InteDRC TH2000E电能信息采集与管理系统 数据安全及传输

一、产品概述

TH2000E电能信息采集与管理系统是我公司为电力系统电能信息采集、管理与分析而研制。产品设计遵循和符合DL/T698《电能信息采集与管理系统》等相关行业标准。

系统由电能信息采集终端、前置通讯服务器和管理主站三部分组成，主要功能为电量采集、运行监测、用电分析、故障报警等，其技术特点如下：

数据采集与计量功能分开：电能数据采集符合标准的具有RS-485数据接口的多功能电能表，运行监测等历史数据终端采集积累，用电分析软件配合完成；

采集终端采用嵌入式结构设计，可靠性高，运行稳定；

通讯技术支持多种通讯方式，如光纤、电话、GPRS/CDMA等；

预留与其他系统的接口。

适用领域：

电厂关口/厂用电电能量采集分析、变电站/所关口电能量采集、变电站/所各线路出口电能量采集、运行监测；

公用配电变压器运行监测；

专变用户用电管理；

低压用户集中抄表。

二、系统结构

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。第二层数据采集层，负责对各采集点电能信息的采集和监控，包括各种应用场所的电能信息采集终端。第三层采集点/监控设备，是电能信息采集源和监控对象，如电能表和相关测量设备、用户配电开关、无功补偿装置以及其他现场智能设备等。通信网络完成系统各层之间的数据传输，可以是专用或公共无线、有线通信网络以及电力线载波通信网络，系统物理结构见上图。
2.1主站

主站是整个系统的管理中心，管理全系统的数据传输、数据处理和数据应用以及系统运行和系统安全，并管理与其它系统的数据交换。它是一个包括软件和硬件的计算机网络系统。
2.2数据采集层

数据采集层的主体是电能信息采集终端，负责电能信息的采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令。按不同应用场所，电能信息采集终端可分为厂站电能采集终端、专变电能采集终端、公变电能采集终端和低压集中抄表终端（包括低压集中器和低压采集器等）几种类型。通信单元负责主站与电能表之间的数据传输，可以安装在电能表内。
2.3采集点监控设备

采集点监控设备是各采集点的电能信息采集源和监控对象，包括电能表和相关测量设备、用户配电开关、无功补偿装置以及其他现场智能设备等。这些设备通过各种接口与电能信息采集终端连接。
2.4数据传输

系统的远程通信网络可采用多种无线、有线数据传输网络，实现主站和数据采集层设备间的数据传输。系统的本地通信网络用于数据采集层的采集终端之间以及采集终端与电能表之间的通信。
系统局域网与其它信息系统互联时，配置横向安全隔离措施，保证系统网络安全。主站与电能信息采集终端以及直接通信的电能表通信单元间重要信息（重要参数设置、重要客户电能量、控制等）的传输采用纵向认证和加密措施，防护重要信息的安全。
主站与电能信息采集终端间的数据传输协议采用DL/T698.41－200。主站与直接通信的电能表通信单元间的数据传输协议采用DL/T698.41－200。低压集中抄表终端与电能表的数据传输协议采用DL/T698.42－200。其它电能信息采集终端与电能表的数据传输协议支持DL/T645。

三、主站功能
3.1主站架构

主站按功能分为三层：数据采集层、数据管理层和综合应用层。

3.1.1数据采集层
数据采集层以各种通信方式接入各种类型终端，按照规定的通信协议解析数据，并对数据进行初步处理。监视通信质量，管理通信资源。它主要由通信接入设备、前置服务器、支持软件、通信协议解析软件等构成。
3.1.2数据管理层
数据管理层对采集数据进行加工处理、分类存储，建立和管理电能信息一体化数据平台，并与外部电力营销、调度自动化等系统接口交换数据。主要由数据库服务器、数据存储和备份设备、接口设备以及数据库管理软件等构成。
3.1.3综合应用层
根据应用需求，开发应用软件支持数据的综合应用，如有序用电管理、异常用电分析、电能质量数据统计、报表管理、线损分析、增值服务等应用功能。由应用服务器、应用工作站、WEB服务器等构成。
3.2数据采集

通讯前置机及其软件可以不同通信方式与各种类型电能信息采集终端通信，采集各种电能数据，并提供统一的数据输出模型。对采集任务进行统一调度管理和优先级控制。建立统一的通信协议库对数据进行解析，并支持远程软件升级等特殊报文的数据压缩和加密传输。统一监视和管理通信资源，实现负载均衡和互为备用。

3.2.1采集数据类型
包括电能数据、交/直流模拟量、状态量、电能质量统计数据、事件记录数据。
3.2.2采集方式
包括定时自动采集、典型日数据采集、随机召测数据、主动上报数据。
3.3数据管理

3.3.1数据合法性检查
系统提供采集数据完整性、正确性的检查和分析手段，发现异常数据或数据不完整自动进行补采。提供数据修正手段对错误数据、不可补采的数据进行统计分析处理和事件记录，保证原始数据的唯一性和真实性。主站发现异常数据可按设置要求告警和提示。
3.3.2数据计算与分析
根据应用功能需求，用户可通过配置或公式编写，对采集的原始数据进行加工和处理，包括：按区域、行业、线路、自定义群组、单客户等类别，按日、月、季、年或自定义时间段，进行负荷、电能量的分类统计分析。电能质量数据统计分析，对监测点的电压、电流、功率因数、谐波等电能质量数据进行越限、合格率等统计分析。计算线损、母线不平衡、变损等。
3.3.3数据存储管理
采用统一的数据存储管理技术，对采集的各类原始数据和应用数据进行分类存储和管理，为数据应用提供一体化数据平台。对外提供统一的数据服务接口，为其它系统开放有权限的数据共享服务。
3.3.4数据查询
系统支持数据综合查询功能，并提供组合条件方式查询相应的数据页面信息。
3.4综合应用

