iES-LM10電力負(fù)荷管理終端技術(shù)白皮書V2.doc

1. iES-LM10電力負(fù)荷管理終端概述iES-LM10電力負(fù)荷管理終端是我公司以最新的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，針對國家電網(wǎng)公司對營銷現(xiàn)代化工作的要求和各地用電營銷工作的實(shí)際需要，結(jié)合我們多年來在該領(lǐng)域的知識及經(jīng)驗(yàn)積累，開發(fā)的新一代電力負(fù)荷管理終端設(shè)備。iES-LM10電力負(fù)荷管理終端具有抗干擾能力強(qiáng)、存儲容量大、通信方式多樣、人機(jī)交互界面友好、安裝調(diào)試方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、易維護(hù)等特點(diǎn)。適用于大、中用戶、專用變、公用變、農(nóng)綜變、居民小區(qū)等需電量自動采集、存儲、遠(yuǎn)傳及遠(yuǎn)程負(fù)荷控制、用電服務(wù)與管理等自動化領(lǐng)域。2. iES-LM10電力負(fù)荷管理終端技術(shù)特點(diǎn)2.1 先進(jìn)的技術(shù)平臺系統(tǒng)采用以飛思卡爾32位工業(yè)級嵌入式CPU MCF5272和大規(guī)?？删幊藽PLD器件為核心的硬件平臺。以美國軍工航天領(lǐng)域使用的嵌入式強(qiáng)實(shí)時操作系統(tǒng)VxWorks和TrueFFS Flash文件系統(tǒng)等組成系統(tǒng)軟件平臺。先進(jìn)的平臺技術(shù)，極大地提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性，使得系統(tǒng)更容易管理、開發(fā)和移植。2.2 高可靠性系統(tǒng)設(shè)計元器件均選用著名廠家工業(yè)級產(chǎn)品，確保內(nèi)在質(zhì)量。輸入、輸出采用隔離技術(shù)。對于通信輸入/輸出端口、電源輸入端等易引入雷擊的接點(diǎn)，終端具有良好的防雷擊措施。自動化的生產(chǎn)工藝，貼片機(jī)貼片，回流焊及波峰焊焊接保證工藝質(zhì)量。主要功能單元集中在一塊電路板上，六層工藝設(shè)計，集成度高。硬件冗余設(shè)計，充分考慮耐壓、功耗等因素。具有上電防誤動措施，控制反校及執(zhí)行控制流程但并不跳閘功能。2.3 大容量的數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲容量為8Mbytes，大容量存儲空間保證大量采集數(shù)據(jù)、事項(xiàng)記錄、故障信息、諧波數(shù)據(jù)的長期存儲，便于對歷史數(shù)據(jù)的查詢、追述，以及分析故障原因及電網(wǎng)質(zhì)量狀況。2.4 嚴(yán)密的安全訪問措施對終端的訪問，包括設(shè)置參數(shù)、程序升級和故障調(diào)試，必須通過密碼驗(yàn)證才能進(jìn)行，終端設(shè)有三級口令保護(hù)及鉛封保護(hù)，可設(shè)置終端主動上報鉛封被開啟和計量裝置封印被開啟，可按權(quán)限對終端進(jìn)行管理。確保終端安全、穩(wěn)定運(yùn)行。2.5 詳細(xì)的事項(xiàng)記錄可生成如開關(guān)機(jī)、終端停上電、參數(shù)修改、通信中斷、電表異常、電壓電流異常、竊電、計量裝置門打開、跳閘、合閘、遙信變位、諧波越限等事項(xiàng)。2.6 強(qiáng)大的抗干擾、抗故障能力iES-LM10電力負(fù)荷管理終端對高頻干擾、快速瞬變、浪涌及靜電等的抗干擾能力都達(dá)到Q/GDW 129-2005的4級標(biāo)準(zhǔn)，在受到嚴(yán)重干擾的工業(yè)環(huán)境中可完全正常使用。