武安采集技术方案已补充的

武安市供电公司电能量采集系统建设方案第1页电能信息采集与管理系统技术方案1整体框架电能量采集系统是利用先进的计算机网络通信、控制技术、软件技术，实现电能量的自动采集、分析与统计功能的分布式集中管理系统。系统主要功能有自动抄表管理、预付费管理、电费电价分析、用电情况统计分析、异常用电分析、电能质量数据统计、负荷控制、实时监测、线损统计分析、信息发布、无功优化等。采集系统整体框架包括“一”体化的整体解决方案、“二”条通信网络、“三”层结构和“四”类设备。①．一体化整体解决方案。指的是综合解决各类用户、各种现场条件的信息采集，实现“全采集”、“全覆盖”、“全费控”。②．二条通信网络。指的是远程通信网络和本地通信网络。其中，远程通信网络包括光纤、GPRS无线公网、230MHz无线专网和电话线等信道。本地通信网络包括电力线载波、微功率无线和485等信道。③．三层结构。指的是系统整体上包括主站层、采集层和现场层。其中，主站层设备配置在机房内，采集层和现场层设备配置在台区现场或者线路上。④．四类设备。指的是主站设备、终端设备、计量点设备和通信设备。其中，主站设备包括各类服务器、各类管理计算机、网络设备、软件等。采集层设备包括厂站用户终端、专变用户终端、公变用户终端和集中器。计量点设备主要指电能表。通信设备包括电力线载波模块和微功率无线模块。系统总体架构图如下：武安市供电公司电能量采集系统建设方案第2页变电站入侵检测设备GPS时钟路由器数据服务器1磁盘阵列数据服务器1WEB服务器接口服务器前置服务器1前置服务器2打印机便携电脑维护工作站公司千兆网（生产）移动通信公网（移动、联通、电信）专变用户公变及0.4KV用户公司领导营销部电费中心计量中心抄表中心供电所调度公司千兆网（管理）防火墙GPRS/CDMA/MODEM光纤电能表层采集终端层通讯网络层主站层功能应用层武安供电公司电能量采集系统示意图下面是结合系统建设目标、原则及技术标准的要求，对主站、变电站、10KV专变、公用配变及低压用户、网络及通信等五个方面分部给出的具体技术方案。4.2主站设计4.2.1总体要求主站作为系统的控制及管理中枢，在硬件配置上要考虑到所选硬件对系统整体性能、系统容量、系统安全性能、系统功能实现及系统数据存储等多方面的影响，同时还要考虑与省网及省农网的兼容。4.2.1.1系统逻辑架构要求用电信息采集系统在逻辑方面分为采集层、通信层以及主站层三个层次。其中主站层又分为数据采集、数据管理、基本功能及扩展功能等。基本功能主要覆盖了营销业务应用的电能信息采集业务，包括采集点设置、数据采集管理、武安市供电公司电能量采集系统建设方案第3页控制执行、运行管理、现场管理、辅助功能、公共查询等，用电信息采集系统还可以提供营销业务应用之外的扩展功能，如配电业务管理、线损分析、电量统计、决策分析、增值服务等功能。4.2.1.2物理架构要求系统采取集中部署模式，在电力数据中心建设统一的用电信息采集系统数据平台，采集前置部分在数据中心独立部署，实现对通信信道的统一管理，接入所有采集终端。用电信息采集系统从物理上可根据部署位置分为主站、通信信道、采集设备三部分，其中系统主站部分单独组网，与其它应用系统以及公网信道采用防火墙进行安全隔离，保证系统的信息安全。系统网络的物理结构主要由数据服务器、磁盘阵列、应用服务器、前置服务器、备份服务器、磁带库、工作站以及相关的网络设备组成。4.2.1.3软件架构要求为了构建高可用性、安全性、可靠性、可伸缩性和扩展性的用电信息采集系统，主站软件原则应采用成熟、标准的J2EE（Java2EnterpriseEdition）企业平台架构搭建，采用多层的分布式应用模型、组件再用、一致化的安全模型及灵活的事务控制，使系统具有更好的移植性，以适应用电信息采集系统应用环境复杂、业务规则多变、信息发布的需要，以及系统将来的扩展的需要。武安市供电公司电能量采集系统建设方案第4页相关系统对外接口消息服务权限服务报表服务其它服务数据访问服务采集子层通信接入任务调度规约解析…...