《T CPSS 1004-2020-用户侧电能质量在线监测装置及接入系统技术规范》

ICS号01.040.29

中国标准文献分类号K46

团体标准

T/CPSS1004—2020

用户侧电能质量在线监测装置及接入系统

技术规范

Technicalspecificationsforcustomerpowerquality

monitoringequipmentandItsconnectiontomainstation

2020-08-25发布2020-09-01实施

中国电源学会发布

T/CPSS1004—2020

用户侧电能质量在线监测装置及接入系统技术规范

1范围

本标准规定了用户侧电能质量在线监测装置（以下简称监测装置）基本要求，及其接入供电企业电

能质量监测系统的数据传输内容、通信方式、通信规约和信息安全。

本标准适用于电力用户侧安装的电能质量在线监测装置，在配电网、风电场及光伏电站等新能源电

站安装的电能质量在线监测装置可参考采用。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T15284多费率电能表特殊要求

GB/T17215.301多功能电能表特殊要求

GB/T17626.30电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法

GB/T19862—2016电能质量监测设备通用要求

GB/T22386电力系统暂态数据交换通用格式

DL/Z860.2变电站通信网络和系统第2部分：术语

DL/T1608—2016电能质量数据交换格式规范

3术语和定义

GB/T12325—2008、GB/T12326—2008、GB/T14549—1993、GB/T15543—2008、GB/T15945—

2008、GB/T16927.4—2014、GB/T24337—2009、GB/T30137—2013、GB/T32507—2016界定的以及

下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T12325—2008、GB/T12326—2008、

GB/T14549—1993、GB/T15543—2008、GB/T15945—2008、GB/T16927.4—2014、GB/T24337—2009、

GB/T30137—2013、GB/T32507—2016中的一些术语和定义。

3.1

电力用户powercustomer

依法与供电企业建立供、用电关系的电力消费者，以及购买电力商品或接受服务的客户。

[GB/T32507—2016，定义2.1.18]

3.2

用户侧电能质量在线监测装置customerpowerqualitymonitoringequipment

安装在用户侧，通过引入电压、电流信号，用于测量监测点处电能质量指标的专用装置。

3.3

电能质量监测系统powerqualitymonitoringsystem

1

T/CPSS1004—2020

由电能质量监测终端、信息通道以及服务站和客户端组成的系统。

[GB/T32507—2016，定义3.3]

3.4

电压偏差voltagedeviation

实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。

[GB/T12325—2008，定义3.4]

3.5

频率偏差frequencydeviation

系统频率的实际值和标称值之差。

[GB/T15945—2008，定义2.2]

3.6

谐波harmonic

对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。

[GB/T14549—93，定义3.4]

3.7

间谐波分量interharmonicscomponent

对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率不等于基波频率整数倍的分量。

[GB/T24337—2009，定义3.6]

3.8

谐波含有率harmonicratio（HR）

周期性交流量中含有的第h次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。

第h次谐波电压含有率以HRUh表示，第h次谐波电流含有率以HRIh表示。

[GB/T14549—93，定义3.7]

3.9

总谐波畸变totalharmonicdistortion（THD）

周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。

电压总谐波畸变率以THDu表示，电流总谐波畸变率以THDi表示。

[GB/T14549—93，定义3.8]

3.10

电压波动voltagefluctuation

电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变。

[GB/T12326—2008，定义3.3]

3.11

闪变flicker

灯光照度不稳定造成的视感。

2

T/CPSS1004—2020

[GB/T12326—2008，定义3.7]

3.12

短时间闪变值short-termseverity

Pst

衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，短时间闪变的基本记录周期为10min。

[GB/T12326—2008,定义3.8]

3.13

长时间闪变值long-termseverity

Plt

由短时间闪变值Pst推算出，反映长时间（若干小时）闪变强弱的量值，长时间闪变的基本记录周

期为2h。

[GB/T12326—2008,定义3.9]

3.14

不平衡度unbalancefactor

指三相电力系统中三相不平衡的程度。用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量

的方均根值百分比表示。

[GB/T15543—2008,定义3.2]

3.15

电压暂降voltagedip（sag）

电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.～0.9p.u.，并在短暂持续10ms～1min后恢复

正常的现象。

[GB/T30137—2013，定义3.1]

3.16

电压暂升swell

电力系统中某点电压暂时升高，电压方均根值上升到1.1p.u.～1.8p.u.之间，并在短暂持续10ms～1

min后恢复正常的现象。

[GB/T32507—2016，定义2.8.2]

3.17

短时中断shortinterruption

电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.以下，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常

的现象。

[GB/T30137—2013，定义3.2]