對于RS485通信口，其輸出端子與強(qiáng)電端子間可承受4kV的工頻電壓，4kV的浪涌（對零線），A、B端子可承受8kV的靜電接觸放電，以及A、B端子間可承受380V的交流電歷時5分鐘不損壞；2.7 真正的10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)口與通過串口擴(kuò)展的以太網(wǎng)口具有本質(zhì)區(qū)別，該以太網(wǎng)口為CPU本身自有的網(wǎng)絡(luò)口，具有10/100M自適應(yīng)能力，可支持連續(xù)高速率通信?？蛇h(yuǎn)方設(shè)置IP地址等參數(shù)。2.8 高準(zhǔn)確度電能計量交流電壓、電流測量精度為0.5級，有功電能量計量精度為0.5S級, 無功電能量計量精度為2.0級?？赏瓿?1次諧波采樣，便于進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測及故障分析。2.9 寬泛的電源適應(yīng)性額定電壓：三相四線220/380V，允許偏差-50%+40%；三相三線3100V、三相四線357.7/100V，允許偏差-20%+20%。頻率：50Hz，允許偏差-6%+2%。三相三線電源斷一相、三相四線電源斷兩相不影響電源工作；3220/380V電源可承受700V交流電壓輸入1分鐘不損壞。2.10 方便的維護(hù)方式iES-LM10電力負(fù)荷管理終端配備19264點(diǎn)陣液晶，全中文菜單，顯示內(nèi)容直觀、全面。內(nèi)置二級漢字庫，支持主站中文信息發(fā)布。主站可以對iES-LM10電力負(fù)荷管理終端下裝參數(shù)和對時，讀取終端的各種信息，對終端進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)及程序升級。升級支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，升級過程中不影響終端正常運(yùn)行。2.11 靈活多樣的通信方式iES-LM10電力負(fù)荷管理終端可以采用多種通訊方式與主站通信。支持以太網(wǎng)、撥號、GPRS、CDMA1X、短消息及RS232/RS485數(shù)字通道等。與主站通信支持?jǐn)?shù)據(jù)加密及數(shù)據(jù)壓縮。與數(shù)字電度表通訊，支持部頒DL/T645規(guī)約、IEC1107規(guī)約、威勝規(guī)約、紅相表規(guī)約、ELSTER表A1700規(guī)約、DLMS規(guī)約、蘭吉爾ZB、ZC、ZD、ZU、ZQ、ABB、ION、恒通、浩寧達(dá)、蜀達(dá)、金雀、華立、科能、華隆、豫林等近50種表計規(guī)約。 在一條線路上可同時支持多種規(guī)約、多種速率，通訊方式支持RS485、RS422和電流環(huán)（CS）接口。支持主站穿透式抄表；支持終端級聯(lián)。當(dāng)?shù)赝ㄐ胖С旨t外、RS232/RS485及以太網(wǎng)方式。3. iES-LM10電力負(fù)荷管理終端的主要功能3.1 數(shù)據(jù)采集3.1.1 狀態(tài)量采集終端實(shí)時采集門接點(diǎn)狀態(tài)和其它狀態(tài)信息，發(fā)生變位時記入數(shù)據(jù)庫，并在主站查詢時向其發(fā)送該變位信號，或主動上報。3.1.2 電能表數(shù)據(jù)采集通過RS-485、RS422、電流環(huán)（CS）等通信接口，終端能按設(shè)定的終端抄表日或定時按采集時間間隔采集和存儲電能表數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)包括：有/無功電能示值、有/無功最大需量及發(fā)生時間、功率、電壓、電流、電能表參數(shù)、電能表狀態(tài)、事件記錄、費(fèi)率、時段等信息，抄表數(shù)據(jù)可供主站即時或定時召測。3.1.3 脈沖量采集終端能接收電能表輸出的脈沖，并根據(jù)電能表脈沖常數(shù)Kp（imp/kWh），TV變比Kv，TA變比Ki累積計算電能量、1分鐘平均功率、最大需量；并記錄當(dāng)日、當(dāng)月最大值和出現(xiàn)時間。