电能量计量系统

电能量计量系统第1页，课件共81页，创作于2023年2月什么是电能量计量系统（TMS)TMS是TeleMeteringSystem.应用计算机及各种通信和控制技术，实现对电网电能量的远程自动采集、电能量数据处理及电能量统计分析为一体的综合自动化数据平台，并通过支持系统实现与其他系统的互联的数据模型和接口规范，为电力企业的商业化运营提供科学的决策依据的综合自动化平台。包含计量表计、电表采集处理终端、主站系统及相应的通讯通道和其他配套设备组成。能量计量系统主要实现电能量采集装置实现电能量信息、瞬时量信息的采集、存储、上传，电能量采集系统主要实现母线平衡计算、报表统计、线损统计分析、网页发布、数据转发、计量业务维护等。若为计量计费系统，则还包括对各种费率模型的支持和结算软件。

第2页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统（TMS)功能

一部分是应用系统的支撑平台，主要包括数据采集、数据检查及处理、数据存储、系统状态监视、事件告警及记录、数据库管理、系统安全管理、通用图形系统、通用报表系统等；另一部分是系统的应用功能，包括电能计量管理、统计分析、系统维护、WEB浏览等。采集模块的功能：数据采集模块实现主站系统与子站系统之间的所有数据通信，实现电能量数据、状态数据的采集，具有数据补测、参数下装、GPS对时、数据合理性检验等功能。采集到的数据存放到原始数据库中。数据收发模块除采集有关的电能量数据外，还对系统的状态进行监控，包括通道状态监视、电表状态监视，并发出告警信息，告警信息记录到数据库，以便查询。第3页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统（TMS)电能量计量系统主站的硬件组成：主数据库服务器：存储所有电能量数据和电能量相关属性的计算机系统。数据处理服务器：进行数据验证和数据处理的计算机系统。应用服务器：实现各种应用功能处理的计算机系统。采集服务器：实现电能量的数据采集功能的计算机系统。通信工作站：实现电能量数据与其他系统数据通信的计算机系统。终端服务器：连接modem池输出和网络的设备。维护工作站：具有各种展示功能，对电能量计量系统主站进行维护。Modem池：电话通道采集电能量时使用。网络交换机：实现上述所有设备的网络互联的设备。第4页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统的几个关键字RTU定义费率协议负荷曲线数据记帐数据随机事件积分周期通信规约统计数据自动进程第5页，课件共81页，创作于2023年2月RTU定义 包含了采集终端的相关参数的集合，包含厂站计量设备配置信息、数据存储信息、通信规约等模型的映象参数终端链路地址采集通道集合关系（主要有专线、网络、电话通道）积分周期存储周期测量点数据类型定义第6页，课件共81页，创作于2023年2月费率协议 包含日时段、费率、有效周期、特殊日信息的集合，一般包含以下元素：费率名称定义日费率过程周费率过程季节定义有效周期特殊日列表第7页，课件共81页，创作于2023年2月负荷曲线数据电能量计量系统定期把每个计量设备的数据定期采集处理存储后形成的一个反映时域电能量数据变化的数据。第8页，课件共81页，创作于2023年2月记帐数据