3.18

冲击电流impulsecurrent

非周期性瞬态电流。波形为：在很短时间内电流从零上升至峰值，之后近似按指数形式或者以强阻

尼的正弦曲线下降至零。

3

T/CPSS1004—2020

注：改写GB/T16927.4—2014，定义10.2.1。

4监测装置基本要求

4.1电能质量监测功能

电能质量测量方法应满足GB/T17626.30的要求。监测装置应具备电压偏差、频率偏差、谐波、间

谐波、三相电压不平衡、闪变和电压暂升、暂降、短时中断等指标中的一项或多项指标的监测功能，测

量准确度应满足GB/T19862—2016表2和表3的要求，谐波监测次数应不低于50次。

4.2触发和标记功能

4.2.1监测装置应具有连续变化型电能质量指标越限、暂态电能质量事件发生以及其他设定条件下的

触发功能。

4.2.2当触发条件启动后，监测装置应同时记录所有测量通道的电压电流波形和有效值数据，最大记

录周波数应不小于50个，触发前周波数应不少于5个，每周波记录采样点数应满足50次谐波计算要求。

4.2.3监测装置应按照GB/T17626.30实现电压暂降、电压暂升、短时电压中断等暂态事件发生期间

的连续变化型电能质量监测数据标记功能。

4.3数据统计、记录与存储功能

4.3.1实时数据

4.3.1.1监测装置应依据GB/T17626.30标准计算各连续变化型电能质量指标（除闪变外）的150周

波实时数据，150周波实时数据的算法见附录A。短时闪变实时数据按10min间隔计算，长时闪变实时

数据按2h间隔计算。

4.3.1.2监测装置可不存储各连续变化型电能质量指标（除闪变外）实时数据。短时闪变和长时闪变

实时数据按统计数据形式存储。

4.3.2统计数据

4.3.2.1监测装置应依据GB/T17626.30标准计算各连续变化型电能质量指标（除闪变外）的分钟统

计数据。统计间隔宜设置为10min，可在1min～15min内调整。分钟统计数据的算法见附录A。

4.3.2.2监测装置应按照DL/Z860.2要求，以日志形式实现历史统计数据的存储。

4.3.3暂态事件波形数据

监测装置应记录可表征电能质量暂态事件特征的电压和电流波形。暂态事件波形数据以GB/T22386

规定的COMTRADE（CommonFormatforTransientDataExchange，电力系统瞬态数据交换通用格式）

文件形式存储，每个用于暂态事件波形记录的COMTRADE文件只包含一个监测点的波形数据。

4.3.4告警信息

监测装置应记录并存储电能质量稳态指标越限事件、暂态事件、上电断电事件等告警信息。监测装

置应按照DL/Z860.2要求，以日志形式实现告警信息的存储，存储模式为先进先出、循环存储。

4.4数据访问和传输功能

4.4.1本地显示功能

监测装置可选配显示屏，用于查询显示实时数据、实时波形、告警事件、设置参数等信息。

4

T/CPSS1004—2020

4.4.2远程访问功能

监测装置宜支持通过远程方式查询显示实时数据、实时波形、告警事件、设置参数等信息，并进行

参数整定、升级等操作。

4.4.3通信功能

监测装置应具备至少1个100M及以上以太网接口，实现有线通信或连接外置无线通信模块实现无线

通信。监测装置宜具备内置无线通信模块，实现4G无线通信功能。

4.5对时功能

监测装置应支持卫星对时，以及网络对时。

4.6辅助输入输出功能（可选）

4.6.1开关量输入功能

监测装置宜具备开关量输入功能，以满足遥信、脉冲计数、需量同步、以及秒脉冲对时等应用需求。

4.6.2开关量输出功能

监测装置宜具备开关量输出功能，以满足控制输出、告警输出等应用需求。输出模式应支持继电器

输出、光耦输出以及电能脉冲输出。

4.7安装

监测装置在外观尺寸及安装方式上应满足用户侧较小安装空间的要求。

5数据传输内容

5.1电能质量监测数据

监测装置的监测数据见表1。

表1数据传输内容

电能质量参数实时数据统计数据波形数据

电压、电流有效值可选必备--

电压、电流相位可选----

频率可选必备--

有功功率、无功功率、视在功率、功率因数可选必备--

三相电压、电流不平衡度及序分量可选必备--

谐波电压含有率、谐波电流有效值（2次∼50次）可选必备--

稳态参数电压总谐波畸变率、谐波电流含量可选必备--

谐波相位（2次∼50次）a可选----

谐波功率（2次∼50次）可选可选--

基波电能、谐波电能（2次∼50次）可选可选--

间谐波电压含有率、间谐波电流有效值（0∼49次）b可选可选--

电压短时闪变和长时闪变可选必备--

电压波动可选可选--

5

T/CPSS1004—2020

表1（续）