脈沖輸入累計誤差不大于1個脈沖，功率和需量的轉(zhuǎn)換誤差在2%范圍內(nèi)。3.1.4 交流采樣終端可按使用要求選配電壓、電流等模擬量采集功能，測量電壓、電流、功率、功率因數(shù)等，可計算有功電量、無功電量和需量，并與其他測量點(diǎn)進(jìn)行比對。以每秒采集一次，1分鐘（60個點(diǎn)）計算的平均值作為電壓合格率的統(tǒng)計值，記錄并統(tǒng)計電壓合格率、超上限率、超下限率、超上限時間、超下限時間、合格電壓時間、電壓最大值、最小值和發(fā)生時間等。精度達(dá)到電壓0.5%，電流0.5% ，功率0.5% 。3.2 數(shù)據(jù)處理及存儲3.2.1 實(shí)時和當(dāng)前數(shù)據(jù)終端能生成和根據(jù)設(shè)置存儲下表所示實(shí)時和當(dāng)前數(shù)據(jù)。序號項(xiàng) 目1實(shí)時總加有功功率2實(shí)時總加無功功率3當(dāng)日/月總加有功電能量（總、各費(fèi)率）4當(dāng)日/月總加無功電能量（總、各費(fèi)率）5終端當(dāng)前剩余電量（費(fèi)）6電能表當(dāng)前各費(fèi)率有/無功電能示值7電能表各費(fèi)率當(dāng)前有功最大需量及時標(biāo)8實(shí)時總有功功率9實(shí)時分相有功功率10實(shí)時總無功功率11實(shí)時分相無功功率12實(shí)時三相電壓、電流13A B C三相斷相統(tǒng)計數(shù)據(jù)及最近一次斷相記錄14當(dāng)前A B C三相電壓、電流221次諧波有效值15當(dāng)前A B C三相電壓、電流221次諧波含有率16小時凍結(jié)電壓、電流17終端版本信息18終端時鐘19終端參數(shù)設(shè)置狀態(tài)20終端通信狀態(tài)21終端控制設(shè)置狀態(tài)22終端當(dāng)前控制狀態(tài)23開關(guān)狀態(tài)及變位標(biāo)志24終端事件計數(shù)器當(dāng)前值25終端告警事件標(biāo)志狀態(tài)26電能表日歷時鐘及電能表狀態(tài)信息27電能表時段及費(fèi)率28電表事件記錄3.2.2 負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)日負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)：采集多功能電能表負(fù)荷曲線（可選定曲線種類）的數(shù)據(jù)并存儲，上傳主站，15分鐘一點(diǎn)（可設(shè)置），保存最近31天（有功、無功可選擇設(shè)置）。3.2.3 電能表運(yùn)行狀況監(jiān)測終端監(jiān)視電能表運(yùn)行狀況，電能表發(fā)生參數(shù)變更、時鐘超差或電能表故障等狀況時，產(chǎn)生告警并記錄事件發(fā)生前后的電量、需量等。3.2.4 電能質(zhì)量合格率統(tǒng)計3.2.4.1. 電壓合格率統(tǒng)計 按設(shè)置的電壓上、下限值監(jiān)測電壓（1分鐘平均電壓或1分鐘抽樣），終端記錄每日電壓不合格累計時間，最大、最小電壓值和發(fā)生的時間。3.2.4.2. 功率因數(shù)統(tǒng)計按設(shè)置的功率因數(shù)分段限值對監(jiān)測的功率因數(shù)進(jìn)行分析統(tǒng)計，記錄每日/月功率因數(shù)發(fā)生在各區(qū)段的累計時間。3.2.4.3. 諧波統(tǒng)計按設(shè)置的電壓、電流諧波限值對監(jiān)測的電壓諧波、電流諧波進(jìn)行分析，記錄分相2次21次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時間，并統(tǒng)計分相諧波越限數(shù)據(jù)，包括：分相總畸變電壓含有率越限日累計時間、分相2次21次諧波電壓含有率越限日累計時間、分相總畸變電流越限日累計時間、分相2次21次諧波電流越限日累計時間。