电能量计量随机电能表面板显示数据的快照的集合以下数据在电表中以寄存器方式存储，记帐数据至少包含以下数据：电表号日期时间当前电能量数据当前分时电能量数据月冻结总电量月冻结分时电能量数据当前分时需量数据月冻结分时需量第9页，课件共81页，创作于2023年2月随机事件计量表计、电表采集处理终端随机产生的事件数据，记录厂站设备异常的信息。以下是随机事件的例子电表参数设置电表时间设置电表缺相电表采集处理终端参数被修改电表采集处理终端时间被修改电能表表盖被打开断电上电第10页，课件共81页，创作于2023年2月积分周期负荷曲线存储的间隔一般负荷曲线的积分周期是60分钟的约数，一般用于计量系统的数据积分周期为15分钟、5分钟、最小1分钟。第11页，课件共81页，创作于2023年2月通信规约约定了主站、电能量采集处理终端、电能计量表计之间的接口、硬件、数据结构数据传送协议目前在电能量采集系统的通信规约如下:主站规约：DL/T719SCTMDLMS表计规约：IEC870－5－102DL645DLMS各电表厂家规约第12页，课件共81页，创作于2023年2月统计数据电能量计量系统把存储的数据按照内部计算规则定义的二次处理数据第13页，课件共81页，创作于2023年2月自动进程电能量计量系统中预先定义的周期性的处理定义，包括定期的数据采集、统计数据生成、报表生产、系统日常事务处理第14页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统的特点准确性可靠性一致性同时性及时性安全性开放性独立性先进性可发展性第15页，课件共81页，创作于2023年2月准确性系统在数据采集（关口电能表、电能采集装置）、传输（数据通道）、存储及计算（主站）、使用（用户工作站）等环节上均应采取相应措施确保数据的准确性。第16页，课件共81页，创作于2023年2月可靠性系统的数据作为电能量计量的依据，必须具有高度的连续性和完整性，任何情况下所有计量点的电能量数据都不能丢失，万一发生丢失也必须有弥补的手段。第17页，课件共81页，创作于2023年2月一致性系统报送给各方电能量的数据必须是一致的，也就是电能量结算的依据应是唯一的。第18页，课件共81页，创作于2023年2月同时性系统从不同关口电能表采集的数据都带有时标，要求使用GPS进行对时，保证不同电能量数据采集点时钟统一。第19页，课件共81页，创作于2023年2月及时性为满足电网商业化运行中电能量统计、结算和考核周期的要求，系统数据的采集需要有一定的及时性，即在一个数据召唤周期内应能将所有数据传输一次。第20页，课件共81页，创作于2023年2月安全性系统的数据作为电能量交易和结算的依据，其安全性必须得到保证。必须确保数据采集和处理中的原始电能量数据库不被修改或删除。因此，系统均不得修改原始数据库。数据不能脱离电能量计量系统提供的接口而直接在数据库中修改第21页，课件共81页，创作于2023年2月开放性

应采用符合国际标准、事实工业标准的设备及接口，提供一个开放的应用平台和开发环境，提供接入非主站系统制造厂的厂站端设备的硬件、软件接口。第22页，课件共81页，创作于2023年2月独立性

电能量系统与其它系统的功能各有侧重点，应保持相对的独立性。第23页，课件共81页，创作于2023年2月先进性系统应充分采用基于B/S模式，使全电网可以利用广域计算机网络从事高效率电力市场的电子交易第24页，课件共81页，创作于2023年2月可发展性系统能够随着计量对象的发展、业务的增加，把系统的各功能模块分布配置、增加数据容量系统的增容不引起数据的破坏第25页，课件共81页，创作于2023年2月标准电能量计量系统的组成第26页，课件共81页，创作于2023年2月初级阶段---20世纪80年代以前

电能量的采集和统计处理仅作为SCADA/RTU中的一项功能。由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、连续性均存在不少问题。因此，只能作为SCADA系统监视电网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的要求。国内计量系统应用的发展第27页，课件共81页，创作于2023年2月国内计量系统应用的发展

2。发展阶段－独立的电能量计量专用系统。 其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电能量表，采用了专用通道（专线公用电信网、数据通信网等）、专用的通信规约例如IEC60870-5-102，TCP/IP等来进行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网分开，竞价上网”的商业化运作的需求。

第28页，课件共81页，创作于2023年2月国内计量系统应用的发展3现阶段－电能量数据平台。增加对数据安全的规范电能计量的准确性、可靠性、迅速性要求更高处理的电能数据巨大，功能要求更加完善要求建立电能信息平台，提供多方共享电力公司更加关注供电损耗，需求侧管理规范的数据接口和业务功能面向对象的客户结构，独立的业务商业逻辑、分布式的业务数据处理第29页，课件共81页，创作于2023年2月计量环境—厂网分家生产流程发电输电配电用电上网发电公司电网公司供电下网配电公司电能计量点第30页，课件共81页，创作于2023年2月IT技术的发展

