長沙威勝大用戶電力負荷管理系統解決方案

領測軟件測試網

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變，電力部門的經濟效益將越來越取決于對供用電各環節進行管理的細致程度，其中，加強對大用戶用電現場的管理是提高

經濟運行水平的有效途徑之一。

建立大用戶電力負荷管理系統，可實現大用戶遠程自動抄表和負荷現場管理，提高用電監測及負荷管理水平，為加強電力需求側管理提供重要技術支持。為了能夠順利地完成供電公司大用戶用電現場管理系統的工程設計和實施，在本技術方案中，我公司本著誠摯、科學的態度，充分發揮我公司在電量采集與配用電管理系統設計、開發和實施方面的專業技術和經驗，以及在工程建設中的綜合協調能力，向電力公司提出我公司的解決方案。希望能為供電公司建立一套實用的、可靠的大用戶用電現場管理系統，最大限度地滿足供電公司在電能量采集和大用戶用電現場管理現在和未來的需要，并以此提高供電公司的智能化、先進性和知名度，促進供電公司事業的騰飛。

1.2 遵循的有關標準

所有技術規定均符合下列標準

ISO 國際標準化組織標準

IEC 國際電工委員會標準

ITU 國際電信聯盟標準

OSI 開放系統互聯

IEEE 國際電氣和電子工程師學會標準

GB 中華人民共和國國家標準

DL 中華人民共和國電力行業標準

主站主要遵循下列標準:

GB/T13730－92 地區電網數據采集與監控系統通用技術條件

GB8566-88 計算機軟件開發規范

GB8567-88 計算機產品開發文件編制指南

DL/T686-1999 《電力網電能損耗計算導則》

IEC60870-5-102 遠動設備及系統 第5 部分 第102 篇 電力系統中傳輸累計

量（電能量）配套標準 1996 應用標準

GB2423.1/2/3 電工電子產品基本環境試驗規程

Q/001-121·0401-2001《地區負荷管理系統建設導則》

終端主要遵循下列標準：

DL/T743 2000 《 電能量遠方終端》

DL/T698 1999《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》

DL/T553-1993《無線電雙向負荷控制終端技術條件》

IEC 1000-4-2/3/4-1995 電磁兼容

GB12325-90 電能質量 供電電壓允許偏差

GB12324-90 電能質量 電壓允許波動和閃變

GB4208 《外殼防護等級分類》

GB2423.1/2/3 電工電子產品基本環境試驗規程

DL/T 614－1997 多功能電能表

GB/T13729-92 遠動終端通用技術條件

通信協議主要遵循下列標準:

IEC870-5-102-1996

DL/T719-2000 遠動設備及系統－第5 部分：傳輸規約

DL/T634-1997 遠動設備及系統傳輸規約

IEC1107-1996（直接本地）

IEC1142-1993（本地總線）

DL/T645-1997 多功能電能表通信規約

DL 476-92 電力系統實時數據通信應用層協議

DL-536-96《電力負荷控制系統數據傳輸規約》

DL/T 645-1997 《多功能電能表（復費率）通訊規約》

DL/T 445-1997 《多功能電度表通信規約》

GB/T 13453-1994 《數據通信基本型控制流程》

1.3 系統建設目標

(1).數據自動采集：自動或定時采集各大用戶計量點累計電量、瞬時電量、用電事件、電能質量等供電數據，實現數據采集的準確性、完整性、及時性和可靠性，為電量結算提供準確依據。

(2).計量裝置監測：遠程監測電能計量裝置運行信息，分析計量故障、竊電等信息，及時發現客戶異常用電。

(3).負荷控制：動態監測用戶負荷，為需求側管理提供準確、及時的負荷數據，根據需要通知客戶并通過拉閘進行控制負荷。

(4).供電質量監測：電壓合格率、功率因數合格率、供電可靠性、諧波的監測分析。

(5).統計分析：實現各大用戶計量點分時電量統計、負荷分析、線損統計與分析等。

1.4 總體描述

1. 詳細規劃和設計

大用戶電力負荷管理系統涉及面廣，面向對象多。在系統建設時，根據各地區電網的實際情況做出統一的規劃、可研和設計，避免盲目建設和重復投資。

系統堅持高起點、高水平的原則，保證其先進性。

系統以實現需求為目標，充分結合實用、先進、可靠、經濟幾方面的因素。

2. 功能獨立性

大用戶電力負荷管理系統的核心是電能量數據的準確性、負荷控制的可靠性，是其他系統所不能替代的。系統保持相對獨立性，在確保系統安全和數據安全的前提下，實現與其它系統的數據交換。