3.2.5 過負(fù)荷統(tǒng)計 按照參數(shù)設(shè)置時間測量Ia、Ib、Ic，并判別是否過負(fù)荷，記錄過負(fù)荷（默認(rèn)1.2In，或選擇設(shè)置）時的相別、最大電流、發(fā)生時間（起始、結(jié)束）并主動上報；終端保存本月十次最大過負(fù)荷記錄。3.2.6 三相負(fù)荷不平衡檢測當(dāng)三相平均電流大于專用變壓器額定電流的20%時，檢測三相負(fù)荷不平衡，并記錄事項(xiàng)。3.3 參數(shù)設(shè)置和查詢可通過遠(yuǎn)程主站或在當(dāng)?shù)赜谜茩C(jī)通過紅外通訊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和查詢。3.3.1 時鐘召測和對時終端能接收主站的時鐘召測和對時命令，對時誤差不超過5秒。終端時鐘24小時內(nèi)走時誤差小于1秒。電源失電后，時鐘能保持正常工作。3.3.2 TA變比、TV變比和電能表常數(shù)終端能由主站或在當(dāng)?shù)卦O(shè)置和查詢TV變比Kv，TA變比Ki，以及電能表脈沖常數(shù)Kp（imp/kWh）。3.3.3 限值參數(shù)終端能由主站設(shè)置和查詢電壓越限值、電流越限值、功率因數(shù)分段限值、諧波越限值等。3.3.4 功率控制參數(shù)終端能由主站設(shè)置和查詢功控時段和相應(yīng)控制定值、定值浮動系數(shù)等功率控制參數(shù)以及控制輪次和告警時間等。時段設(shè)置分辨率為0.5小時，功率單位為kW或MW，顯示有效位不少于3位。改變參數(shù)時有音響信號。3.3.5 電能量控制參數(shù)終端能由主站設(shè)置和查詢電能量定值、定值浮動系數(shù)等電能量控制參數(shù)以及控制輪次等。電能量單位為kWh/MWh，顯示有效位不少于6位。改變參數(shù)時有音響信號。3.3.6 終端參數(shù)終端能由主站設(shè)置和查詢終端組地址、終端配置及配置參數(shù)、通信參數(shù)等，并能查詢終端ID。3.3.7 抄表參數(shù)終端能由主站設(shè)置和查詢抄表日、抄表時間、抄表間隔等抄表參數(shù)。3.3.8 其它參數(shù)終端能由主站設(shè)置和查詢?nèi)蝿?wù)等參數(shù)。3.4 控制3.4.1 功率定值閉環(huán)控制根據(jù)控制參數(shù)不同功率定值閉環(huán)控制可分為時段功控、廠休功控、營業(yè)報停功控和當(dāng)前功率下浮控等控制類型，控制的優(yōu)先級由高到低是當(dāng)前功率下浮控、營業(yè)報停功控、廠休功控、時段功控。若多種功率控制類型同時投入，只執(zhí)行優(yōu)先級最高的功率控制類型。3.4.2 電能量定值閉環(huán)控制電能量定值閉環(huán)控制分為月電量控、購電量控、催費(fèi)告警三種類型。3.4.3 保電、剔除功能終端接收到主站下發(fā)的保電投入命令后，進(jìn)入保電狀態(tài)，自動解除原有控制狀態(tài)，并在任何情況下均不執(zhí)行跳閘命令。終端接收到主站的保電解除命令，恢復(fù)正常，可以執(zhí)行控制命令。終端接收到主站下發(fā)的剔除投入命令后，除對時命令外，對其它任何廣播命令或終端組地址控制命令均不響應(yīng)。終端收到主站的剔除解除命令，恢復(fù)到正常通信狀態(tài)。3.4.4 遙控終端接收主站的跳閘控制命令后，按設(shè)定的告警延遲時間、限電時間控制被控負(fù)荷開關(guān)；同時終端有音響告警通知客戶，并記錄跳閘時間、跳閘輪次、跳閘前功率、跳閘后2分鐘功率等。終端顯示屏顯示執(zhí)行結(jié)果。終端接收到主站的允許合閘控制命令后，有音響告警通知客戶，允許客戶合閘。3.5 事項(xiàng)記錄3.5.1 計量裝置封印非授權(quán)人開啟終端實(shí)時監(jiān)測門接點(diǎn)狀態(tài)，發(fā)生變位時，主動上報開啟時間、開啟時電量（有功總、尖、峰、谷、平、需量、無功總電量），并記錄和存儲告警事項(xiàng)。