电能质量参数实时数据统计数据波形数据

电压暂降----必备

电压暂升----必备

暂态参数

电压中断----必备

冲击电流----可选

a谐波相位以本相基波电压为基准。

b0表示次谐波（频率在0Hz～50Hz之间），1表示频率在50Hz～100Hz之间的间谐波，2表

示频率在100Hz～150Hz之间的间谐波，以此类推。

5.2配置信息

包括电能质量监测点信息和监测装置信息：

a)监测点信息包括：供电线路信息、标称电压、变比、接线方式、最小短路容量等；

b)监测装置信息包括：制造商、终端型号、序列号、IP（InternetProtocol，国际互联协议）地址、

通信端口号等。

6通信方式

6.1对于用户侧变电站或配电室内安装有有线宽带或为提高数据传输可靠性等情况的，可考虑采用有

线宽带方式，包括有线宽带专线、有线宽带VPN（VirtualPrivateNetwork，虚拟专用网络）隧道等。

6.2为适应监测装置所处环境的不同通信资源情况及通信技术成熟度，并保证通信的安全，监测装置

宜采用4G无线APN（AaccessPointName，接入点名称）专网模式与所接入的系统进行通信。采用无

线通信方式时应满足以下要求：

a)采用运行稳定可靠的工业级无线通信模块，无线通信模块宜设计在装置内部；

b)应具备无线网络自动附着功能，在传输通道出现异常时能自动重新链接网络、恢复链路。在连

续3次连接网络失败后，能够自动对无线通信模块单独复位。

7通信规约

7.1监测装置接入供电企业电能质量监测系统时，通信规约应满足：

a)监测装置应基于DL/Z860.2实现与系统主站的通信，包括指令传输和数据传输。监测装置应

实现完整的DL/Z860.2数据传输功能，包括但不限于缓存报告服务、非缓存报告服务、日志

服务、文件服务等。

b)监测装置应基于DL/Z860.2和GB/T19862—2016附录A实现数据建模。对于因功能扩展而

增加的模型，监测装置应以IED（IntelligentElectronicDevice，智能电子设备）能力描述文件

形式给出说明。

c)采用有线宽带方式，或采用无线通信方式且流量充足时，监测装置宜采用DL/Z860.2报告服

务、日志服务和文件服务实现数据传输。其中，实时数据采用非缓存报告服务接入系统，历史

统计数据采用日志服务接入系统，波形记录数据采用文件服务读取COMTRADE文件的形式

接入系统，COMTRADE文件格式应满足GB/T22386的要求。

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T/CPSS1004—2020

d)采用无线通信方式且通信不能持续稳定时，监测装置可采用DL/Z860.2日志服务或文件服务

实现数据传输。实时数据可不实现接入系统。当采用文件服务时，应具有离线读取历史统计数

据数据的功能。波形记录数据采用文件服务读取COMTRADE文件的形式接入系统。

7.2监测装置接入电力用户内部系统时，可采用其他通信规约。

8信息安全

监测装置接入电网公司电能质量监测系统应满足以下信息安全要求：

a)监测装置应具备访问控制、数据完整性保护和审计等信息安全机制，防止恶意访问监测装置内

部数据、控制并利用监测装置接入系统网络乃至广域数据网中的其他系统。监测装置的信息安

全要求参见附录B。

b)监测装置应采用安全的通信网络（如APN无线通信通道）进行远方数据传输，采用必要的信

息安全措施确保数据安全、可靠传输。

7

T/CPSS1004—2020

附录A

（规范性附录）

用户侧电能质量在线监测的方均根值计算及统计方法

A.110周波方均根值

依据GB/T17626.30计算10周波时间窗方均根值，以10周波的电压方均根值计算为例：

1N

2（.1）

Urms_200ms=∑ui………………A

Ni=1

式中：

Urms_200ms——电压的10周波（200ms)方均根值；

N——10周波内的采样点个数；

ui——10周波内的第i个电压采样值。

A.23s有效值

依据GB/T17626.30，计算3s时间窗有效值，以3s的电压有效值计算为例：

115

2（.2）

Uurms_3s=∑rms_200ms………………A

15i=1

式中：

Urms_3s——3s的电压有效值。

A.3分钟级统计数据

分钟级统计时长可在1min～15min内选取。依据GB/T17626.30，计算分钟级时间窗有效值，以10

min的电压有效值计算为例：

1M

2（.3）

Uurms_10min=∑rms_200ms………………A

Mi=1

式中：

M——10min内10周波有效值的个数；