3. 系統擴展性

隨著技術進步及電力體制改革深化，大用戶電力負荷管理系統的規模和應用都會有很大的發展變化，為保證投資效益，系統提供很好的可擴展性，滿足不斷增加的大用戶接入需要。

4. 系統開放性

系統在設計上遵循標準化的原則，在遵循統一標準的前提下，允許不同廠商的產品相互替代，另外，系統還具有良好的兼容性，以保證本系統與其他系統進行信息交換。

5. 系統安全性

考慮到系統的大用戶數據最終將作為計費的依據，因此系統的安全性至關重要，在系統設計與建設過程中，采用了有效的機制保證整個系統的安全性。

6. 分期建設原則

由于大用戶電力負荷管理系統包含面廣、接入點多，在作好規劃和設計的同時，從實用、發展和投資的角度出發，分期建設。

7. 分檔次建設的原則

各地區供電局的大用戶供電規模存在很大差異，根據各地區315kVA 以上大用戶數量，將大用戶電力負荷管理系統分為大、中、小三種類型：

1、 大型：大用戶計量點數大于10000 點。

2、 中型：大用戶計量點數大5000 點，小于10000 點。

3、 小型：大用戶計量點數小于5000 點。

8．規范安裝

為減少安裝過程中出現的問題，方便運行維護，同時降低安裝成本，嚴格按照終端安裝的規范進行施工，保證終端各種要求具備功能的實現，保證終端的可靠穩定運行，保證現場計量設備不受影響。

2 主站技術

2.1 數據采集

數據采集支持GPRS、CDMA 等公共無線數據通信方式、撥號通信方式，同時支持網絡通信、短信、GSM 相接合的通信方式。

系統支持多采集服務器負載均衡、多線程并發的通信調度管理機制。

系統支持靈活配置兩個或多個通道互為備用，多通道根據任務繁重程度自動均衡負載。

系統定時和隨時抄錄遠方數據，定時采集的時間間隔和數據采集項目由授權用戶靈活定義，重復召喚的次數也由授權用戶靈活定義。根據應用需要可靈活制定抄表策略。

對無法抄錄的計量點，系統以多種的方式發出報警，方便值班人員進行人工召抄，對因主站故障未能抄錄的數據，在系統恢復正常時，能自動補測。

表計異常、CT/PT 異常、客戶側終端異�；蚬收系仁录�，能及時主動上報。

主站采集服務器與終端的通信支持電網公司組織制訂的通信規約，并同時支持TCP 協議和UDP 協議。

為提高數據通信的安全性和降低通信運行費用，主站與終端之間的數據通信采用可靠的數據壓縮算法，壓縮算法參見附件二。

主站采集服務器原始數據庫核心表結構參見附件一。

系統支持遠程升級終端軟件功能，支持遠程升級終端電表規約庫。

系統支持遙測以下數據項目：

1) 日負荷曲線： 00:15～24:00 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

5) 電流過負荷數據：最近100 次電流過負荷記錄，每條記錄包括電流過負荷開始（結束）時間、過負荷相別、過負荷時的最大電流。

6) 失壓記錄、斷相記錄，每個記錄包括事件、開始時間、持續時間等。

7) 其他事件記錄：過壓、不平衡、逆相序、上/掉電、超功率、清需量、系統清零、初始電量、校時等，每個記錄包括事件、開始時間、持續時間等。

2.2 計量監測及報警

(1). 防竊電報警，主站支持以下方式竊電的報警：

計量柜、電能表、端子蓋非法開啟

失壓或欠壓竊電

分流或斷流

相序錯接線

主、副表周期電量對比異常

(2). 系統能提供多種報警手段，對各種異常情況進行報警，主要對下列情況進行報警：

數據異常、數據越限

通信異常

數據不全

失壓、斷相等

(3). 報警方式

圖形報警：畫面，報警內容閃爍

文字報警：報警內容包括報警時間及類型

支持手機短消息、網絡短消息及Email 等方式遠程報警

(4). 報警信息處理

支持報警信息按定義的業務流程進行流轉，由相關人員進行相應的閉環處理和反饋。

2.3 負荷控制

支持主站遠程下載多條限電負荷曲線及強制跳閘命令。

定值設置：可以在終端設置功率定值（功控）、電量定值（電控）、時段定值（時控），定值和時段能由主站遠程設置。

自動控制：在時間段、定值都符合要求的條件下，系統發出預跳閘命令，同時支持以短信方式告警發送到預定號碼手機，在設定時間（如15 分鐘）內，若負荷未降到定值以下，則發出跳閘命令。

