国家电网无线抄表系统

1、国家电网无线抄表系统方案书湖南智力科技有限公司2010-5-13国家电网无线抄表系统目录、八、._一、前言3二、系统结构4三、无线抄表系统软件5四、智能电表8五、无线采集器.15六、引用标准.18七、实施方案.18八、项目成本分析.19九、市场分析.21十、成本优势分析.24TOC o 1-5 h z十一、技术优势分析25十二、市场营销方案27十三、投资收益分析28国家电网自动抄表系统方案书一、前言“节能降耗”是世界性的大潮流和大趋势，同时也是中国改革和发展的迫切需求，也是21世纪中国发展的一个重点和热点。节能降耗是实现可持续发展的关键之一。随着中国经济运行速度在加快，高能耗的问题日益突出，严

2、重影响了国民经济的可持续发展。电力行业产生能源，但同时又是耗能大户，也是国家在节能降耗上严防紧盯的对象。随着我国经济发展和用电需求量的不断扩大，电力工业迅速发展，但伴随出现的高线损率也严重困扰了电力企业的发展。面对如此严峻的节能降耗和防窃电形势，加强电力需求侧管理，减少电能消耗，提高电能利用率；转移用电负荷，提高电网负荷率；优化电网运行方式，提高电网经济运行，是电力管理部门必然选择。因此，采用先进的电能计量装置和防窃电技术，利用现代的通信网络和数据传输数据技术，通过用电自动化管理系统，对输、配、用等各个环节进行实时监测和控制，取得基础数据，作为电力行业管理决策的依据，促进节能降耗工作的不段深入

3、，支持行业政策的落实。用电自动化管理系统是在国民经济持续健康发展，企业用电需求迅速增长，电力供需矛盾日益突出的情况下产生的，使用先进的计算机技术，通信技术及网络技术。用电自动化管理系统通过建立一套高效、客观、稳定的电力自动化管理平台，可实现电能计量、预付费控制、自动抄表、配变监测、负荷监控、用电检查、线损计算，可为供电企业的经营和生产管理提供可靠决策依据。同时满足生产管理和经营管理的要求，为合理的错峰用电节约电能产生十分可观的社会经济效益，因此具有巨大的应用价值，市场前景十分广阔。本项目电网自动抄表系统是用电自动化管理系统的基础。二、系统结构电网无线抄表系统由无线抄表系统软件、无线采集器和智能

4、电表组成。智能电表：由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、信息储存及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。无线采集器：通过485总线连接智能电表实现集中抄表，通过GPRS网络与抄表系统软件双向交互。实现现场电能计量、数据采集、实时监测、数据通信等功能的远程终端设备。无线抄表系统软件：自己化管理。提供无线采集器接入管理功能，实现数据集中保存、处理，与电网系统对接三、无线抄表系统软件3无线抄衣系统GGSNlnternet、A*-广In数据库J应出服务屛Fh陀数据中无线抄表系统软件有数据库、DTU数据中心和应用服务器组成。DTU数据中心DTU数据中心，负责DTU接入管

5、理、数据管理，具有稳定、可靠和高效的特点服务组件，后台自动运行中间技术、提供API接口，支持业务层敏捷快速开发采用分布式COM+技术，支持冗余结构业务层支持B/S、C/S组件采用线程池技术，最大支持3000个连接应用服务器WEB应用服务器，采用IIS7.0+dot3.5,提供基于B/S或B/C的业务应用服务，负责与电网系统交互。结合GIS地图服务器，提供地图应用服务。3）数据库采用SQLSERVER或MYSQL,用于保存数据4）客户端用于对数据库、DTU数据中心和应用服务器进行管理和操作。通过上述平台,还可实现以下功能（可选）：5）基于GIS的应用在联网的PC上,通过IE浏览器进行监控。界面如

6、下图所示：01.ir.&ii.ikuuiltEirrag.mpfb負1T1-ir丘-A。二宀亠岁.j.I.i.E-i.*i!r-ui!.iuHriMH.i-r.i=-.11专*勺Q弓H冷nUnlMkdaliZ|”_*a.*i-ipa：juurun-tubbb三h刊r方血测.jfijttr主要功能：地图显示实时数据显示列表查看报警显示数据查询6）基于手机的应用采用手机的浏览器进行监控。通过在手机浏览器上输入网址进入Brs*1监控页面。支持手机IE、Opera、UC等。以下为手机应用的截图。Ki*fftjui,1dtvkAiMa?wi円yF*RGd梅型抽卡筋抢起進FAftfiQ坯动宙样Rifft菸

