计量自动化系统技术方案 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
计量自动化系统
技
术
方
案
目录
1 系统综述
按照坚强智能电网建设的总体要求，保证智能电网建设规范、有序推进，实现电力用户用电信息采集系统建设“全覆盖、全采集、全预付费”的总体目标，规范统一用电信息采集系统及主站、采集终端、通信单元的功能配置、型式结构、性能指标、通信协议、安全认证、检验方法等。通过对国内外采集系统建设、应用现状进行调研和分析，并充分结合通信技术、微处理器技术、制造工艺等技术的发展，全面梳理国内外用电信息采集系统相关技术标准。
华立科技股份有限公司紧盯市场需要，采用目前国内外最先进的科技成果，开发成功了完全满足电网公司技术规范的电力用户用电信息采集系统，包括了输网和配网用电信息采集系统。
本系统把庞大且分散的电网用户用电量及其它数据进行及时有效而且准确无误地收集、统计与分析，工作效率高，而且避免了由于人工抄表所带来的漏抄、误抄、估抄等问题。是一种投资较少，安装及维护方便，通讯可靠，计量准确的电能表远程集中抄表解决方案，解决了日益庞大的用电户的管理问题，提高供电部门的效率、效益和自动化
管理水平。
2 系统架构
系统硬件及支撑软件架构
系统全面采用开放的工业及国际标准作为硬件支撑平台和软件支撑平台。
硬件支撑平台包括：
网络平台：TCP/IP，ISO-OSI七层网络参考模型；交换式双网或单网配置；采用路由器、防火墙或网关机与其他系统互联，安全性上满足地方及国际标准；
硬件平台：可以运行于IBM、RISC/Alpha、Sun、HP，INTEL/PC；
服务器端：双服务器Cluster结构，可采用IBM、Alpha、Sun、HP小型机、PC服务器，支持RAID，支持磁带机或DVD-ROM备份装置；
采集机、工作站等客户端：PC Server、PC工作站；
采集机柜：交换机、GPS卫星钟、KVM等。
软件支撑平台包括：
软件平台：支持POSIX/UNIX、Windows NT/ 2000/XP/2003 Server等；
窗口及图形：Windows 2000/XP/NT；X-Window系统；OSI/MOTIF；
开发语言：C++及C语言系列、J2EE软件支持包；
数据库：Oracle大型关系型商用数据库。
系统典型的硬件网络配置图如下：
系统软件关键技术
历史数据库服务
计量自动化系统主站历史数据库分为参数库和历史数据库，历史数据库采用按月、
按数据类型分表技术，不必借助数据库管理系统复杂的表分区技术，即可很好地解决系统大数据量时的查询优化工作，实现系统快速响应，并能够完美地解决按月备份及恢复的需求。
实时数据库服务
在系统设计中，从数据库设计到高频度访问数据的保持，从业务处理逻辑到数据展现，需要引入一些先进的系统构架和设计思想才能满足系统的性能要求。
作为数据保持的一部分我们在系统中引入了实时数据库服务器的概念，其主要目的是在服务器内存中永久驻留各类服务和客户节点需要访问的参数和实时数据，这样把大部分业务对历史数据库的访问转为对实时数据库的访问，就是把对硬盘等存储设备的读写操作转为对内存的读写操作，减少了历史数据服务器的压力，提高了系统访问的性能，增强了系统的稳定性和可用性。
实时数据库技术在调度自动化系统中普遍使用，其实质是在实时数据库服务器节点上开辟足够的内存，驻留系统经常访问的参数和实时数据供客户端访问。从实时数据库部署方式上看有对等数据库和客户服务器两种模式。对等方式就是在各个节点上驻留完全相同的数据实体，应用程序一般通过共享内存的方式访问实时数据，修改实时数据库时需要把修改的数据发布到所有节点上去；客户服务器模式则和我们常见的商用数据库类似，只在服务器上驻留完整的数据实体，客户端根据需要访问数据库中的部分数据，为提高系统的可靠性，服务器一般采用集群方式配置，客户端通过服务命来访问。
我们的实时数据库服务采用的是客户服务器模式，提供两种访问实时数据库的客户端模式：ODBC驱动程序和直接访问的动态库，ODBC驱动程序提供简单的标准SQL访问，动态库经过专门设计，这种方式一般更加快速有效。
网络管理平台