遙控功能：具備主站遠程跳閘功能。

主站可對終端編組進行群組遙控或單個終端遙控。

安全性：對跳閘信號輸出有防誤動措施。

2.4 數據統計分析

系統具有按規定的不同時段、不同區段、不同類別及不同供電區域分別統計累計電量的功能。

極值分析：累計時段內功率、電壓、電流、功率因數各自對應的最大、最小值及具體發生時間、平均值等。

三相不平衡率分析：大用戶關聯表計的整點三相功率值、不平衡率，整點三相電流值、電流不平衡率。

供電可靠性分析：累計停電時間、停電次數、可靠性（%）。

供電質量分析：大用戶關聯表計的對應電壓合格率（%）、越上限時間、越下限時間、最大值、發生時間、最小值、發生時間，功率因數合格率分析，停電時間、可靠性（%）等。

計量裝置故障分析：針對各種異常告警，分析其產生的可能原因。

2.5 檔案管理

系統提供檔案管理程序包，對設備（如大用戶計量設備、終端）、參數、抄表方案等資料進行規范化管理，對系統各種參數進行配置和修改，如電表相關參數、CT 及PT 參數、終端的參數等。

大用戶檔案數據支持從其他系統如電力營銷系統、配電網相關自動化系統導入，同時支持授權人工手動錄入。

2.6 報表管理

系統提供專用和通用（如Excel）的電子制表功能。用戶可在線方便的建立和修改報表的格式和內容，對人工修改的內容加以標識。報表可方便的進行打�。ò�括拷屏、定時、召喚、定點打印等）。報表內容主要包含以下部分：

原始數據報表

大用戶管理報表

大用戶電量統計報表

電量分析比對報表

線損報表

失壓記錄報表

報警信息報表

負荷控制報表

用戶自行定義的其它報表

2.7 曲線及圖形

人機接口處理操作方便，直觀和快速，畫面顯示與操作具備以下功能：

可實現實時及歷史數據顯示、設備參數顯示、查詢等。

具有96 點（可調）大用戶電量曲線及計劃電量曲線，具有任意計量點電量及計算電量的曲線趨勢圖，并可按小時、日、月、年顯示電量曲線。

系統有多種顯示方式，例如數值、棒圖、曲線趨勢圖、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 對時

系統具備與GPS 對時的功能，保證全系統與標準時間的誤差不大于3 秒，并支持從其他系統獲取標準時間，對時方案如下（采用GPRS 方式）：

（1） 主站讀取終端時鐘，若在T1<3 秒接收到終端返回信息為有效，如果連續10 次無效，取消本次對時；

（2） 主站先計算終端與主站的時鐘誤差ΔT，若ΔT<3 秒，主站不進行對時；若ΔT≥3 秒，主站將ΔT+T1/2 做為終端時鐘誤差以實時寫對象命令方式下發給終端，有效時間默認為10 分鐘；