7、诜fwtoo移动抽拌區检系蛾曲页用尸;杞代:I?I-ftK-U-CiAS曲t壬间G1车3王冋制年可Ub手：31旧虫向曲疋冋対i(u耳问12卑硼剽网朝15玉:可阳S(Rjl7如可1E刃士MCItsfeoj说制2SiaosSCHG如tCJ05D（1）登采界而按钮界而二级按钮界而ET5：乍id*ififflDlFAKO曲砂则甲偉FARtflSl抽样吐枪系無WinSjteJtftgQLn时问址*|nut(y-nj*：jwlia.03-17*:?:fiII5l.Sdj-i?h：?juliSflJG45rflt20in确PD（4）图形界而（5）列表界而（心手机腹用实照7）基于短信Push的应用Push的意

8、思是带连接的短信，它可以引导你进入wap的网站。它是连接在服务器上的短信模块发出。PUSH信息无论是否被用户打开，都会保留在手机的“收件箱”内，用户可以重复打开。鸟務i：1252$5911423706*令曰1丽.0L!湮峠鬪wass解I皿PUSH短信如右图所示，用户收到短信后，可以不用输入网址，进入指定WEP监控网页PUSH的特点优势Ian*省去用户在手机输入网址的不方便。如有些网址字数多，输入很麻烦。适合用来做针对性的通告。可以直接将某个页面信息的页面地址直接推送到用户手机。用户强制性接受，到达率达到100%主要功能：报警：当某个监控量超出指定范围，PUSH短信到监控人员手机上，方便监控人员

9、实时查看推广：发给客户，推广业务。四、智能电表（一）智能电表功能（单相）1）电能计量a）具有正向、反向有功电能量和四象限无功电能量计量功能，并可以据此设置组合无功电能量。b）具有分时计量功能；有功、无功电能量应对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量分别进行累计、存储；不应采用各费率或各时段电能量算术加的方式计算总电能量。C）具有计量分相有功电能量的功能；不应采用各分相电能量算术加的方式计算总电能量。2）需量测量a）在约定的时间间隔内（一般为一个月），测量单向或双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间b）需量周期可在5、10、15、30、60min中选择；滑盖式需量周期的滑差时间可以在

10、1、2、3、5min中选择；需量周期应为滑差时间的5的整倍数。C）总的最大需量测量应连续进行；各费率时段最大需量的测量应在相应的费率时段内完整的测量周期内进行d）当发生电压线路上电、清零、时钟调整、时段转换、需量周期变更、功率潮流方向转换等情况时，电能表应从当前时刻开始，按照需量周期进行需量测量；当第一个需量周期完成后，按滑差间隔卡是最大需量记录；在不完整的需量周期内，不应做最大需量的记录。3）时钟a）采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路；在-25+60C的温度范围内：时钟准确度应W土ls/d；在参比温度(23C)下，时钟准确度W0.5s/d。时钟应具有日历、计时、闰年自动转换功能。使用环保

11、型的锂电池作为时钟备用电源；时钟备用电源在电能表寿命周期内无需更换，断电后应维持内部时钟正确工作时间累积不少于5年；电池电压不足时，电能表应给予报警提示。日期和时间的设置必须有防止非授权人操作的安全措施。广播校时不受密码和硬件编程开关限制；电能表只接受小于或等于5分钟的时钟五次校时；每日只允许校时一次，且应尽量避免在电能表执行冻结或结算数据转存操作前后5分钟内进行费率和时段至少应支持尖、峰、平、谷四个费率。全年至少可设置2个时区；24小时内至少可以设置8个时段；时段最小间隔为l5分钟，且应大于电能表内设定的需量周期；时段可以跨越零点设置。应支持节假日和公休日特殊费率时段的设置。应具有两套可以任

