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无线电力抄表及反控系统方案

发布时间: 2015-07-29 16:10   作者:中位科技

 
目   录
1. 概述 3
2. 技术方案 4
2.1 系统设计概述 4
2.2 设计标准 4
2.3 系统设计思想 4
2.4 系统性能指标 5
2.5 系统基本功能 6
2.5.1 采集功能 6
2.5.2 数据传输 6
2.5.3 数据管理 6
2.5.4 报表功能 7
2.5.5 图形分析 8
2.5.6 远程操作 8
2.5.7 历史数据存储与分析 8
2.5.8 系统管理 8
2.5.9 与信息化系统的接口 9
2.6 系统结构 10
2.7 结论 11
3. 项目说明 12
3.1 系统质量保证及售后服务承诺 13
3.2 需要用户配合的工作 13
3.2.1 协助前期工作 13
3.2.2 配合培训及项目验收交接工作 14
3.3 培训与交接 14
3.3.1 培训事项 14
3.3.2 项目的交接与验收 14
 

1. 概述

无线远程抄表系统主要由无线电表、集控器、数据传输通道、主站系统构成,通过数据采集、数据传输、数据分析三个阶段建立数学模型。本方案主要针对用户电能表数据进行集中抄表和监控,以加强用户用电管理为目的,对异常的用电情况进行告警操作与处理,更好地提高用户用电安全、保护用电设备。
北京中位科技有限公司集中抄表系统解决方案是以先进的软硬件技术和多年电力自动化的技术积淀为基础,针对国内供电企业对电力自动化工作以及各用电企业对用电管理的具体要求和各地电力营销工作实际情况,成功开发的适用于各种用电场合的集中抄表全面解决方案。适用于用电企业,商业单位,物业居民小区,省时、省工、准确高效,它的实施可有效地降低抄表误差、线损及窃电现象,是用电经营中“减人增效”的有效途径!  
抄表系统采用无线网络结构,具有施工简单、维护方便、数据传输速率高,采集数据准确快捷、集抄范围广、系统传输容量大,扩容性能好、实时性强、可靠性高、建设和运营成本低等优特点;集控器与抄表主站系统之间通讯可根据现场的不同情况采用GPRS/GSM、TCP/IP网络等公共通讯手段。


2. 技术方案

2.1 系统设计概述

该无线远程抄表系统主要由电能表、采集器、集控器、主站等构成。集控器与抄表主站系统之间通讯可根据现场的不同情况采用GPRS/GSM、TCP/IP网络等公共通讯手段,系统设计采用先进的软硬件技术,针对客户的具体要求和实际情况提供下列解决方案。

2.2 设计标准

    本技术方案以国家电气行业内有关电力监控、远动传输等相关技术规范为依据,结合目前国际电工标准及要求进行设计和配置,并对整个自动抄表系统进行认真细致地研究分析后提出的技术解决方案,所提供的相应的电力监控系统及相关硬件装置、计算机及其配件等均符合相关行业标准及规范。

2.3 系统设计思想

系统设计充分考虑项目的实际情况,最大程度地实现相关功能,满足用户的相关要求,体现系统的各项技术特点。最终实现分散采集、集中管理、综合监控。系统设计思想如下:
Ø 分层分布式结构:系统结构上采用分层分布式设计,纵向分为三层:管理层、通讯网络层和现场设备层。管理层包括数据采集计算机、数据库服务器、监控管理软件等;通讯网络层包括无线采集器、无线路由器、无线集控器等无线网络通信设备;现场设备层主要为智能电表。
Ø 快速稳定的通讯传输形式:整个系统采用当今流行的无线网络通讯形式及现场总线控制。通讯传输中采用数字信号,远程应用中国移动G网无线数据网络进行传输,保证了系统通讯的抗干扰能力和信息交换速度,大大减少了现场各种接口的数量,提高了系统的智能化程度,整体上加强了系统稳定性和可靠性。
Ø 灵活的组网模式:系统为其它管理系统预留了通讯接口,可以进行相关数据信息的转发和远传,从而实现资源信息的共享,完成系统间组网。
Ø 模块化、智能化的设计理念:系统软件采用模块化的设计理念,各功能管理模块如前置机、数据服务、人机界面、数据库维护、实时监控绘图等,各部分之间不互相影响。模块化的设计思想提高了系统的灵活性、可靠性。
Ø 扩展性强:对于现场一次设备增加只需增加相应的通讯装置,并将设备连接到通讯网络层上就可实现系统底层扩展。对于扩展的二期工程只需配置通讯网络层和相应的智能电表装置,并将通讯网络层连接到后台网络中就可实现新增智能电表的扩展。对于后台系统监控层增加各功能也是非常方便的。
Ø 兼容性好:系统可提供多种总线接口,并提供多种通讯规约的连接,系统可以连接各种智能设备完成自动化功能,可将任何开放设备纳入监控系统。