（3） 終端接收到命令后，判斷該命令若是在有效時間內，則執行對時命令，將時鐘更改為當前時鐘+（ΔT+T1/2），否則命令失效，并通知主站。

2.9 分層管理

考慮到地市供電局及下屬縣市供電局的大用戶分層分級管理的需要，系統支持檔案數據、業務數據的分層分級的授權維護和管理。

2.10 系統接口

和地區電網電能量計量遙測系統的接口

和電力營銷系統的接口

和配網自動化系統接口

和GIS 系統的接口

和計量封印管理系統接口

和其他相關系統的接口

系統接口標準能夠滿足電網公司頒布的相關標準

2.11 信息發布

可通過Web 服務器采用網頁的方式發布大用戶負荷信息，對外發布的信息已經經過過濾和審批，以防止機密信息的泄漏。

支持以短信的方式給用電客戶發送相關的負荷、錯峰等信息

可設定Web 服務器的訪問用戶權限和內容。

2.12 系統管理

系統具備用戶和權限、系統資源、系統配置、數據存儲和備份等系統管理功能。

2.13 系統安全

操作系統和數據庫的安全：授權使用用戶、關閉不必要的端口、及時更新補丁。

針對每個應用模塊特定的用戶群，在遵循總體訪問控制策略的前提下，對每個用戶進行訪問控制等級的正式授權，而且在同一級中還要受到類別的控制。

各應用系統權限控制可到菜單級，不同權限的用戶只能執行相應的菜單規定的操作。

針對重要應用可限定IP 或MAC 地址或二者綁定。

系統的原始數據庫有嚴密的安全保密措施，它設定為只讀不可修改。

系統具有安全審計功能，能記錄對重要數據和應用的操作日志。

系統提供關于數據準確性、合理性的檢驗功能。

系統支持數據自動或人工備份和恢復，所有數據能轉存到光盤或磁盤等大容量存儲設備上，作為長期的存檔資料。

2.14 主站運行環境

主站機房溫度為：15-30 攝氏度，濕度≤70%，在空調設備故障時，機房溫度為0-50 攝氏度，濕度≤95%（不凝結）。

大樓防雷接地電阻≤1Ω，主站的接地可與大樓防雷接地網同一點共地。

供電電源：采用UPS 電源供電，停電后UPS 持續供電時間大于或等于1小時。

主站機房考慮防雷防靜電、防電磁輻射、防火、防塵等要求。

2.15 主站技術指標

系統的年可用率≥99.9% (采用雙機熱備份方式）

主服務器CPU 平均負荷≤40%

主站設備的平均無故障時間MTBF≥20000 小時

系統運行壽命≥10 年

畫面響應時間≤3 秒

3 終端技術

3.1 一般描述

3.1.1 系統平臺

我公司終端平臺的主控CPU 采用先進的Samsung 公司的S3C2410，S3C2410是一款基于RISC 架構ARM9 的高性能全32 位低功耗嵌入式CPU，其處理速度可達203MIPS（每秒可運行2 億零3 百萬條指令）。以保證終端網絡通信、數據采集、負荷管理、數據管理等復雜功能。

3.1.2 存儲容量

我公司設計的大用戶現場終端在主板上配置有一片Flash 存儲芯片—K9F2808UOB/K9F2808UOB（也可采用同容量的其它型號的Flash 存儲芯片），容量為16MB。采用FLASH 存儲器可以保證程序和數據在停電狀況下至少保持10 年時間。

3.1.3 電源

終端采用三相供電方式，分三相三線和三相四線兩種，其中在三相三線供電時斷一相電壓（含B 相），三相四線供電時斷二相電壓的情況下，交流電源能維持終端正常工作。電源采用工業級專用電源。電源采用寬電壓設計方式，可實現在AC45V～AC460V 的寬范圍內正常工作。終端上設計有兩個備用電源（電池），用于維持日歷時鐘和終端失電后工作。

1) 終端的時鐘電池采用法國SAFT LS14205C 型3.6V/1.2Ah 大容量鋰電池或德國VARTA CR1/2 AA 3V 大容量鋰電池，可以充分滿足時鐘芯片長期工作，不需更換電池（使用壽命超過十年）。

2) 終端采用FLASH 存儲器保存數據，因此不必采用電池供電保存數據的方式，這樣一方面可保證數據的可靠性，另一方面延長了時鐘電池的使用壽命。

3) 終端失電工作備用電源采用外置VARTA 公司的450mAh/4.8V 可充電鎳氫電池,保證終端掉電后一段時間內（最少30 分鐘）正常工作，向主站上報必要的數據和告警，如：上報失電時刻的日期、時間、有功、無功電量等。

終端采用低功耗設計技術，除采用低功耗的芯片，而且通過軟件方式實現節電功能，在數據傳輸狀態下（與主站機通信的狀態），現場終端的總消耗功率小于5W，在守候狀態下功耗更低。

3.1.4 本地接口

通過本地接口對終端設置和讀取數據。本地接口可以是RS232、RS485、USB或紅外，支持通過RS232 口進行功能測試。

3.1.5 遙控遙信接口

（1） 開關量輸入

6 路，無源輸入（脈沖/遙信可設），其中4 路遙信輸入（控制回路），1 路門接點，1 路預留。

（2） 開關量輸出：

控制回路： 4 路，非自保持輸出

告警輸出： 1 路，常開非自保持輸出

觸點容量： AC 220V/5A，DC 30V/5A

絕緣耐壓： 2000V

3.1.6 安全性

（1） 為保證在無線公網傳輸的數據不被非法用戶竊聽、破壞、甚至頂替更改數據，終端和主站通信具有安全性機制。停電后，數據不丟失，且數據保持時間不小于10 年。

（2） 任何和終端的連接都設置有“user＋password” 的認證。

（3） 在外殼、鈕盒上加有封印，防止非授權人開啟。

（4） 具有現場測試（設置）通訊口，并能加封。

（5） 強電、弱電端子分別排列，保證有足夠的絕緣距離。

（6） 我公司終端通過了國家電力科學研究院測試，工頻耐壓、電磁兼容、間隙和爬電距離符合行業相關安全標準

3.1.7 無線信號指示

（1） 無線模塊安裝在終端機殼內。

（2） 有表示正比于無線信號場強的指示，保證在其規定的范圍內，能夠進行正常通訊。

（3） 具有防止死機的自復位功能。

3.1.8 平均無故障工作時間（MTBF）

平均無故障工作時間（MTBF）≥50000 小時，年可用率≥99.99％。

3.2 功能描述

3.2.1 終端抄表

（1） 接口：1 路 RS485

（2） 規約：支持DL/T－645 通訊規約以及《廣東省廣電集團有限公司大用戶電力負荷管理系統通訊規約》和《浙江省用電現場服務與管理系統通信規約》等標準，支持主站遠程升級終端電表規約庫。

