能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場數據采集技術規(guī)范

1能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場數據采集技術規(guī)范本文件規(guī)定了能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場數據采集技術規(guī)范的術語和定義、工作環(huán)境要求、采集系統(tǒng)物理結構、一般要求、能源計量終端、能源數據采集設備、主要性能指標和試驗方法。本文件適用于用能單位能源管理系統(tǒng)現(xiàn)場數據采集。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）GB4943.1—2011信息技術設備安全第1部分：通用要求GB/T6587電子測量儀器通用規(guī)范GB/T9254—2008信息技術設備的無線電限值和騷擾測量方法GB/T19582.1-3基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網絡規(guī)范GB/Z20177.1-4控制網絡LonWorks技術規(guī)范第1～第4部分GB/T35031.301—2018用戶端能源管理系統(tǒng)第3-1部分：子系統(tǒng)接口網關一般要求GB50168電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范GB50169電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范GB50303—2015建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范GB/T50312綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范GB50343建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范CJ/T188用戶計量儀表數據傳輸技術條件DL/T645多功能電表通信規(guī)約DL/T698.1電能信息采集與管理系統(tǒng)第1部分：總則3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1能源管理系統(tǒng)energymanagementsystem對各類能源進行動態(tài)、實時監(jiān)測與管控的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的總稱。具有對能源實時在線計量、能源負荷和質量監(jiān)測、數據采集、統(tǒng)計分析、數據傳輸，負荷調節(jié)與節(jié)能控制，綜合能源智慧管理等多種功能，實現(xiàn)科學用能、安全用能、清潔用能，構建以提高能源管理、運維和服務水平及提升能效為目的的信息化管理系統(tǒng)。23.2能源計量終端energymeteringterminal能源計量儀器儀表或能源測量裝置。3.3能源數據采集設備energydataacquisitionequipment采集各類能源的計量數據，通過能源計量終端與能源管理系統(tǒng)的網絡連接，完成數據的轉換、運算、存儲的現(xiàn)場能源數據采集設備。3.4分類能耗數據Classifiedenergyconsumptiondata根據消耗的能源種類劃分進行采集和整理的能耗數據，能源種類如電、燃氣、燃油、煤等。3.5分項能耗數據Itemizedenergyconsumptiondata根據消耗能源的主要用途進行采集和整理的能耗數據，如電能分項為照明插座用電、空調用電、動力用電、特殊用電等。3.6分級能耗數據energyconsumptiondataofdifferenthousehold根據各類能源系統(tǒng)提供給不同能源消耗主體如區(qū)域內各用能子單位進行采集和整理的能耗數據。3.7一次傳輸成功率onetimetransmissionsuccessrate在用戶現(xiàn)場工況條件下，數據從現(xiàn)場能源計量終端至能源管理系統(tǒng)后臺一次傳輸成功的次數與傳輸總次數的比值。3.8傳輸總差錯率totaltransmissionerrorrate在用戶現(xiàn)場工況條件下，數據從現(xiàn)場能源計量終端至能源管理系統(tǒng)后臺傳輸差錯數個數與傳輸數據的總個數的比值。4工作環(huán)境要求4.1環(huán)境條件用于能源管理系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）的現(xiàn)場能源計量終端（計量儀器儀表或測量裝置）、能源數據采集設備等運行環(huán)境條件應符合下列要求：工作溫度：-25℃~+55℃;相對濕度：20%～93%無凝結；儲存溫度：-40℃~+70℃。