2.4 系统性能指标

Ø 一次抄读成功率≥98%,周期抄读成功率≥99%
Ø 在正常的工作条件下,系统各设备的平均无故障工作时间MTBF(Mean Time Between Failure)≥2×104h
Ø 数据完整性,即有错报文残留概率(残留差错率)10-6
Ø 电能数据抄读总差错率为0
Ø 系统读数准确度,即系统读出的用户电能表累计电能量读数E与用户电能表计度器的电能量示值E0的差值满足下列要求
在实验室条件下:
│E-E0-△E│≤0.01% E0+1×10-(α+1)+γ×10-β     (1)
在现场运行条件下:
│E-E0-△E│≤0.05% E0+1×10-(α+1)+γ×10-β     (2)
在式(1)和式(2)中:△E=初始化时的E-初始化时的E0,α为用户电能表季度起的小数位数,β为系统电能读数的小数位数,γ为进位误差,当 │E-E0-△E│≥0时,γ=0;当│E-E0-△E│<0时,γ=1。
Ø 主站和采集终端的年可用率不小于99.5%
Ø 信息传输响应时间,即主站发送召测命令到主站显示数据的时间<15s
Ø 数据库查询响应时间,常规数据查询响应时间<5s,模糊查询响应时间<15s

2.5 系统基本功能

2.5.1 采集功能

按照预先设定的主站采集间隔和采集周期,通过采集器自动地读取电能表的计量数据。
采集数据类型包括:
 电能表码数据,包括总、尖、峰、平、谷等时段正、反向有功表码,正、反向无功表码。
 实时量数据(三相电压、三相电流、总功率、总功率因数)。
 失压断相数据(开始时刻、结束时刻、累计时间、累计次数等)。
 需量数据。包括总、尖、峰、平、谷时段正向有功需量、反向有功需量、正向无功需量、反向无功需量。
 事项数据(故障事项等终端运行的各种可提供事项)。
采集任务管理:
 支持数据主动上送
 周期定时数据采集。
 人工手动召唤数据。
 自动数据补召:当主站与远方终端(电表采集器)通信中断,一旦通信恢复后,主站能够自动根据事件记录对采集中断期间的全部电能量数据进行自动补测。

2.5.2 数据传输

建立通信通道,接入智能设备,并按相应的通信协议进行传输。集控器与抄表主站系统之间通讯可根据现场的不同情况采用GPRS/GSM、TCP/IP网络等公共通讯手段进行数据传输。

2.5.3 数据管理

数据库:
 Client/Server 结构体系,提供方便的网络访问。
 安全的事务处理能力,当系统发生故障时,保证数据不丢失。
 开放的,标准的SQL语言数据库访问接口。
 数据库采用大型商用数据库管理系统。
 系统提供完善的自动计算,计算输入、输出量、自动计算每日电量,每月电量,同时将统计数据结果保存到数据库。
统计分析:
 系统提供完善的自动计算,计算输入、输出量、自动计算每日电量,每月电量,同时将统计数 据结果保存到数据库。计算量分时段带时标存储。
 支持用户自定义电量统计的小时、日、月方案,分时段带时标存储电量数据。
 可分别定义每一计量点各功率类型电量是否参与运算。
 自动计算服务可对数据进行合理性检查,并形成告警事项供业务处理界面浏览。检查规则主要包括:奇异数据,电量上/下限值,时段电量与总电量匹配,母线不平衡率,主变变损率,线路线损率。
电量统计:
 系统自动完成换表日志及表码修改等引起的电量计算,实现数据一致性,计量点统计结果改变 同时影响统计对象的运算。
 系统的分钟、小时、日、月电量数据计算采用任务方式管理完成。