3.2.2 交流采樣

（1） 具備交流采樣功能，包括三相電壓、電流、功率、相位、需量（平均功率）、無功電量、有功電量、有功負荷曲線、無功負荷曲線等；

（2） 電壓及有功測量精度不低于1 級；

（3） 電流及無功測量精度不低于2 級；

（4） 電流規格1（2）A,5（10）A。

3.2.3 負荷控制功能

（1）. 定值設置：可以設置功率定值（功控）和電量定值（電控），定值和時段（時控）能在遠方（主站）設置或現場（終端）設置。終端能存儲4條計劃負荷曲線。

（2）. 按功率控制（包括時段控和廠休控）時，如功率超過設置值，有3～10min可設定的聲光告警時間，告警時間終了按輪次順序及延遲時間執行控制負荷功能。如功率已降到設置值以下或功控解除，自動撤消控制。

（3）. 按電能量控制時，如用電量達到設置值的80%，能發出聲光告警信號；用電量超過設置值時，按輪次順序及延遲時間執行控制負荷功能。

（4）. 自動控制：在時間段、定值都符合的條件下，終端發出預跳閘命令，在設定時間（如15 分鐘）內，若負荷未降到定值以下，則發出跳閘命令。發出預跳閘命令或跳閘命令終端均要主動上報主站相關信息（發命令的時間，前、后功率或電量）。避峰時間結束、電量定值重新設定后，自動給出允許合閘信號并主動上報主站相關信息（發出信號前、后功率）。