网络管理平台是保持系统稳健运行的一个组件，配置到主站系统的关键节点上，实现：
关键进程的守护、进程状态监视，包括：进程名、进程运行状态：进程运行状态、启动用户、累计运行时间、最近通信时间等信息监视；在关键进程/服务、资源出现异
常时启动预定的守护规则，保证系统稳定运行；
并列运行、双机互备机制：将多台前置节点两两分组，实现多机（每台前置）并行、双机互备的工作模式，当任一节点故障、或非同组多节点故障时，均可保证系统正常运行；
关键节点的系统资源监视：包括节点名、CPU负载率、内存使用情况、磁盘空间使用情况等信息监视。
系统安全解决方案
系统采取措施确保数据存取、系统配置和其他在系统上操作的安全性。工作正常的在线、离线操作不引起系统崩溃。在线维护处理，在不中断和干扰系统的正常工作的情况下运行
3 系统功能
系统由以下模块构成，分别为：数据采集、计算服务、参数维护、业务处理、数据分析、运行工况、事项分析、线损分析、费控管理、系统管理、数据接口、手机APP应用等。
资产管理
计量资产出入库管理
计量资产出入库管理
登记入库资产信息，如资产类型、入库时间、特定资产参数等。
此处管理电表、互感器表等资产。
资产入中转库，为下一步的操作作准备。
计量资产出库管理
对计量资产的领出作登记管理。登记信息如资产类型、出库时间、领出人员、数量等。
计量资产归还管理
对被领出的计量资产的归还作登记管理。登记信息如资产类型、归还时间、归还人员、数量等。
资产报废管理
资产报废申请
对由于各种原因造成的资产报废提出报废申请。需注明报废资产数量、报废原因、申请人、申请时间等信息。
资产报废审批
对由于各种原因造成的资产报废提出报废审批。并自动记录审批人、审批时间等信息。
资产档案维护
实现对表具的基础档案管理，支持对基础档案的删除、修改和新增等功能。
电表：名称、表地址、CT、PT、表号、条码、生产日期、校表日期、表精度、满码字、表型号等信息、生产厂商、规格型号、厂编号等信息；
安装支持
业务流程设置
考虑到管理的复杂性，本系统的工作流系统设计符合WFMC国际工作流标准。并在
系统使用的过程中由开发人员或业务人员现场定制完成。
在本项目中，应实现报装、报修、销户、过户、换表等业务。
工作单处理
工作单是公司内部各部门各岗位的业务员进行业务处理的载体，以申请登记开始，归档结束，中间流经不同的环节进行不同的处理，整个过程可理解为一个闭环。一般物业公司都有几种类型的申请书和工作单（报装、报修、销户、换表等）。用户提出业务申请，由业务人员填写申请书，传到相应部门，一个部门处理后传到下一部门，直至归档。
系统通过设置相应的参数及约定，在计算机中生成工作单，利用网络传递，实现工作单的传递，在传递的各个环节实现现有业务的处理，直至归档，标志一项业务处理完毕。
申请登记
申请登记的主要功能是根据客户提出的各种要求，由操作人员选择一种合适的业务类别进行登记，录入客户的各种用电要求并且向下传递，直至归档完成申请，满足客户的需求。网上报装、电话报装与此功能类似。
工作单处理
查询、处理其它部门或人员以及该操作人员保留下来的尚未处理完毕的的工作单，该窗口按照流程设定的办理岗位过滤了相应的工作单，凡是在该窗口中出现的工作单都是该操作人员能够办理的申请书。
勘察派工
对所有处于派工环节的工作单进行派工。
审批签字
实现领导审批签字功能，领导可以输入审批意见。
工作单处理
具体的业务处理过程，在需求阶段明确并实现。
工作单作废
由于某种原因，当前传递中的申请书需要作废，通过该功能实现。
业务流程查询
查询系统设定的业扩和日常营业申请书的每一业务类别的业务流程，以及每一个步骤所能够跳转的环节。
业务进度查询
查询当前所有申请书的传递情况，包括所处环节，接收人员等信息。同时，可浏览客户信息以及申请书信息。
超时工作查询
查询所有超时申请书的详细情况，包括所处环节，接收人员等信息。同时，可浏览客户信息以及申请书信息。
仪表数据
规约支持
《DL719-2000(IEC-102)标准规约》
国家电网《电力负荷管理系统数据传输规约》
Q／GDW 《电力用户用电信息采集系统通信协议：主站与采集终端通信协议》