2.5.4 报表功能

根据用户需求制作各种数据报表。系统在商用电子表格的基础上,增加相应定义数据功能,支持用户需要的各类表报,采用全图形、全汉化的显示和打印功能,人机界面良好,采用多窗口技术和交互式操作手段,画面的调用方便快捷。能方便获取系统其他模块的统计、存储结果,进行简单的统计计算,自动产生用户想要得到的各式各样的报表,并把生成的报表自动打印和发布。
 具有灵活的报表处理功能, 可进行表格内的各种数学运算, 运算公式(包括SQL语句)可在线设置和修改。
 可在报表上对报表数据进行修改。由表格计算出的量,当分量改变时,计算后的量也相应改变,系统能自动重新计算相关统计数据。
 提供电能量采集点的电量原始数据及统计结果报表。提供历史数据日、月、年或任意时间段报表。

2.5.5 图形分析

能实时显示所选电表当前一段时间内日用电量实时曲线。实现数据的曲线方式查看,实现趋势分析,同时实现不同对象数据比对和同一对象不同时段数据比对。

2.5.6 远程反控操作

系统可对远方终端执行相应的远程操作命令,包括远程参数设置,远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程终端软件升级等。
    可以远程关闭、开启电表输出,也可以定时控制这个功能。

2.5.7 历史数据存储与分析

    按照预先设定的主站采集间隔和采集周期,通过采集器自动地读取电能智能表的计量数据和状态信息,并保存在计算机中,方便系统的处理与统计分析。

2.5.8 系统管理

1、权限管理
系统提供一套完整的系统权限管理办法,从数据库本身提供安全策略,从应用系统出发提供用户信息和操作权限管理;系统管理员通过权限管理为系统用户分配权限,保障系统安全有效运行;系统权限管理采用角色与权限绑定,通过为不同部门的操作员授予角色,实现系统参数维护、远程控制、数据浏览、报表查看等权限控制,实现不同的操作员关心不同的数据、完成不同的功能、在系统中担任不同的角色。
    2、系统日志
    系统自动记录各种运行日志,以备查询:
 数据采集日志(采集时间、采集内容、操作结果)。
 数据统计日志(统计时间、统计内容、操作结果)。
 数据修改日志(记录修改人员、操作机器、修改内容)。
 系统操作日志(记录操作人员、操作机器、操作内容、操作结果)。
 系统登录日志(登录人员、登录机器、退出登录时间)。
3、系统校时
 可自定义系统校时周期。
 手动校时。
4、网络管理
 节点异常及运行组态监视:节点登录退出、节点主机名、退出时间。
 服务器运行状态监视:节点主机名、和服务器连接状态。
 通讯功能:自动寻找系统内节点和各个节点上的应用程序。完成相同(不同)节点上不同的多个应用之间的通讯。
5、系统事项
    统一管理主站系统事项、采集事项、统计结果事项、操作记录、数据修改日志等。以事项 通知和语音报警的模式进行报警。

2.5.9 与信息化系统的接口

具有良好的开放性,可以采用多种方式与其它信息系统等进行数据交换。


2.6 系统结构

该无线集中抄表系统为分层分布式网络结构,由设备层、无线网络传输层、站控层三层结构构成,设备层主要是用户电子电能表(内含无线MESH采集器);无线网络传输层主要由采集用户电能信息的无线MESH采集器、GPRS集控器等设备组成;站控层由计算机、服务器和抄表软件等主要设备组成。
该小区包括9栋楼,共1000户,在每户装个无线电表,各电表通过无线MESH传输,整个小区采用5个GPRS集控器,星罗棋布,互为接收保障,接收所有用户电能数据信息,GPRS集控器将接收到的所有电能表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络,通过GPRS数据网络将用电数据传送至集中抄表中心,实现电能表数据和集中抄表中心系统的实时在线连接。系统网络结构原理图如下图所示:
   