（5）. 支持主站下載臨時限電命令，按臨時限電要求進行限電控制。

（6）. 控制顯示：在終端的LCD 采用160x160 點陣圖形顯示屏，顯示定值、控制對象、執行結果等相關信息。

（7）. 主站可對終端編組進行群組遙控或單個終端遙控。

（8）. 安全性：跳閘信號輸出有防誤動措施，保證跳閘操作的可靠性。

3.2.4 通信信道

（1） 支持GPRS、CDMA、短消息等方式。

（2） 通信模塊采用業界主流廠商工業級的無線通信芯片，芯片采用索愛、摩托羅拉或三星、高通、華為等廠商芯片，芯片使用溫度范圍在－30.C-75.C。

（3） 終端的無線通信部分采用模塊化設計，方便維護和更換。若更換通信網絡類型，只需更換通信模塊，不需更換整個終端。

3.2.5 數據抄讀及存儲

1．終端滿足以下電表數據的抄讀及存儲：

（1） 實時召測數據：

總、尖、峰、平、谷有功電量（表碼）；

總、尖、峰、平、谷無功電量（表碼）；

A、B、C 各相電流、電壓；

A、B、C 各相有功、無功功率；

相位角

（2） 曲線數據

正反向有功、無功，四象限無功，默認數據間隔為每15 分種一個數據，可通過主站設置數據間隔，保存最近30 天以上的數據（采用終端時間，下同）。

A、B、C 各相電流、電壓曲線，默認數據間隔為每15 分種一個數據，可通過主站設置數據間隔，保存最近30 天以上數據。

A、B、C 各相及總有功、無功功率曲線，默認數據間隔為每15 分種一個數據，可通過主站設置數據間隔，保存最近30 天以上數據。

（3）日數據：

總、尖、峰、平、谷有功電量（表碼），保存最近30 天以上數據，默認為每日零點，可通過主站進行設置。

總、尖、峰、平、谷無功電量（表碼），保存最近30 天以上數據，默認為每日零點，可通過主站進行設置。

A、B、C 各相電壓的越下限、越上限累計時間、上、下限指標可通過主站設置，保存最近30 天以上數據。

A、B、C 各相的失壓時間和失壓電量；

（4）月數據：

總、尖、峰、平、谷有功電量（表碼）（保存最近6 個月以上數據，默認為每月月末零點，可通過主站進行設置）。

總、尖、峰、平、谷無功電量（表碼）（保存最近6 個月以上數據，默認為每月月末零點，可通過主站進行設置）。

A、B、C 各相電壓的越下限、越上限累計時間、電壓合格率（保存最近

6 個月以上數據）

A、B、C 各相的失壓時間和失壓電量（保存最近6 個月以上數據）。

最大需量及其發生時間（保存最近6 個月以上數據）。

2．終端滿足以下電表事件的抄讀及存儲：

（1）告警事件，包括失壓、斷線、分流、斷流及接線錯誤等告警事件

（2）異常事件，包括通信異常、數據越限、數據異常等

（3）其它電表產生的事件

3．終端滿足對狀態量的抄讀及存儲：

（1）表蓋及計量柜門打開信息

（2）受控負荷開關開合狀態信息

4．終端保存所有事件的最近100 次記錄。

3.2.6 對時

具備和主站對時的功能， 終端時鐘誤差不超過±3s/d。

3.2.7 用電異常監測及報警功能

用電異常時，終端具有向主站主動告警的功能，異常事件包括如下：：

（1）. 計量柜異常打開（有開關量信號輸出）：開啟時間、當時電量（有功－總、尖、峰、谷、平、需量、無功總）。默認門接點為常開，但可以設置。

（2）. 電表異常打開（有開關量信號輸出）：開啟時間、當時電量（有功－總、尖、峰、谷、平、需量、無功總）。

（3）. 示度電量下降判斷：判斷電表示度下降時主動上報，內容為發生時間、電量。

（4）. 電表參數設置改變：對電量底度、手動需量復零、時段、費率等的設置；記錄并主動上報發生時間、前/后設置參數、前/后電量。

（5）. 電表運行狀態變動：終端通過讀取電表電流、電壓、功率、功率因數等實時數據及終端的交流采樣數據判斷電表電壓缺（斷）相、過負荷、電壓（流）逆相序、電流反極性、電流差動、功率差動等，記錄并主動上報發生時間、前/后電量。

（6）. 停電、上電報警：終端發生停電，主動上報停電時間、當前電量；終端上電后，主動上報上電時間、當前電量。

（7）. 檢測電壓、電流回路的錯接線。

（8）. 監測電流不平衡率超差（三相負荷不平衡檢測是指三相平均電流大于專用變壓器額定電流的20%）。

（9）. 斷相、過壓、電池電壓過低等電表事件。

（10）. 電量差動、電流互感器短路、開路、表計飛走、電量飛走等；

（11）. 記錄上述事件發生的類型、累積次數、最近100 次的發生時間等。

3.2.8 本地維護端口

通過該接口可當地修改設備參數。且具有設備自檢功能，能夠報告運行狀態和故障信息。本地維護端口滿足第三方測試單位對終端進行功能測試。

3.2.9 遠程升級

具有遠程在線升級終端應用程序功能。

3.2.10 顯示

終端上裝具備背光的LCD 顯示器，能夠操作顯示抄表信息、通信信息、故障信息、報警信息、跳閘信息等內容。。

3.2.11 擴展功能

具有電能計量功能，可進行多路電量信息比對。

3.3 終端運行環境

正常工作溫度：-10℃～+45℃（適用室內的終端）

極限工作溫度：-20℃～+55℃（適用于室內的終端）

正常工作溫度：-15℃～+65℃（適用于裝于室外終端）

極限工作溫度：-25℃～+75℃（適用于裝于室外的終端）

4 系統通訊方式

針對大用戶地理位置分散、采集點多、數據量少、實時性要求不高的特點，數據采集通信網絡采用成熟的GPRS/CDMA 無線公網實現。從系統的安全性、可靠性出發，各供電局大用戶電力負荷管理系統以APN（Access Point Name）專線方式與無線網絡運營商（中國移動/中國聯通）連接。。

4.1 主站與大用戶終端通訊（GPRS 方式）

1) 主站以網絡主機GPRS 通訊方式與大用戶終端通訊簡介：

主站應用服務器直接通過防火墻與Internet 相連，服務器具有外部IP。

大用戶終端登錄GPRS 網絡后，通過移動的Internet 接入點獲得外部IP，建立訪問Internet 的通道。

然后，GPRS 終端連接到企業應用服務器，企業應用服務器登記移動客戶端的連接信息。至此，GPRS 移動終端設備和企業應用服務器就可以相互發送數據信息。

優點：

應用服務器端網絡布置簡單，維護較簡單，對原有網絡影響較小。

成本低。

不需要與移動公司協商，可自行搭建網絡。

缺點：

GPRS 移動終端只能訪問到應用服務器，不能訪問企業內網資源。

GPRS 移動終端作為網絡主機，暴露在Internet 上，有遭受攻擊的可能。

GPRS 移動終端與企業應用服務器間的連接過程、數據收發過程都通過Internet 網絡，存在Internet 網絡固有的數據安全性的威脅。

2) 主站以APN 專線與大用戶終端通訊

簡介：

主站通過光纖專線（E1）實現應用服務器與GPRS 內網的GGSN（GPRS 網關支持接點）相連，應用服務器置于企業網內部，作為企業網的內部資源。

只有GPRS 移動終端才能訪問企業的服務器，同樣，要訪問內網資源的GPRS 移動終端，都必須對其進行身份認證。

認證通過后， 接入服務器就與該GPRS 移動終端建立L2PP 連接，為其分配內部IP，然后，該GPRS 移動終端就可以像企業網內部計算機一樣訪問內網資源。

在認證通過后，GPRS 移動終端就可以連接到企業應用服務器，企業應用服務器登記移動終端的連接信息。然后，GPRS 移動終端設備和企業應用服務器就可以相互發送數據信息。