广东电网公司大用户、配变、变电站、居民数据通信规约
浙江电力公司用电现场服务与管理系统通讯规约
《DL T 645-1997多功能电能表通信规约》
等及可以提供规约文本的其他规约。
通讯方式
通信方式，光纤、无线、GPRS，小无线，lora。
抄表方式
1)自动定时采集数据：
抄表周期可设，最小间隔5分钟，可以人工设定5分钟、15分钟、30分钟、
60分钟、1天等不同存储间隔；
可定制定时抄表数据项；
可定制最大抄读间隔；
可定制重抄次数、抄表失败次数；
2)手动历史数据补召：可批量或单个选择待采集终端、采集时段、待采集数据类型
进行历史数据补召；
采集任务管理
1)通讯过程出现异常时，支持命令重发；
2)通讯异常中断时，支持自动重连，并支持断点续传功能；
3)数据采集过程中，可人工干预任务执行状态，可实现任务暂停、任务中止、任务
继续执行相关操作。
并行抄读
1)同时抄读多个终端，在通道允许的情况下，数据采集软件可同时抄读多个终端。
2)多通道，多种通信方式同时工作。
3)支持手工召读群组并行工作。
状态查询
1)查看抄表系统报文缓冲区。
2)查看抄表系统运行状态。
3)查看电表通信状态。
服务支持
提供主站间标准接口通信协议，协助实现：提供转发通道实现WEB应用直接抄读表计、及远程设置通讯模块参数。
自动均衡负载
系统支持多采集服务器负载均衡、多线程并发的通信调度管理机制。
..9可周期采集数据类型
根据所接入的终端型号及所采用的主站与终端间的通讯规约所定。
计算服务
计算服务主要软件功能包括以下几点：
1)计量点各费率电量计算；
2)分析对象各费率的输入输出电量的计算；
3)分析对象电量与负荷统计,以及分析对象按行业、容量、分压特性分类的日、
月电量的统计；
4)群组的电量与负荷的统计；
5)为工作站程序和WEB程序提供远程计算功能调用。
计量点电量计算
计量点电量计算统计各种计算方案（15分钟、小时、天、月）的电量；
计算时考虑装拆（换）表、换PT/CT、满码值、修正电量、铜铁损对计量点电
量计算的影响；
对电量计算过程及结果进行数据合理性校验并报警。
分析对象线损计算
分析对象线损计算统计各分析对象（全局、分局、供电所、馈线等）各费率
的的输入、输出电量、线损率。
分析对象电量总加和负荷总加
分析对象电量总加和负荷总加统计根据各分析对象的对象组成，统计15分
钟、日、月电量和15分钟负荷总和。
人工和远程计算功能
计算服务程序在界面提供手工计算功能，能对各计量点、分析对象、群组进
行各方案和时间范围的手工计算。并为工作站程序和WEB程序提供远程调用
方法，实现远程人工计算。
参数维护
通道参数设置
可对通道进行新增、修改、删除等操作。
可维护的内容包括通道名称、端口地址、代码、初始化串等，通道类型、端
口类型、波特率、数据位、停止位、效验位等。
计算方案设置
可对计算方案进行新增、修改、删除等操作;
内容包括方案描述、周期类型、开始时间和结束时间等。
采集方案设置
针对不同规约，按规约特性进行集方案设置，包括设置采集方案的数据内容、采集周期、采集滑动周期、启动时间等。
配电网模型设置
配电网采集模型树：按配电网采集模型结构生成，包括：全网－分局－供电
所－送电线路－集中器－计量点；
全网、分局、供电所、线路、集中器、终端、表计、低压户等对象档案的管
理、维护功能；
居民表计的计量档案（包括装/拆/换装电表、换装CT/PT等）的管理、维护
功能；
集中器相关参数远程下装、维护功能。
电量统计项目设置
根据配电网模型定义相应的统计项目，比如可定义全局或分局的供电量、售
电量、转供电量、网损等；
设置统计项目的计算公式，对一些馈线线等特定的统计项目可实现按公式自
动生成；
设置统计项目的参数，包括统计周期、越限检查等。
业务处理
装换表/换CT/换PT操作
针对居民计量点进行装换表/换CT/换PT操作。
表计信息数据浏览
选中对象下所有计量点的表计信息；
单个点的表计信息。
现场终端管理
针对不同规约，批量对终端进行下装、维护。
数据分析
1)居民窗口值分析
显示计量点正向有功分费率底码数据；
2)居民计量点电量分析：
显示计量点正向有功分费率电量数据；