——新技术的应用PSTNGSMGPRSTCP/IPB/SDCOMJAVA第31页，课件共81页，创作于2023年2月DCOM、B/S技术

优点：DCOM，2进制编译，运行效率高，稳定。B/S技术， 系统升级/维护方便，访问使用不受空间、时间限制 缺点：移植不便、跨平台运行不支持2.JAVA、J2EE

优点：移植方便、支持跨平台运行（供应商有利） 缺点：伪编译，运行效率低，稳定性和机器相关（客户损失）IT技术的发展

——新技术特点第32页，课件共81页，创作于2023年2月数据处理流程数据发布数据交换数据处理参数定义

数据

采集数据验证商业处理

兰吉尔AMR

第33页，课件共81页，创作于2023年2月专为电力企业开发的电能量数据平台，基于DCOM模块化设计，系统配置的可伸缩性，完全适用各种规模的计量需求。主要针对下述应用：国家级电网区域电网省级电网地市级电网电厂当地小主站地市级大用户抄表结算电能量计量系统——应用领域第34页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统——系统架构第35页，课件共81页，创作于2023年2月操作系统：Windows2000/2003Server

主流供应商的Unix数据库：Oracle、SQLServer电能量计量系统——运行平台第36页，课件共81页，创作于2023年2月功能模块安装在单台或多台服务器，以达到最佳性能同一模块多服务器运行时，自动负载均衡系统功能的扩充只在商业逻辑层完成Windows易用性和Unix稳定性结合在一起电能量计量系统——DCOM模块化设计第37页，课件共81页，创作于2023年2月客户端免维护随时随地访问系统系统维护方便ASP方案——B/S技术应用电能量计量系统第38页，课件共81页，创作于2023年2月电表数据以高压缩率加密格式保存，电能数据更加安全原始报文被保存到数据库，提供数据正确性认证电能数据和OBIS关联保存，方便数据处理与交换支持多种数据交换格式：TEXT、EXCEL、XML、EDIFACT，DL476-92主站间数据交换规约电能量计量系统——电能数据平台特点（1）第39页，课件共81页，创作于2023年2月提供多种数据完整性，合法性验证规则提供多种异常数据修补方案，异常数据修正自动化电能量计量系统——电能数据平台特点（2）第40页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统——功能模块介绍数据采集DA其他系统(C2000,HHT)EMS/SCADA其他电量系统数据导入用户数据效验统计分析数据交换电力隔离装置数据发布用户通讯媒介第41页，课件共81页，创作于2023年2月+A曲线数据浮点数1-1:1.8.0-A曲线数据浮点数1-1:2.8.0+R曲线数据浮点数1-1:3.8.0-R曲线数据浮点数1-1:4.8.0测量量虚拟表类型电表生成电表通讯规约定义电能量计量系统

——模板化参数定义第42页，课件共81页，创作于2023年2月DL719(IEC870-5-102)DLMS(IEC-62056)VDEW2.0(IEC-1107+)IEC1107SCTM电能量计量系统

——多规约支持第43页，课件共81页，创作于2023年2月PSTNGSMGPRSTCP/IPINTERNET电能量计量系统

——多种通讯方式第44页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——主备通讯线支持PSTN备用通道主通道X√第45页，课件共81页，创作于2023年2月加快多表采集速度节省通讯费用数据保存PSTN数据采集电能量计量系统——并行数据采集第46页，课件共81页，创作于2023年2月计费电量数据负荷曲线数据电表设备事件时间功能电能数据标准化（OBIS代码）电能量计量系统