優點：

數據通信不經過Internet 網絡，通信數據非常安全。

Internet 網絡主機不可以訪問GPRS 移動終端，未登錄企業，服務器的GPRS 移動終端也不可訪問本企業的GPRS 移動終端，因此，GPRS移動終端不會受到外界攻擊，GPRS 移動終端非常安全。

實時性好、通訊效率高、并發訪問高。

GPRS 移動終端可訪問企業內網的資源，提高了應用的靈活度。

缺點：

需要與移動公司協商，不能自行搭建網絡。

一次建設費用高，需要額外采用約3 萬元的路由器和E1 模塊。

需要租用移動的光纖網絡，每月月租約1000-2000 元（需要和移動溝通），大用戶終端較少時，運行費用較高。

3) 主站以GPRS 點對點通訊方式與大用戶終端通訊

簡介：

主站通訊工作站通過無線GPRS 撥號MODEM，連入GPRS 網絡，主站SIM 卡具備固定IP 地址。

大用戶終端登錄GPRS 網絡后與主站通訊工作站建立點對點的無線IP 連接。

至此，GPRS 大用戶終端設備和通訊工作站就可以相互發送數據信息。

優點：

網絡布置簡單，維護較簡單，對原有網絡影響較小。

成本低。

缺點：

GPRS 移動終端作為網絡主機，暴露在Internet 上，有遭受攻擊的可能。

主站需要有固定IP 地址的SIM 卡，大用戶GPRS 終端和主站SIM卡IP 地址具有同一網段，不能漫游，需要和移動溝通。

實時性低、通訊效率低。

4.2 主站與大用戶終端通訊（CDMA 方式）

4.2.1 說明

從大用戶電力負荷管理系統應用角度看，GPRS 通信方式和CDMA 通信方式主要存在以下區別和差異

1、GSM 網絡將語音業務和數據業務（GPRS）分離，占用不同的無線資源，互不干擾；CDMA 網絡語音業務和數據業務沒有在無線資源上分離，共同使用同一資源。

2、GSM 網絡的語音業務優先級高，當語音業務繁忙時可能擠占GPRS 資源，而GPRS 優先級低，不會擠占語音資源；CDMA 網絡的語音業務和數據業務級別相同，當數據業務繁忙時，會過多占用無線資源而影響語音業務。鑒于以上區別，對于CDMA 通信，若還按照GPRS“實時在線”、“連續發送心跳”保持連接的處理方式可能會對聯通的正常語音業務造成影響，為此，就如何滿足大用戶電力負荷管理系統的“隨機性”“并發性”以及“準實時性”的數據通信特點和要求，經與聯通公司多次協商探討，提出如下解決方案:

4.2.2 CDMA 通信組網方案

與GPRS 接入方式的主要區別為，基于CDMA 通訊的大用戶電力負荷管理系統需增加短信網關專線，前置機通過短信網關專線實現與位于廣東省聯通CDMA 短信中心的短消息服務中心的物理連接正常情況下，終端（CDMA 通訊方式）運行在睡眠（不向前置機發送心跳）方式，僅在定時上傳、報警、上電、主站隨機召測(需短信喚醒)時主動進行CDMA撥號上網，主動建立數據連接，并在完成數據傳輸后主動斷開數據連接，釋放網絡資源。

4.2.3 技術要求

采用CDMA 方式時，可采用短信（表一中的方式01）或數據（CDMA）兩種工作模式，當采用數據（CDMA）通信時，以 “非連續在線方式”方式（表一中的方式09）為主，具體要求如下。

1. 終端除上電、異常報警、主動定時上報采用與前置機主動連接外，其它都運行在睡眠狀態。每次與前置機建立CDMA 連接后，連續心跳次數不應超過3 次（應答前置機命令除外）。