12、意编程的费率和时段，并可在设定的时间点起用另一套费率和时段。清零数据存储至少应能存储上l2个结算日的单向或双向总电能和各费率电能数据；数据转存分界时刻为月末的24时(月初零时)，或在每月的1号至28号内的整点时刻。至少应能存储上12个结算日的单向或双向最大需量各费率最大需量及其出现的日期和时间数据；数据转存分界时刻为月末的24时(月初零时)，或在每月的1号至28号内的整点时刻；月末转存的同时，当月最大需量值应自动复零。在电能表电源断电的情况下，所有与结算有关的数据应至少保存10年，其它数据至少保存3年冻结事件记录通信通信信道物理层必须独立，任意一条通信信道的损坏都不得影响其它信道正常工作。当有

13、重要事件发生时，宜支持主动上报。RS485通信RS485接口必须和电能表内部电路实行电气隔离，并有失效保护电路。RS485接口应满足DL/T645-2007电气要求，并能耐受交流电压380V、2分钟不损坏的试验。RS485接口通信速率可设置，标准速率为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps，缺省值为2400bps。RS485接口通信遵循DL/T645-2007协议及其备案文件。红外通信应具备调制型或接触式红外接口。红外接口的电气和机械性能应满足DL/T645-2007的要求。调制型红外接口的缺省的通信速率为1200bps。红外通信遵循DL/T645-2007协议及其备案

14、文件。载波通信电能表可配置窄带或宽带载波模块。电能表与载波通信模块之间的通信遵循DL/T645-2007协议及其备案文件。如采用外置即插即用型载波通信模块的电能表，载波通信接口应有失效保护电路，即在未接入、接入或更换通信模块时，不应对电能表自身的性能、运行参数依据正常计量造成影响。在载波通信时，电能表的计量性能、存储的计量数据和参数不应受到影响和改变。公网通信电能表的无线通信接口组件应采用模块化设计；更换或去掉通信模块后，电能表自身的性能、运行参数以及正常计量不应受到影响；更换通信网络时，应只需要更换通信模块和软件配置，二不应更换整只电能表。当有重要事件发生时，应主动上报主站。应能将主站命令转

15、发给所连接的其他智能装置，以及将其他智能装置的返回信息传送给主站的功能。如转发其他的智能装置的信息不成功，应返回否认帧。d）无线（GSM/GPRS、CDMA等）通信模块应符合通信行业标准YD/T1214和YD/T1208的相关要求。e）支持TCP与UDP两种通信方式，通信方式由主站设定，默认为TCP方式；在TCP通信方式下，终端初始化后和到心跳周期时，应主动与主站心跳3次，如不成功则在下一个心跳周期之前不再主动心跳；心跳周期由主站设置。f）支持“永久在线”、“被动激活”两种工作模式；工作模式可由主站设定。g）公网通信底层协议应符合DL/T645-2007协议及其备案文件。10）信号输出电能量脉

16、冲输出多功能信号输出控制输出11）显示12）测量13）安全保护14）费控功能a）费控功能的实现分为本地和远程两种方式；本地方式通过CPU卡、射频卡等固态介质实现，远程方式通过公网、载波等虚拟介质和远程售电系统实现。b）当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表应能以声、光或其他方式提醒用户；透支金额应实时记录，当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表应发出断电信号，控制负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，应首先扣除透支金额，当剩余金额大于设定值(默认为零)时，方可通过远程或本地方式使电能表处于允许合闸状态，由人工本地恢复供电。剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；

17、最大储值金额有电能表显示位数决定。电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加。完成电费预存后，电能表应能将剩余金额、电能表用电参数等信息，按照不同的费控方式返写至固态介质或通过虚拟介质传回售电系统。电能表不应接受使用非指定介质输入购电金额等信息。若用户遗失CPU卡或射频卡，通过一定的补遗程序可获得补发的新卡；电能表应接受补发的CPU卡或射频卡，并拒绝原卡继续使用。当使用非指定介质或进行非法操作时，电能表应能进行有效防护；在非指定介质或非法操作撤销后，电能表应能正常工作且数据不丢失。购电卡插入电能表后3s内，应完成相应的读写操作。可通过固态介质对电能表内的用电参数进行设置，除用户购电信

18、息外的其他用电参数设置应通过编程开关和密码验证使电能表处于编程允许状态方可进行。在保证安全的情况下，可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置；不提倡通过载波通信信道实现费率时段表、电价方案等用电参数的远程预置。15）负荷记录16）阶梯电价17）停电抄表a）在停电状态下，能通过按键或非接触方式唤醒电能表抄读数据。b）电能表停电唤醒后应能通过红外通信方式抄读表内数据。18）报警19）辅助电源20）安全认证（二）智能电表类别（单相）单相本地费控智能电能表智能电能表本地实现费控功能的电能表。本地预付费与远程预付费式本地费控电能表所应具有的两种预付费方式。单相本地费控智能电能表（载波）单相远程费控智能