——电表数据采集第47页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——可视化任务执行监视第48页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——完整数据验证流程数据采集数据导入数据检查规则1数据检查规则2数据检查规则3替代值产生算法1替代值产生算法2替代值产生算法3电表1+A10:00超高限电表219:00-19:45缺数电表520:00设时间负荷曲线数据原始数据修正数据异常数据标记第49页，课件共81页，创作于2023年2月验证方法缺数检查高低限检查主校表比对检查数据状态检查窗口值与负荷曲线值比较上电下电设时间电能量计量系统

——多种自定义数据验证第50页，课件共81页，创作于2023年2月修补方法手工输入自动产生替代值最后有效值插补平均有效值插补线性插补‘0’值插补主校拷贝电能量计量系统

——多种自定义数据修正第51页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——数据发布（5）第52页，课件共81页，创作于2023年2月电能量信息树方式组织数据处理，结构清晰。面向对象应用设计，每个节点是一对象，可包含如下属性费率协议计划值报表模板统计模板自动任务电表代理…福建电网泉州供电厦门供电福州供电南平供电东郊变电所北郊变电所马站变电所电能量计量系统

——树型结构数据处理第53页，课件共81页，创作于2023年2月报表格式、数据源自由定义，灵活模板化报表定义，相同类型报表只需定义一个模板，高效电能量计量系统

——模板化的报表定义第54页，课件共81页，创作于2023年2月按区域线损统计：网损、站损、变损统计按电压等级统计：500KV、220KV、110KV、35KV、10KV按线路统计：每线路按元件统计：每变压器母线平衡计算电能量计量系统

——多重损耗分析功能第55页，课件共81页，创作于2023年2月监视计量状态是否正常，异常给出多重报警功率因数统计电压合格率电流不平衡供电可靠性失压时间纪录当前平均kWh与历史平均kWh变化百分比当前最大kVA与历史最大kVA的变化百分比表计错误掉电,上电,设时间,低电池参数修改电能量计量系统

——用电监测功能第56页，课件共81页，创作于2023年2月按班组进行发电量的统计和考核加强电厂内部的管理，提高运营人员的业务水平。电能量计量系统

——班组发电考核100105110115120125130123456789101112131415发电曲线计划值第57页，课件共81页，创作于2023年2月支持下列旁路数据替代方式自动方式根据线路上开关、刀闸开合信号，自动判断现场旁路操作发生时间，旁路线路，自动数据替换半自动方式根据电量变化情况自动判断现场旁路操作发生时间，旁路线路，运行人员确认其真实性后，自动数据替换手工方式手工输入旁路操作发生时间，旁路线路，自动数据替换电能量计量系统

——旁路电量替代第58页，课件共81页，创作于2023年2月手动追补换丢失电量，自动拟合换表期间的负荷曲线数据自动/手动采集换表事件自动/手动进行换表数据处理电能量计量系统

——换表电量处理第59页，课件共81页，创作于2023年2月费率功能鼠标拖放费率定义费率修改电费模拟计算电能量计量系统

——灵活费率功能第60页，课件共81页，创作于2023年2月支持格式TextExcelXMLDL476-92主站间数据传送规约输出方式电邮打印文件屏幕C3000SCAD/EMS其他主站电能量计量系统

——多种数据交换方式第61页，课件共81页，创作于2023年2月各种权限供分配，用户只能在授权范围内操作电能量计量系统

——灵活用户授权第62页，课件共81页，创作于2023年2月分优先级分来源分用户电能量计量系统

——系统运行状态监视第63页，课件共81页，创作于2023年2月模板编辑管理报表定义算法编写费率定义计划输入电能量计量系统

——模板方式功能实现第64页，课件共81页，创作于2023年2月分优先级分来源分用户电能量计量系统

——用户操作日志记录第65页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——系统错误电邮、短信通知平台电邮系统第66页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——实时报文监视PSTN010010发：[01]010010a[02]收：[01]a131011[02]010010第67页，课件共81页，创作于2023年2月电力隔离墙II区III区C3000数据库Web数据库电能量计量系统