业务子层数据管理综合应用C/S客户端、B/S客户端等表现层应用层服务层数据层数据库营销业务应用...运行维护其他系统主站软件应当采用分布式多层结构，典型的软件架构分表现层、应用层、服务层、数据层。根据本系统业务特点，应用层进一步细分为采集子层和业务子层、对外接口等。主站软件通过对外接口与外系统交互。（1）表现层：提供统一的业务应用操作界面和信息展示窗口，是系统直接面向操作用户的部分。（2）业务层：实现具体业务逻辑，是系统主站的核心层，根据系统的应用特点，业务层可分为采集子层、业务子层、对外接口等。（3）服务层：提供全局通用的业务服务、安全服务等组件服务支持，并实现本系统专用的业务逻辑服务，为业务层提供通用的技术支撑。（4）数据层：实现海量信息的存储、访问、整理，为系统提供数据的管理支持。数据层通过大型关系型数据库实现。4.2.1.4技术架构要求系统采用自主开发的Web应用和通讯框架SFFAF，系统以MVC模式分层，将业务处理、业务逻辑控制、业务展示区分开，各层之间采用标准的XML数据格式传递数据，在基础服务应用平台的支持下，满足业务应用系统运行、开发、管理、集成的需要。在主站系统内，自上向下分为数据层(DBMS)、持久化层（OP）、业务处理层（BP）、请求处理层（RP）、表现层（UI）。持久化层为系统中的实体提供持久化服务；业务处理层实现具体的业务操作；请求处理层在业务处理层和表现层间起适配作用；表现层实现客户需求的交互方式，对于采集终端适配器来讲，表现层仅仅是以简单的监控界面表现。Web开发框架是在统一技术架构的基础上，通过增加一系列公共基础服务，支撑各类应用软件的基本框架，为实现业务应用的快速开发提供动力和保障。Web开发框架将系统中的共性功能抽象、封装并统一解决，提供简单、易用的编程接口。Web开发框架使开发人员可以将主要精力集中在业务逻辑，而不是复杂武安市供电公司电能量采集系统建设方案第5页的底层技术实现。Web开发框架主要应用在服务器组件的开发工作上。4.2.2功能设计要求包括13个功能模块，具体功能设计如下：4.2.2.1采集点设置4.2.2.2数据采集管理系统采集的主要方式有：定时自动采集：系统可以按采集策略设定的时间间隔自动采集终端数据，自动采集时间、采集内容和采集对象可设置。当系统中的定时自动数据采集失败时，系统可以自动补采，或由系统操作人员进行人工补采，系统能提供定时自动采集和人工补采两种功能。对于人工补采功能可随意定制采集开始时间和采集结束时间。随机召测数据：系统操作人员也可根据实际需要随时人工召测数据。如出现事件告警时，随即召测与事件相关的重要数据，供事件分析用，实现实时数据召测。主动上报数据：在全双工通道和数据交换网络通道（GRPS/CDMA，光纤）的数据传输中，允许终端启动数据传输过程（简称为主动上报），将重要事件上报，以及按定时任务的设置将数据定时上报，系统支持主动上报数据的采集和处理。4.2.2.3负荷管理（文字说明）武安市供电公司电能量采集系统建设方案第6页负荷管理有序用电方案编制有序用电方案执行终端功率控制营业报停控制终端保电控制终端远程控制系统提供有序用电方案编制功能，根据有序用电或安全生产要求，远程对客户侧配电开关进行控制，达到调整和限制负荷的目的。系统操作人员根据有序用电方案的要求，可以制定限电方案、错峰方案及避峰方案。通过远程控制，系统可以下发“控制投入”和“控制解除”两个限电控制参数到终端，以限制用电负荷。操作人员可以针对单个终端进行功率控制，功率控制的手段主要有：时段控、厂休控、当前功率下浮控等。系统可以根据暂停、暂停恢复、减容及减容恢复等要求，远程控制终端，执行营业报停负荷控制。系统操作人员可以批量向终端设置保电状态，当终端设置为保电状态时，有序用电方案、功率控制、电量控制、远程控制及预付费控制将不再生效，即对于客户执行的任何跳闸命令将不被执行。系统可以根据需要向终端或电能表下发遥控跳闸或允许合闸命令，控制用户开关。遥控跳闸命令包含告警延时时间和限电时间。控制命令可以按单地址或组地址进行操作，所有操作都有操作记录。远程跳闸将向用电客户进行告警提示。