19、电能对于远程费控智能电能表，电费计算在售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸指令。单相本地费控电能表（载波）单相电表不具有GPRS和无线通讯功能。五、无线采集器无线采集器由电池、显示屏、DTU模块、接口等组成。其中CPU:负责采集器的协议转化、控制、显示等。存储器：保存数据电池：包括充电电路，供停电时使用显示屏和按钮：液晶显示，通过面板按钮操作电源接口：供电485接口：连接智能电表，可接256个电表232接口：本地调试、配置使用保护措施：保护电路对接口进行保护DTU模块：通过GPRS网络实现与无线抄表系统通信无线采集器采用CPU+DTU

20、模块双核系统架构,DTU模块具有独立CPU，具有通信、连接、透明传输、管理、配置等能力，主CPU专业负责电网数据的管理、保存和转换。双核架构保证了采集器的可靠和稳定性。DTU模块有以下特点：采用WAVECOMWirelessCPU工业级芯片，体积小巧，低功耗高性能数据透明传输，多种工作模式（手工、自动、数据）选择，使用方便灵活独创空中软件升级，方便升级维护1.5M数据缓存，满足大容量数据的传输，避免网络繁忙时数据丢失内建看门狗，异常自动恢复，保证设备稳定运行EMC抗干扰设计，适合电磁环境恶劣和要求较高的应用需求支持短信（含飞信）配置、维护和传送数据无线采集器功能：实现集中抄表适用于单相单（复）

21、费率电能表，电能表需要有RS485通讯功能该采集器可安装在室内或室外电表箱内工作条件为环境温度-25C+60C，相对湿度不大于75%本采集器采集的电能表在波特率的范围为1200bps到4800bps电磁兼容性：静电放电抗扰度试验试验电压10kV,其他要求符合GB/T17215.21120067.5.2规定。射频电磁场抗扰度试验符合GB/T17215.21120067.5.3规定快速瞬变脉冲群试验符合GB/T17215.21120067.5.4规定。射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T17215.21120067.5.5规定。浪涌抗扰度试验符合GB/T17215.21120067.5.6规

22、定。衰减震荡波抗扰度试验符合GB/T17215.21120067.5.7规定。无线电干扰抑制符合GB/T17215.21120067.5.7规定。六、引用标准智能电能表功能规范单相智能电能表形式规范单相智能电能表技术规范智能电能表信息交换安全认证技术规范多功能电能表通信协议七、实施方案项目分硬件开发和软件开发。无线采集器硬件开发工作包括：（90工作日）电路板设计电子元器件选择、采购样机生产、调试外壳设计、开模嵌入式软件开发采集器硬件开发流程包括：方案确认-硬件设计-元器件选择-PCB设计-做板试样-功能调试-可靠性测试-完善再做板-再做样板-功能调试-可靠性测试-样机生产-功能调试-可靠性测试

23、-成品生产。系统软件开发包括：数据库开发DTU数据中心开发应用服务器开发八、项目成本分析项目开发成本包括采集器硬件设计、样机生产、外壳开模以及软件开发费用。采集器硬件开发成本入下表：项目内容费用外売设计、开模80.000采集器硬件设计50.000采集器软件开发（跟协议内容有关）80.000采集器样机生产50.000抄表系统软件开发100.000抄表系统服务器30.000测试电磁兼容性等测试100.000其它通讯费用等10.000总计500.000无线采集器成本如下表所示：项目说明成本外売1000套平摊80电池100DTU模块250CPU及存贮100接口及保护100显示屏150其它成本包装、辅材

24、、PCB、其它元器件170生产成本50总计1000成品生产流程包括：工艺流程主要由PCB板生产、组装、整机调校、成品检测、参数设置等重要工序组成。我公司生产的整套系统比市场上产品在成本上更具有优势，技术上也有很大的突破，具体建第十一章。九、市场分析国家智能电网的规划为电能计量装置带来了不可多得的发展机遇。2009年7月11日，国家电网公司年中工作会议专门就建设坚强智能电网给出了具体时间表：2009年-2010年为规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点：2011年-2015年为全面建设阶段，将加快特高压电网和城乡配电网建设，初