3.5.2 示值電量異常終端實(shí)時監(jiān)測電表的電量示值，發(fā)生示值下降、飛走、停走、超差等事件時，主動上報（可設(shè)）發(fā)生時間；下降前、后電量，并記錄和存儲告警事項(xiàng)。3.5.3 設(shè)置改變對電量示度、手動需量復(fù)零、時段、費(fèi)率、脈沖常數(shù)等的設(shè)置事件發(fā)生時，終端產(chǎn)生告警事項(xiàng)，記錄并存儲發(fā)生時間；發(fā)生前、后設(shè)置參數(shù)；發(fā)生前、后電量。3.5.4 運(yùn)行參數(shù)變動電壓缺（斷）相，過負(fù)荷，電流短路、開路等事件發(fā)生時，終端產(chǎn)生告警事項(xiàng)，記錄并存儲發(fā)生時間；發(fā)生的事件；發(fā)生前、后電量。3.5.5 停電、上電報警終端發(fā)生停電，主動上報停電時間、當(dāng)前電量，并記錄和存儲告警事項(xiàng)。終端上電后，主動上報上電時間、當(dāng)前電量，并記錄和存儲告警事項(xiàng)。3.6 數(shù)據(jù)傳輸3.6.1 與主站通信終端能按主站命令的要求，定時或隨機(jī)向主站發(fā)送終端采集和存儲的功率、最大需量、電能量、狀態(tài)量等各種信息。與主站的通信規(guī)約支持“Q/GDW 130-2005 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約”、“重慶市客戶現(xiàn)場管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約”、“山東省用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng)通信規(guī)約”、“浙江省用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng)通信規(guī)約”等。3.6.2 中繼轉(zhuǎn)發(fā)終端能按需求設(shè)置具有中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能。3.7 本地功能終端有當(dāng)?shù)仫@示（包括漢字顯示）功能，顯示當(dāng)前用電情況、控制信息、抄表數(shù)據(jù)、終端參數(shù)、維護(hù)信息（地址、電能表連接狀況）等?？捎谜茩C(jī)通過紅外或RS232方式對終端進(jìn)行維護(hù)。3.8 終端維護(hù)3.8.1 自檢自恢復(fù)終端有自測試、自診斷功能，發(fā)現(xiàn)終端的主板、通信部件、時鐘等工作異常能記錄。終端能記錄每日自恢復(fù)次數(shù)。3.8.2 終端初始化終端接收到主站下發(fā)的初始化命令后，終端可分別對硬件、參數(shù)區(qū)（低級權(quán)限或高級權(quán)限）、數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行初始化，參數(shù)區(qū)置為缺省值，數(shù)據(jù)區(qū)清零，控制解除。3.8.3 軟件下載終端軟件可在現(xiàn)場或遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)在線軟件下載?？稍诓挥绊懡K端正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行在線軟件升級工作。如在升級過程中掉電，恢復(fù)供電后可繼續(xù)升級，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳。4. iES-LM10電力負(fù)荷管理終端技術(shù)指標(biāo)項(xiàng) 目技 術(shù) 指 標(biāo)采集智能表數(shù)64采集脈沖表數(shù)8采集周期1分鐘24小時可設(shè)存儲容量8Mbytes交流采樣精度電壓、電流 0.2%，功率0.5%掉電保存時鐘10年，數(shù)據(jù)10年時鐘精度1