电网调度自动化技术人员培训教材

网调度自动化 技术人员培训班教材

（电能量远程计量及综合应用环境部分）

网中心调度所 2004年10月 目 录 1 电能量远程计量及综合应用环境概述 1 1.1 系统配置 2 1.2 主站软件结构 3 1.3 系统特点 4 1.4 系统主站 7 1.5 系统分站 7

2 通信 9 2.1 通信媒介 9 2.2 通信方式 9 2.3 通信规约 11

3 应用环境主站功能： 14 3.1 主站的构成 14 3.2 主站系统配置 14

4 电能量远方终端 22 4.1 电能量远方终端的发展 22 4.2 工作原理 24 4.3 功能要求 25

5 附录: 主要相关标准 29 1

1 电能量远程计量及综合应用环境概述 电力企业运营集资金流、物流（电流）、信息流于一体，贯穿于发、输、供、用各个环节。随着电力企业的深化改革和电力供求关系的逐步转变，实行以经济手段为基础的商业化运营模式和加强全电网电能动态监测管理已迫在眉睫。为适应商业化运营的需要，建设一个基于电量自动采集的电能量计量及综合分析系统是十分必要的。但从目前电力企业的计算机应用状况看，企业内部各个信息系统相对独立，形成了许多数据孤岛，难以实现对电力经营全过程的支持。 电能量远程计量及综合应用环境，它充分利用现代通信技术、信息处理、储存、发布技术，实现关口数据、变电站、电厂、配变、大用户等计量点数据的远程自动采集；同时与负荷控制系统、配网自动化系统（DMS）、电力营销系统、能量管理系统（EMS）等实现互联互通，建立以电能量数据为基础的数据中心平台；在数据中心平台上通过数据的处理和挖掘，实现电能量自动统计、考核结算、全网网损计算与分析、用电监查、防窃电、营销决策支持、营销自动化技术支持等应用功能；同时为其他系统使用数据中心的数据提供互联接口。 从应用领域侧重点和特点可分为：  电能量远程计量与管理系统（TMR）  全网线损自动生成及分析系统  配用电（大用户）监测管理系统  电力营销技术支持与决策系统  电厂电能量计量管理系统 等不同的应用范围。 电能量远程计量及综合应用环境主要实现以下功能： 1、完整、集中、自动地采集全网电能量及相关数据，主要包括变电站、发电厂、专变客户及公用配变等数据，并在此基础上实现电能量数据的远传、存储、预处理等工作，使电力企业能够及时准确地掌握全网电能量的数据，为企业营销决策和电力市场提供可靠的技术保证和数据支撑。 2、在对各电能量远方终端实现自动采集的基础上，整合相关系统（电力营销系统、负控 2

系统、DMS系统、EMS系统、上下级电能量系统等）信息，形成以电能量数据为基础的数据平台，提供统一的开放接口，方便功能扩展的实现以及与其它系统的互联。 3、实现电能量数据的统计、分析功能，并形成各类报表。 4、实现分区域、分压、分时的网损（线损）计算和分析功能，为用户提供有效的降损决策依据和降损辅助措施，改善负荷特性，为提高电力企业高效运行和经济效益打下坚实基础。 5、集中监测全网电能计量及相关设备工作状况，对异常信息及时提供告警；同时结合数据的分析，对有窃电嫌疑的数据及时给出提示信息，从而有效地遏止偷窃电行为的发生。 6、根据不同需求，系统还可以提供理论线损分析、负荷预测、发电计划考核、电费结算及供电质量分析等高级应用功能模块。 7、提供营销决策支持、营销自动化技术支持及电力市场技术支持等应用功能。

1.1 系统配置

系统主站包括数据库服务器、通信前置机、应用服务器、工作站和系统网络等。数据库服务器采用冗余双机集群互为热备用方式。通信前置机采用双机平衡工作方式并以网络方式接入系统。主站系统网络采用冗余的高速双网结构。系统网络建设考虑到新增设备的接入能力，随着系统规模的扩大、通讯方式的丰富，可以方便的扩展通信前置机以支持多通信前置机、多通道通信模式。通道可配置为主辅通道，当主通道出现故障，系统自动切换至辅通道。 系统典型配置图： 3

1.2 主站软件结构 系统采用独特的软总线技术，实现以B/S/S为主、C/S/S为辅的应用体系结构，跨操作系统和数据库平台设计。应用软件模块可集中运行在一台计算机上，也可以分布运行在一个大型计算机网上，功能模块支持主、辅热备用，保证系统可靠稳定地运行。 在应用软件设计方面，采用三层结构的设计思想。底层为通过对直接采集数据和系统互联数据的加工处理后形成的数据平台；中间层为标准的数据接口；高层为以标准数据接口进行数据交换的应用模块。新的应用模块可以方便地添加到系统中，实现系统功能的扩充。 操作系统：支持各类主流UNIX、Windows和Linux操作系统。 数据库管理系统：支持各类主流大中型数据库管理系统，主要包括Oracle、Sybase、SQL Server及Mysql等。 各模块的程序开发采用能够跨操作系统的语言(标准C++、Java等)，并在程序开发过程充分考虑各种操作系统的差异。 一个相似主站的系统体系图如下所示： 4 1.3 系统特点