3.4.1有序用电管理
3.4.1.1功率定值闭环控制
根据有序用电方案，对客户的用电负荷进行有序控制，包括时段控、厂休控、营业报停控、当前功率下浮控等。
3.4.1.2月电能量闭环控制
可以对客户进行月电能量闭环控制功能，输入和存储月电能量定值、浮动系数等控制参数并下发终端。当需要对客户进行控制或解除控制时，向终端下发月电能量控制投入或解除命令。
3.4.1.3预购电管理
可对售电侧客户实施远程预购电管理、催费告警：
3.4.1.4控制
可以根据需要向终端下发遥控跳闸或允许合闸命令，控制客户配电开关。保电/剔除，可以向终端下发保电/剔除投入命令。
3.4.1.5负荷分析和预测
综合分析典型用户的日负荷曲线、分时电能量及最高、最低负荷等关键数据，各行业用电统计数据等，对电力市场需求进行预测。对自备电厂和热电机组上网指标考核管理，上网售电量统计查询等。
3.4.2异常用电分析
3.4.2.1用电异常监测
对采集数据进行比对、统计分析。
3.4.2.2重点用户监测
可按行业、容量、电压等级、电价类别等分类组合定义，查询指定用户或用户群的信息。用户信息包括用户档案、负荷曲线、电能量曲线、电能质量数据、工况数据、事件记录数据等。
3.4.2.3事件处理和查询
接受或召测终端记录的告警事件，可以定期查询终端的一般事件或重要事件记录，并能存储和打印相关报表。
3.4.3电能质量数据统计
3.4.3.1电压越限统计
对电压监测点的电压按照电压等级进行分类分析，统计电压监测点的电压合格率、电压不平衡度等。
3.4.3.2功率因数越限统计
按照不同用户的负荷特点，对用户设定相应的功率因数分段定值，对功率因数进行考核统计分析；记录用户指定时间段内的功率因数最大值、最小值及其变化范围；超标用户分析统计、异常记录等。
3.4.3.3谐波数据统计
对重点用户进行电压谐波和电流谐波的分析统计，设置电压、电流谐波限值，统计分相总畸变电压含有率和分相2～19次电压含有率的越限日累计时间、分相总畸变电流含有率和分相2～19次电流含有率的越限日累计时间等。记录最大谐波含量发生时间和最大谐波含量发生时用户用电情况的事件。
3.4.4线损、母线不平衡、变损分析
根据各供电点和受电点的有功和无功的正/反向电能量数据以及供电网络拓扑数据，统计计算各种电压等级、分区域、分线、分台区的线损。可进行实时线损计算，按日、月固定周期或指定时间段统计分析线损。主站可以人工编辑和自动生成线损计算统计模型。
母线不平衡分析，依据电能量信息的原始数据，结合指定的母线不平衡计算模型，生成对应母线的不平衡信息。
变损分析，根据电能量信息的原始数据，结合指定的变损计算模型，生成对应计量点各变压器的损耗率信息。
3.4.5增值服务
按照设定的操作权限，进行WEB信息发布，包括原始电能量数据、加工数据、参数数据、基于统计分析生成的各种电能量、线损分析、电能质量分析报表、统计图形（曲线、棒图、饼图）网页等。
3.4.6系统管理
3.4.6.1系统对时
系统具有与标准时钟对时的功能，保证主站与标准时间的误差不大于1s，并支持从其它系统获取标准时间。主站具有对系统内全部终端进行批量对时以及对单个终端进行单点对时的功能，对时误差不超过5s。
3.4.6.2权限和密码管理
对用户进行分级管理，包括操作系统、数据库、应用程序三部分的用户密码设置和权限分配。
3.4.6.3终端管理
终端管理包括采集点信息档案录入、终端配置参数的设置及查询、控制参数的设置及查询、限值参数的设置及查询。
3.4.6.4档案管理
主站能对客户档案、设备档案进行分层分级管理。主站可实现从营销和其它系统进行相关档案的批量导入和管理。
3.4.6.5通信和路由管理
主站可以对系统的通信设备和中继路由进行设置和管理；主站可以允许或禁止与终端通话、允许或禁止终端主动上报。
3.4.6.6运行状况管理
对主站、终端、专用中继站运行状况进行实时监测，系统自动记录重要操作的当前操作员、操作时间、操作内容、操作结果等信息，并在值班日志内自动显示。
3.4.7维护及故障记录
自动检测主站、终端以及通信信道等运行情况，记录故障发生时间、故障现象等信息，生成故障通知单，提示标准的故障处理流程及方案，并建立相应的维护记录。统计主站和终端的月/年可用率，对各类终端进行分类故障统计。
3.4.8报表管理
系统提供专用和通用的电子制表功能。用户可在线建立和修改报表格式和内容。根据不同需求，对各类数据选择各种数据分类方式（如按地区、行业、变电站、线路、不同电压等级等）和不同时间间隔组合成各种报表并打印。
3.5系统接口

3.5.1与营销系统接口
通过统一的接口规范读取营销系统的客户档案、预购电信息、公用配变基础数据等，向营销系统提供电能计费用的电能表电能量数据等信息。
3.5.2与其它系统接口
通过统一的接口规范与其它外部系统实现信息共享。