2. 主站隨機召測時前置機在與終端通信前發送喚醒短信命令，通知終端與前置機建立連接。

3. 前置機具備短信群發功能，能對批量終端進行喚醒操作，群發處理能力不低于512 臺/次，終端在接收到喚醒短信后在30 秒內實現與前置機的連接。

5 系統結構和平臺

5.1 系統架構

大用戶電力負荷管理系統主要由主站端計算機系統、終端、計量表計、GPRS/CDMA 無線數據通信網絡四部分組成。系統總體架構示意圖如下：

圖5－1 大用戶電力負荷管理系統結構示意圖

5.2 硬件平臺

5.2.1 數據庫及應用服務器

系統數據服務器的配置主要依據系統的數據及數據處理量的規模。根據系統接入大用戶計量點數，系統規模分為大、中、小型三個檔次，數據庫服務器相應三個檔次配置。

大型系統數據庫及應用服務器配置原則：配置2 臺中檔UNIX 服務器（可配置8 路CPU，TPCC 值>50000 ），以雙機熱備方式運行。

中型系統數據庫及應用服務器配置原則：配置2 臺中低檔UNIX 服務器（可配置4 路CPU，TPCC 值>35000 ）,以雙機熱備方式運行。

小型系統數據庫及應用服務器配置原則：配置2 臺低檔UNIX 服務器（可配置2 路CPU，TPCC 值>20000），以雙機熱備方式運行。

5.2.2 采集服務器

系統具有多采集服務器負載均衡、多線程并發的通信調度機制，根據接入系統大用戶點數考慮采集服務器的數量配置。采集服務器數量可根據系統建設的進度及需要適時擴充。采集服務器配置高檔PC 服務器（2 路CPU，可擴展到4 路CPU，TPCC 值>20000）。

5.2.3 WEB 服務器

WEB 服務器負責對外發布大用戶用電信息如電量信息、負荷信息、錯峰信息等。WEB 服務器配置高檔PC 服務器（2 路CPU，可擴展到4 路CPU，TPCC 值>20000）。

5.2.4 認證服務器

認證服務器負責終端的連接接入的提供合法認證。接口服務器配置低檔PC 服務器（1 路CPU，可擴展到2 路CPU，TPCC 值>3000）。

5.2.5 接口服務器

接口服務器負責和電力營銷系統、生產管理系統、地區計量遙測系統等外部的數據交換。接口服務器配置中檔PC 服務器（1 路CPU，可擴展到2 路CPU，TPCC值>7000）。

5.2.6 存儲備份硬件

大用戶電力負荷管理系統接入點數量多，數據量大，隨著系統的投入運行，數據量的增長快，考慮到系統的重要性和對數據的保存，必須考慮數據的存儲及系統備份。

5.2.6.1 磁盤陣列

配置一臺磁盤陣列作為數據在線存儲設備，2 臺數據服務器共享磁盤陣列組成雙機熱備系統。系統應用數據在線存儲3 年以上。磁盤陣列的配置依據以下原則：

支持雙機熱備

冗余電源

支持FC 和SCSI 連接

支持0、1、0＋1、3、5 等RAID 方式。

存儲容量：

大型：配置容量300GByte，擴展容量>3TByte。

中型：配置容量200GByte，擴展容量>2TByte。

小型：配置容量100GByte，擴展容量>1TByte。

5.2.7 其他硬件

主要包括應用網絡設備、PC 工作站、打印機、UPS 電源等。

網絡設備：配置2 臺以太網交換機，以負載均衡方式工作。配置1 臺路由器和2 臺防火墻。

PC 工作站：市場主流P4 機型。

打印機：A3 激光。

UPS 電源，視各供電局現有機房環境考慮是否配置：

大型：10kVA，后備電池1H;

中型：8kVA，后備電池1H;

小型：6kVA，后備電池1H;

5.3 系統平臺

5.3.1 操作系統

選用業界主流的操作系統，具有很高的穩定性、安全可靠性，適合長期運行重要的應用程序和大型數據庫的系統使用。數據服務器采用UNIX操作系統，采集服務器采用Windows2000 Server，應用PC工作站采用WindowsXP操作系統。

5.3.2 數據庫

目前常用的大型數據庫應用平臺有：ORACLE、SYBASE、DB2、SQL SERVER 等，所選用的大型數據庫平臺，具有以下特點：

（1）. 支持大數據量存儲

（2）. 支持事務處理

（3）. 支持存儲過程、遠過程調用（RPC）、觸發子（Trigger）、規則（Rule）等保證數據一致性和完整性的功能

（4）. 支持實時備份

（5）. 高可靠性、高安全性，提供完整靈活的管理機制

（6）. 提供高效的數據庫應用開發工具

（7）. 提供數據系統性能監控和管理工具

（8）. 支持異種數據庫的數據共享

（9）. 支持Internet 技術及Java 技術，支持所有的Web 數據類型

（10）. 可擴展性

（11）. 版本遷移與互操作性

5.3.3 第三方系統軟件

第三方系統軟件主要包括雙機熱備軟件、存儲備份軟件、防病毒軟件等，均采用業界主流的軟件。

文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/