——数据发布第68页，课件共81页，创作于2023年2月

——典型配置---网省级关口计量DATAGYRFAGDATAGYRFAGDATAGYRFAGTCP/IP电表

电表通信工作站维护工作站III区服务器采集服务器路由器程控交换网S1S2K1.0,2S0.06imp/kwhK1.0,2S0.06imp/kwhA1A1A1Kundenname/Nr.S1S2K1.0,2S0.06imp/kwhK1.0,2S0.06imp/kwhA1A1A1Kundenname/Nr.FFC应用服务器调度数字网地区主站EMS系统其他应用系统通信工作站主数据库服务器主数据库服务器物理隔离装置终端服务器100M应用服务器第69页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统

——典型配置---电厂当地功能PC服务器ModemC3000主站DATAGYRFAG拨号或专线数据网串行口网络接口串口第70页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统设计原则

1.电能量计量系统应设计成一个独立完整的系统

鉴于各级电力公司是以电能量作为其计费、考核、奖惩的主要依据，因此必须有一个独立完整的系统来保证电能量的采集、传送、处理过程的可靠性、唯一性、准确性和连续性。第71页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统设计原则

2.能量采集对实时性要求相对不高，但对同时性要求较高

电能量计量系统是一个准实时系统，冻结周期应满足分时段计量精度要求，一般设置为5~30min，最短为1min。其传送周期应满足结算和统计报表的要求，一般以小时计。电能量采集装置可与远方电能量计量系统主站实现自动对时，对时精度是小于0.5-1秒/天。第72页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统设计原则

3.平台高可靠性设计原则配置上要求系统各个环节具有高可用率，能独立运行外，针对系统的特点，设计应考虑以下要求：1）安全性。采用成熟的应用软件，实现快速平稳的故障恢复过程，还应采用适当加密防护措施，保证数据和系统的安全，防止黑客的攻击。在安全II、III区接入正向物理隔离装置。

2）可靠性。能适应7x24运装方式，系统可用率达到99.5%以上。

3）开放性。平台包括操作系统，历史数据库，进程管理，网络通信，图形报表管理等，其应用编程接口均应充分开放，支持第三方应用软件在系统上的集成。

4）可发展性。系统应该设计为分布式结构，各功能模块应能够分布在各节点中。5）负荷均衡。第73页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统设计原则

4.数据源唯一性原则1）关口点的设置要遵循唯一性原则，不能出现多数据来源的情况。

2）为确保存储数据的唯一性，任何单位和个人不得随意修改原始数据，对本数据库的修改须经各方面同意并打上永久性标志。

3）计费模型唯一性。对计费系统来说，其计费模型必须严格按合同执行，任何一方不得单方面修改。

第74页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统设计原则

5.电能量采集精度要求高

电能量计量系统是一个准实时系统，冻结周期应满足分时段计量精度要求，一般设置为5~30min，最短为1min。其传送周期应满足结算和统计报表的要求，一般以小时计。第75页，课件共81页，创作于2023年2月电能量计量系统设计原则

6.计费关口点设置原则

1）电厂上网电能量应设置计费关口点；

2）下网电能量应设置计费关口点（用于负荷预测计算和某些考核功能）；

3）跨省、区电能量应交易设置计费关口点（一般设置在联络线的两侧）；

4）过网电能量应设置计费关口点，单独计算过网费的子网、线路及变电站应设置相应的计费关口点；

5）直供（或允许直接从市场上购买）用户（或零售商、配电公司）应设置计费关口点；

6）按实际需要可设置无功电能量计费关口点。

第76页，课件共81页，创作于2023年2月电能量管理系统EMS和TMS的特点

(1）EMS系统是实时系统，秒级数据更新，对系统的不间断运行要求严格，必须保证可靠运行；TMS系统是准实时系统，一般执行5分钟、1小时、3小时