系统网络结构图
 


2.7 结论

我司CPS无线智能抄表系统具有通讯组网方式灵活、维护简单、功能齐全、使用方便、抄表准确快捷、设备稳定可靠性高、与信息化系统数据交换容易等特点,是实用化程度很高的集抄监控系统。做到真正的无线智能抄表。
对电力部门来说,人工抄表一直是一件非常头疼的事情,需要投入大量的人力、物力和财力。因为居民客户数量众多,地理位置分散,给工作人员带来极大的不方便。另一方面,人工抄表也给用户带来很多麻烦(如用户在家休息时经常被抄表或收费打扰),且不安全(如冒充抄表人员或收费人员入室抢劫)。为了有效解决人工抄表存在的诸多弊端,提高效率,避免入户抄表引发的不安全因素和杜绝用户拖欠费用等情况;另外现在有IC卡预付费的电表,很多业务不注意,到停电的时候才发现没有缴费,影响正常的生活,很不方便;对欠费的客户我们可以远程人性化的开启关闭,给客户更多的充钱空间。 采用我司CPS无线智能抄表系统能有效克服上述缺点。电力公司也可利用CPS无线智能抄表系统对各重要电力节点进行监控,自动读取相关数据并加以分析,及时发现漏电和偷电情况,还可进一步进行远程控制或设备维护,可减少人力资源、缩短修护时间并节省建设成本。


3. 项目说明

为了更好地服务于该工程,特作出相关的项目说明,就技术服务质量保证、技术、相关质量保证等相关内容作出保证及承诺。

3.1 系统质量保证及售后服务承诺

A、保证按照相关文件规定负责处理货物由于设计、材料或制作上的原因而出现的质量问题。
B、货物的质量保证期为合同规定日期。
C、在质保期内,免费提供设备的维护服务;如发生因产品质量原因引起的故障,及时派员排除解决。
D、提供长期的技术及维护服务;对超过质保期的产品进行维修时按优惠价计费。

3.2 需要用户配合的工作

为了能够更好地服务于用户,更好地完成本项目中系统的调试,期望能得到用户的理解支持、协调与配合:

3.2.1 协助前期工作

由于系统是在计量设备安装并调试完毕后才开始调试工作,因此要求用户应在现场具备安装和调试条件后用传真的书面形式提前通知相关人员,以便及时地开展前期工作。
需要确定的内容如下:
√系统环境情况,如:地面装修、焊接等
√敷线条件:电缆沟及电缆夹层施工情况
√到现场的相关设备和人员有安全保障
√系统调试阶段,涉及查线、接线及后期系统对量等工作,用户能够积极作好配合工作
√系统调试阶段,涉及其它供货厂家的设备时,能够及时作好协调工作
√小区环境:是否具备安装主机等设备的条件
√系统通电情况,可否停电,可否上临时电,可否进行相关实验
√设备到位、相关的设备的安装与调试已完成
√所有相关敷线均已完成并已做过检查,相关修改部分已经通知调试人员

3.2.2 配合培训及项目验收交接工作

用户应及时拟定相关的培训人员名单,并积极配合培训工作,在系统将进入培训阶段时,用户应提前通知组织相关人员参加,并且培训时至少有1名用户负责人参加。
用户应及时组织人员对系统进行相关验收及交接工作,在系统调试后的3天之内组织相关负责人员对系统进行验收及交接工作。

3.3 培训与交接

3.3.1 培训事项

现场调试人员负责对现场运行维护人员进行3天的现场培训,培训内容包括:
●系统的安装及调试的初步知识
●系统的工作原理
●系统的功能应用
●系统的操作使用
●系统常见问题的解决与处理

3.3.2 项目的交接与验收

项目交接与验收的书面形式为项目交接单或项目验收报告。

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