4.2.2.4费控管理系统可以实施三种费控管理：主站费控管理、终端费控管理和电表费控管理。武安市供电公司电能量采集系统建设方案第7页主站实施费控管理：系统主站根据用户的预付费信息（用户的预付费信息从哪里获得，如何获得，能否获得，如能需要增加软件硬设备吗，大概要多少投资，用户的预付费信息存放在什么地方）和定时采集的用户电能表数据由主站计算用户日用电量和电费，并在预付费信息中扣除日用电量和电费得到当前剩余电量（由什么系统来计算，如何计算），当剩余电量等于或低于报警门限值时，主站下发催费告警命令，通知用户及时缴费。当剩余电量等于或低于跳闸门限值时，主站向专变采集终端或电表下发跳闸控制命令（跳闸装置的具体由几部分组成，大概成本多少），告知用户并通过电表内置继电器或外置接触器切断用户供电。用户缴费成功后，在规定时间内主站向专变终端或通过集中器向电表下发（如何下发，以什么依据下发，经过什么途径，用到哪些设备）允许合闸命令，终端或电表控制内部或外置接触器合闸，保证用户用电。采集终端实施费控：根据用户的缴费信息，主站将电能量费率时段和费率以及费控参数包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数下发终端并进行存储。当需要对用户进行控制时，向终端下发费控投入命令，终端定时采集用户电能表数据，计算剩余电费，终端根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸。用户缴费成功后，可通过主站发送允许合闸命令，允许合闸。电能表实施费控：根据用户的缴费信息，主站将电能量费率时段和费率以及费控参数包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数下发电能表并进行存储。当需要对用户进行控制时，向电能表下发费控投入命令，电能表实时计算剩余电费，电能表根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸。用户缴费成功后，可通过主站发送允许合闸命令，允许合闸。电表或终端费控需要将用户缴费信息下发至电表或终端，加上密钥的判读，这对通信方面的要求比较高，目前技术还难以达到。同时，电表或终端费控的实现对电表或终端的性能和组成的要求也比较高，设备的成本提高了，将来需要做些改变或提高时又要更换设备。因此，尽管可以采取三种费控方式，但主站费控的性价比最高，建议采用。对于设置成预付费的用户，用户的预付费信息来源于两个方面：用户在主站交费，从而在主站数据库中形成的交费信息和用户在营销系统交费，从而在营销系统数据库中存放的缴费信息。若预付费信息在营销系统，则需要做接口，主站通过接口能读取到预付费信息。4.2.2.5运行管理系统运行管理是对系统运行情况进行监测，完成系统的运行情况、权限管理、档案同步和维护、报表编制等管理工作。武安市供电公司电能量采集系统建设方案第8页4.2.2.6现场管理（文字说明）终端资产管理主要完成对终端资产的入库、领用、归还、报废及重新入库等功能。系统可以提供从营销系统进行终端资产的档案自动或手工同步功能，对于营销系统不能提供终端资产信息或需要手工增加的终端资产，系统支持从本系统中进行入库和领用操作，实现对终端资产的管理。智能卡资产管理主要完成对SIM/UIM智能卡的资产的入库、领用、归还等功能。系统可以提供从营销系统进行SIM/UIM智能卡的档案自动或手工同步功能，对于营销系统不能提供SIM/UIM智能卡信息或需要手工增加的SIM/UIM智能卡，系统支持从本系统中进行入库和领用操作，实现对SIM/UIM智能卡资产的管理。若营销系统支持提供终端安装任务数据，则主站系统能够查询安装任务信息，并提供安装终端界面和打印安装工作单功能，安装界面仅需要填写终端的基本档案信息（如对于客户终端应是客户信息等，对于关口终端应是变电站等信息），提供领用申请功能，可指定终端地址码进行领用，也可以由系统随机分配终端。系统自动关联表计、计量点、用户开关等信息，保存成功后进行现场