25、步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016年-2020年引领提升阶段，将全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备到达国际先进水平。自动抄表等用电自动化在国内电力自动化行业属近年来发展起来的新兴业务，就有良好的市场前景。“十五”以来，我国电力系统的建设的投资规模成不断加大的趋势，特别是电网建设的投资规模增速明显。“十一五”期间，电网投资迎来新一轮高潮。根据国家电网公司和南方电网公司编报的电网规划，“十一五”期间两家公司合计投资额约1.2万亿元，是“十五”期间电网投资的2.5倍。2008年底，为抵御国际金融危机的不利影响，加大投资力度，拉动内需，防止经济出现

26、大的波动，保持国民经济平稳较快增长，国家电网公司、南方电网公司均对今后2至3年的投资规划进行了调整，其中，国家电网公司今后2-3年电网投资规模将超过1万亿元，南方电网公司计划明后两年共新增投资约600亿元，2009年和2010年的投资金额将超过1.000亿元。作为电网建设重要组成部分的电力自动化及其终端、电能表、自动抄表产品，将受益于电网建设带来良好的发展机遇。全电子电能表和用电自动化管理系统及终端产品2006-2008年度行业企业销售数据与未来三年比较单位：亿元中国仪器仪表行业统计表未来三年国电网需求数2006年度2007年度2008年度三年合计单相表394759.36145.36343.0

27、5三相表395253.5144.5100.84自动化系统和终端7.9101431.9229.46小计321.76673.35南方电网未来3年需求估算200873.35根据国家电网公司的规划，未来3年其用于采购用电自动化管理系统（不含电能表，主要为集中器、采集器等）及终端等的设备、软件投资金额约为235亿元。另外，未来3年南方电网用于用电自动化管理系统及终端等的设备投资金额也将大幅增长。智能电网的产业主要由高级计量系统体系（AMI）、高级配电电运行（ADO）、高级输电运行（ATO）和高级资产管理（AAM）四大模块构成。其中AMI是一种用于先进电表，能够提供实时的双向通信设施，是智能电网的基础信息

28、平台，一般来说，AMI是电网智能化建设的第一步，主要涉及大量的智能电表、传感器、自动抄表等设备。自动抄表作为电能管理的新技术将逐渐引领电能表及用电自动化管理系统市场潮流。目前在用电自动化产品领域的竞争者均为市场发展初期进入的生产企业，相互之间的竞争优势并不明显。目前具备电能计量、数据采集、用电管理和负荷控制技术的综合运用能力，可以保障较高的设备可靠性和稳定性的生产企业不多。国内少数几家具备整合以电能计量仪表、用电自动化管理系统终端制造、通信方案设计、主站后台系统开发为一体的电能计量产业链能力的整体方案提供商主要有：江苏林洋电子有限公司华立集团股份有限公司威胜仪表集团有限公司浙江正泰仪器仪表有限

29、责任公司兰吉尔表计（珠海）有限公司深圳思达仪表有限公司深圳科陆电子科技股份有限公司等十、成本优势分析比较项目自动抄表系统（新研发）国内同类产品研发成本较低：中心是事业单位，场地设备都为国家投入，运营费用国家承担较高：需要分摊企业运营费用、开发试验场地和设备费用等人员成本较低：队伍非常稳定、学历水平高、技术多年积累、经验丰富。这对产品的维护、升级和换代非常关键。较高：缺少高水平、稳定的人才队伍生产成本产业化代工产业化代工零器件成本总代理采购总代理采购产品成本较低：米用新方案和新技术，可提升功能，节省器件成本。较高：产品已开发多年，技术洛后总结能更好地面对未来市场面临较大竞争一、技术优势分析比较项目采集器（新研发）国内同类产品系统架构米集器米用cpu+dtu模块采集器采用cpu+双核系统架构，DTU模块具有独立CPU,具有通信、连接、透明传输、管理、配置等能力，主CPU专业负责电网数据的采集、管理、保存和转换。双核架构保证了采集器的可靠和稳定性。GPRS模块的单核架构，CPU不仅负责通讯，还负责数据采集、管理、保存转换等，容易互相干扰，稳定性不高。基本功能数据米集、保存、转换、上传数据米集、保存、转换、上传连接能力最咼可连接255个智能电表般最咼