 高可靠性 关键节点采用双节点方式（数据服务器、前置机、WEB服务器），软件模块支持主辅热备用方式，在软总线的管理下，切换时间小于1秒。 数据存储方案按双机集群方式设计，磁盘阵列上存放系统数据库，包括档案参数描述和

操作系统 数据库管理系统 通用数据库接口 软总线

数据平台组成模块（前置通信、数据处理、事项服务、档案管理、数据库管理。。。）

应用平台（WEB应用、图形模块、报表处理）

数据平台开放性接口

应用功能（电能计量、网损统计、电能质量监测、负荷预测、设备监测与管理、负荷管理与控制。。。） 5 历史数据。 具备数据稀疏、数据修补、数据备份及恢复功能。 采集支持断点续传功能，对于通讯较差的终端可采用多次传输的方式保证数据可靠。 开发工具采用稳定、可靠且能够跨平台的工具。 开发程序过程中遵循相关软件开发标准，从而保证开发出的软件稳定可靠。  高安全性 本系统网络分为3部分：即内网、安全区、信息网。信息网可以通过防火墙访问本系统安全区的服务器，不允许访问主服务器保证系统的安全性。 主站系统可设置不同等级的操作权限，保证系统的安全性，以防止非法设置参数，修改原始数据和统计模型。非工作人员工作站只能具有浏览权限。对重要信息的操作（如，周期删除硬盘原始数据文件），系统能将操作内容、时间、结果及操作人员姓名登录，保存至少一年以上的档案，供查阅或打印。 使用本系统提供的开发接口访问本系统数据时，必须先进行用户认证，对于认证失败连接不能访问系统数据。而且对不同用户分配只读、读/写等功能权限。根据各系统的需求，向其提供相应权限的用户用于本系统的互联开发。 系统应用程序自动生成登录事件记录，包括用户的登录用户名、登录时间、登录IP以及相应的执行操作等，并生成完整的日志。  强大的可扩展性 系统采用独特的软总线技术，实现以B/S/S为主、C/S/S为辅的应用体系结构，跨操作系统和数据库平台设计。应用软件模块可集中运行在一台计算机上，也可以分布运行在一个大型计算机网上，关键功能模块支持主、辅热备用，方便系统功能的扩充。 在应用软件设计方面，采用三层结构的设计思想。通过对直接采集数据和系统互联数据的加工处理形成底层数据平台；中间层为标准的数据接口；高层为以标准数据接口进行数据交换的应用模块。新的应用模块可以方便的添加到系统中，实现系统功能的扩充。 系统可选择多种工作站、服务器、高档微机、对称多处理器机等硬件平台。系统的规模可从单机到多机、单种机型到混合机型、单网到双网任意选择。软件平台可选择Windows操作系统或Windows/Unix混合操作系统。应用软件采用模块化结构，可灵活选配功能模块。 系统的体系结构充分考虑可扩充性的要求，可任意扩装硬件设备，方便地扩充应用模块， 6

扩展系统功能、进行系统升级。做到保护投资，系统保值。 通信前置机可采用网络方式接入系统，随着系统规模的扩大、通讯方式的丰富可以方便的扩展通信前置机。 支持多前置通信机、多通道通信模式。与各个远方终端通信波特率可分别设置。通道可配置为主辅通道，当主通道出现故障，系统自动切换至辅通道。 支持各种通信介质（TCP/IP网络、数字、模拟专线、电话线、GSM/GPRS、无线通讯等）。 通讯规约采用规约库管理模式，方便扩充。  先进性 采用三层架构，基于软总线的模块化分布式设计，各模块通过中间访问层获取相关信息；基于C/S/S、B/S/S方式人机会话，对于各部门大部分的应用以Web方式提供，并为系统维护人员和一般技术人员提供各自所需的应用界面。 支持各类主流操作系统和数据库管理系统。  实用性 在模型设计上面向电网，方便用户对系统的管理，利用模型自动产生统计公式，减少统计公式的维护。 根据本系统的特点，在统计时充分考虑了换表、换CT、旁路替代、异常（失压等）、满度归零、主辅电表、手拉手供电等多种复杂操作，使统计更加准确。 原始数据不可修改，但是各种报表和统计结果可以实现人工干预，支持主辅界面的方式。  开放性 本系统作为电能量数据中心，不仅需要与目前已有的相关系统实现互联互通，而且需为以后更多的应用提供基础数据，因此开放性尤其重要。本系统设计上主要从以下几方面保证其开放性。 1．系统软件设计 除了可以使用开放数据库方式，实现系统互联外，还提供了标准互联接口和二次开发接口，实现系统间互联、数据共享和系统集成。 2．严格遵守有关的工业/行业标准。数据库设计以面向电网部件设计，可适应电能量数据管理之需。 3．采集规约以规约库的形式提供，支持国际、国内、行业的多种标准通信规约，同时可