jì)停電時(shí)間、停電次數(shù)、可靠性（%）。供電質(zhì)量分析：大用戶關(guān)聯(lián)表計(jì)的對(duì)應(yīng)電壓合格率（%）、越上限時(shí)間、越下限時(shí)間、最大值、發(fā)生時(shí)間、最小值、發(fā)生時(shí)間，功率因數(shù)合格率分析，停電時(shí)間、可靠性（%）等。計(jì)量裝置故障分析：針對(duì)各種異常告警，分析其產(chǎn)生的可能原因

14、。2.5 檔案管理系統(tǒng)提供檔案管理程序包，對(duì)設(shè)備（如大用戶計(jì)量設(shè)備、終端）、參數(shù)、抄表方案等資料進(jìn)行規(guī)范化管理，對(duì)系統(tǒng)各種參數(shù)進(jìn)行配置和修改，如電表相關(guān)參數(shù)、CT 及PT 參數(shù)、終端的參數(shù)等。大用戶檔案數(shù)據(jù)支持從其他系統(tǒng)如電力營銷系統(tǒng)、配電網(wǎng)相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)導(dǎo)入，同時(shí)支持授權(quán)人工手動(dòng)錄入。2.6 報(bào)表管理系統(tǒng)提供專用和通用（如Excel）的電子制表功能。用戶可在線方便的建立和修改報(bào)表的格式和內(nèi)容，對(duì)人工修改的內(nèi)容加以標(biāo)識(shí)。報(bào)表可方便的進(jìn)行打?。ò狡痢⒍〞r(shí)、召喚、定點(diǎn)打印等）。報(bào)表內(nèi)容主要包含以下部分：原始數(shù)據(jù)報(bào)表大用戶管理報(bào)表大用戶電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表電量分析比對(duì)報(bào)表線損報(bào)表失壓記錄報(bào)表報(bào)警信息報(bào)表

15、負(fù)荷控制報(bào)表用戶自行定義的其它報(bào)表2.7 曲線及圖形人機(jī)接口處理操作方便，直觀和快速，畫面顯示與操作具備以下功能：可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)顯示、設(shè)備參數(shù)顯示、查詢等。具有96 點(diǎn)（可調(diào)）大用戶電量曲線及計(jì)劃電量曲線，具有任意計(jì)量點(diǎn)電量及計(jì)算電量的曲線趨勢(shì)圖，并可按小時(shí)、日、月、年顯示電量曲線。系統(tǒng)有多種顯示方式，例如數(shù)值、棒圖、曲線趨勢(shì)圖、表盤、表格、餅圖等。所繪制的曲線包含以下幾類：電量曲線負(fù)荷曲線電流、電壓曲線三相不平衡電流曲線線損率曲線其他用戶管理需要的曲線2.8 對(duì)時(shí)系統(tǒng)具備與GPS 對(duì)時(shí)的功能，保證全系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的誤差不大于3 秒，并支持從其他系統(tǒng)獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，對(duì)時(shí)方案如下（采用GPR

16、S 方式）：（1） 主站讀取終端時(shí)鐘，若在T13 秒接收到終端返回信息為有效，如果連續(xù)10 次無效，取消本次對(duì)時(shí)；（2） 主站先計(jì)算終端與主站的時(shí)鐘誤差T，若T50000 ），以雙機(jī)熱備方式運(yùn)行。中型系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器配置原則：配置2 臺(tái)中低檔UNIX 服務(wù)器（可配置4 路CPU，TPCC 值35000 ）,以雙機(jī)熱備方式運(yùn)行。小型系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器配置原則：配置2 臺(tái)低檔UNIX 服務(wù)器（可配置2 路CPU，TPCC 值20000），以雙機(jī)熱備方式運(yùn)行。5.2.2 采集服務(wù)器系統(tǒng)具有多采集服務(wù)器負(fù)載均衡、多線程并發(fā)的通信調(diào)度機(jī)制，根據(jù)接入系統(tǒng)大用戶點(diǎn)數(shù)考慮采集服務(wù)器的數(shù)量配置。采集服

17、務(wù)器數(shù)量可根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的進(jìn)度及需要適時(shí)擴(kuò)充。采集服務(wù)器配置高檔PC 服務(wù)器（2 路CPU，可擴(kuò)展到4 路CPU，TPCC 值20000）。5.2.3 WEB 服務(wù)器WEB 服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)外發(fā)布大用戶用電信息如電量信息、負(fù)荷信息、錯(cuò)峰信息等。WEB 服務(wù)器配置高檔PC 服務(wù)器（2 路CPU，可擴(kuò)展到4 路CPU，TPCC 值20000）。5.2.4 認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證服務(wù)器負(fù)責(zé)終端的連接接入的提供合法認(rèn)證。接口服務(wù)器配置低檔PC 服務(wù)器（1 路CPU，可擴(kuò)展到2 路CPU，TPCC 值3000）。5.2.5 接口服務(wù)器接口服務(wù)器負(fù)責(zé)和電力營銷系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地區(qū)計(jì)量遙測系統(tǒng)等外部的數(shù)據(jù)交換。接口服

18、務(wù)器配置中檔PC 服務(wù)器（1 路CPU，可擴(kuò)展到2 路CPU，TPCC值7000）。5.2.6 存儲(chǔ)備份硬件大用戶電力負(fù)荷管理系統(tǒng)接入點(diǎn)數(shù)量多，數(shù)據(jù)量大，隨著系統(tǒng)的投入運(yùn)行，數(shù)據(jù)量的增長快，考慮到系統(tǒng)的重要性和對(duì)數(shù)據(jù)的保存，必須考慮數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及系統(tǒng)備份。5.2.6.1 磁盤陣列配置一臺(tái)磁盤陣列作為數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)設(shè)備，2 臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器共享磁盤陣列組成雙機(jī)熱備系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)3 年以上。磁盤陣列的配置依據(jù)以下原則：支持雙機(jī)熱備冗余電源支持FC 和SCSI 連接支持0、1、01、3、5 等RAID 方式。存儲(chǔ)容量：大型：配置容量300GByte，擴(kuò)展容量3TByte。中型：配置容量200GByte，擴(kuò)展容量2TByte。小型：配置容量100GByte，擴(kuò)展容量1TByte。5.2.7 其他硬件主要包括應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PC 工作站、打印機(jī)、UPS 電源等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：配置2 臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)，以負(fù)載均衡方式工作。配置1 臺(tái)路由器