Urms_10min——10min的电压有效值。

A.4日、周、月、季度、年统计数据

日、周、月、季度、年等长时间间隔的统计数据，以分钟级统计数据为基础进行计算，可计算最大

值、最小值、平均值、95%概率大值，计算方法如下：

——最大值：取统计间隔内所有分钟级统计数据的最大值；

——最小值：取统计间隔内所有分钟级统计数据的最小值；

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T/CPSS1004—2020

——平均值：取统计间隔内所有分钟级统计数据的算术平均值；

——95%概率大值：以统计间隔内所有分钟级平均值为基础，计算95%概率大值。

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T/CPSS1004—2020

附录B

（资料性附录）

用户侧电能质量在线监测装置信息安全要求

B.1入网控制

监测装置应具备唯一标识码，作为主站对终端身份认证标识。

B.2访问授权与认证

B.2.1访问控制授权

B.2.1.1管理员用户角色

监测装置的访问控制功能应支持管理员用户角色，管理员具有创建用户账户和管理其他用户权限的

能力。

B.2.1.2授权项

监测装置应支持根据用户角色对监测装置功能进行授权，需要认证授权的功能至少包括：

a)查看数据：查看数据是指能够查看监测装置的实时、历史数据（稳态指标、暂态事件、状态、

告警等）；

b)查看配置设置：查看配置设置是指查看监测装置的配置参数；

c)配置变更：配置变更是指下载和上传终端的配置文件，和/或变更现有的配置定值；

d)版本变更：新软件版本加载；

e)帐户管理：创建、删除或修改帐户内容；

f)审计日志：审计日志指能够查看和下载审计日志。

B.2.2配置软件认证

监测装置应能对正在使用的配置软件进行认证，保证是用户授权的软件。未授权的配置软件禁止访

问监测装置的任何功能。

B.3用户认证

B.3.1用户名、口令认证

监测装置应支持用户名和口令的用户验证方式。无论是通过控制面板、带测试功能通信/诊断接口

还是远程网络，所有对监测装置的访问都应当使用唯一的用户名和口令组合进行认证。

B.3.2口令强度控制

监测装置用户认证功能应对口令的最小长度进行控制，保证口令强度。对于配置软件登录等网络登

录，口令应使用最少8位字符。

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T/CPSS1004—2020

B.3.3明文口令

监测装置不应在监测装置内储存或通过共享网络发送明文口令。

B.3.4操作认证

监测装置的访问控制功能应提供支持操作验证机制的能力。

B.3.5会话超时锁定

当监测装置会话在管理员定义的一段时间内都不活动，监测装置应锁定会话。会话锁定应一直保持

到重新登录。

B.4审计

B.4.1审计记录事件

B.4.1.1监测装置应能产生和存储安全性事件和重要业务事件的审计信息。审计记录的事件至少包括

以下类型：

a)访问配置：将配置文件从监测装置下载到外部监测装置中（例如计算机）。

b)配置更改：在监测装置中传入新配置或者通过键盘输入新配置参数，使监测装置的配置发生改

变。

c)创建用户名/口令或更改：创建新的用户名/口令或者修改帐户权限。

d)删除用户名/口令：删除用户名/口令。

e)访问审计记录：用户查看日志或将日志保存在外部监测装置或存储空间（计算机、U盘、光盘）。

f)修改时间/日期：用户修改时间和日期。

g)警报事故：非授权行为警报，报警行为宜包括但不限于以下内容：单次登陆中，连续多次输错

口令；由于断电、按下重启按钮、修改上电顺序或配置修改导致的监测装置重启；企图使用非

法的配置软件访问监测装置。

h)审计记录的内容。

B.4.1.2监测装置的审计记录应具备可用于事件追溯的基本信息。审计记录内容应包括以下内容：

a)事件的日期和时间；

b)发生事件的组件（例如：文件、数据、定值）；

c)用户/主体的ID；

d)操作内容；

e)该事件的结果（成功或失败）。

B.4.2审计的时间戳

监测装置应在审计记录产生时添加基于系统时间的时间戳。

B.4.3审计信息的保护

监测装置应保护审计信息和审计功能不被非授权访问、修改和删除，并支持审计记录容量的管理策

略（例如覆盖旧的审计记录和停止生成审计记录）。

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T/CPSS1004—2020

B.4.4审计故障告警

监测装置或从事审计功能的组件应在审计失败时向适当的负责人员告警。审计失败