4.2供電現(xiàn)場能源計量終端、能源數據采集設備對電源適應的方式應符合下列要求：3a)交流電源1）額定工作電壓：AC220V，允許偏差：-10%～+10%；2）頻率：50Hz/60Hz，允許偏差：±5%。b)直流電源1）額定工作電壓：生產企業(yè)指定的不高于36V的某一直流電壓或范圍；2）允許偏差：－10%～+10%。c)可采用不間斷供電方式。注：若現(xiàn)場電源超出上述偏差的，需要采取電源改進措施以保證現(xiàn)4.3防雷現(xiàn)場能源計量終端、能源數據采集設備、通信傳輸防雷應符合GB50343有關規(guī)定。4.4安裝與接地能源數據采集設備、能源計量終端以及其他設備的安裝，應符合GB50303-2015中第6章至第7章的有關規(guī)定。設備接地應符合GB50169有關規(guī)定。4.5布線現(xiàn)場能源計量終端、能源數據采集設備、傳輸布線應符合GB50168、GB/T50312標準有關規(guī)定。5采集系統(tǒng)物理結構系統(tǒng)現(xiàn)場采集系統(tǒng)物理結構如圖1所示，包括能源計量終端、能源數據采集設備、現(xiàn)場本地網絡、IP通信傳輸網絡，應符合下列要求：a)各種能源計量終端如智能型電能表、燃氣表、熱（冷）表、流量計等，接入各種能源系統(tǒng)及其用能設備；b)能源數據采集設備接入各種能源計量終端；c)現(xiàn)場本地網絡接入能源數據采集設備，包括各種能源計量終端及其接入的各種能源系統(tǒng)及其用能設備；d)基于系統(tǒng)構建的IP局域通信傳輸網絡，下行連接現(xiàn)場本地網絡，上行連接系統(tǒng)主干通信傳輸互聯(lián)網絡。4圖1現(xiàn)場能源數據采集物理結構6一般要求6.1采集對象能源數據的采集現(xiàn)場涵蓋工廠、公共機構等各類用能單位，現(xiàn)場常用能源數據采集類型及計量單位可按表1規(guī)定。表1常用能源數據采集類型及計量單位噸噸噸噸噸噸噸噸噸噸5表1（續(xù)）噸噸噸噸噸噸噸噸6.2數據項系統(tǒng)現(xiàn)場能源數據采集的數據項至少應包括下列：a)分類能耗數據（能源分類參見表1b)分項能耗數據；c)分級的分類、分項能耗數據。6.3采集方法系統(tǒng)現(xiàn)場能源數據采集方法應符合下列要求：a)自動采集方式1)通過能源計量終端實時采集在線監(jiān)測、計量的各種能源數據信息；2)通過能源數據采集設備實時采集各種能源計量終端的能源數據信息。b)人工采集方式用于需有人工錄入的基本信息或不能通過自動方式采集的能源數據。6.4采集準確性系統(tǒng)現(xiàn)場能源數據采集（讀取或提取）準確性應符合下列要求：a)采集的能源數據信息與現(xiàn)場對應的能源系統(tǒng)及其用能設備的數據信息一致；b)采集的數據有效位數與現(xiàn)場對應的能源計量終端的有效位數一致；c)采集的數據與現(xiàn)場對應的能源計量終端的實際數據讀數一致。6.5通信傳輸基于系統(tǒng)現(xiàn)場本地網絡、主干通信傳輸網及通信傳輸設備，現(xiàn)場通信傳輸功能應符合下列要求：a)能源數據采集設備、能源計量終端具有通訊功能及通訊接口；b)能源數據采集設備與能源計量終端、能源計量終端與能源系統(tǒng)及其用能設備間通過通訊接口連接，接口遵循相應的標準通信協(xié)議如ModBus、IP、BACnet、LonTalk、DL/T645、DL/T698、M-Bus、Lora、NB-IOT等，接口不一致時可通過加裝轉換設備如網關通訊協(xié)議轉換連接；6c)系統(tǒng)現(xiàn)場（本地）網絡可采用以太網、BACnet、LonWorks控制網絡為主，或有條件的采用RS-485總線有線組網方式，施工等條件限制的可局部采用無線通信組網方式；d)系統(tǒng)數據中心、能源數據采集設備、能源計量終端相互間在發(fā)送或接收數據信息模式下，因網絡或通信傳輸設備故障等原因導致數據信息傳輸中斷時，當網絡通信恢復正常后可自動斷點續(xù)傳或接收被中斷的數據信息，保證能源數據連續(xù)完整。7能源計量終端7.1計量監(jiān)測功能能源計量終端計量監(jiān)測功能應符合下列要求：a)計量監(jiān)測各類能源及用能設備的能耗數據信息；b)分類、分項、分級能耗計量準確度等級滿足系統(tǒng)要求；c)存儲計量監(jiān)測的數據信息。d)計量監(jiān)測能源負荷、質量、狀態(tài)、事件等數據信息。7.2通信傳輸功能能源計量終端通信傳輸功能應符合下列要求：a)能夠對儀表地址、協(xié)議類型、儀表采集端口屬性等進行配置；b)通過通訊接口或加裝轉換設備接入系統(tǒng)現(xiàn)場本地網絡，并與各種能源系統(tǒng)及其用能設備進行通信和數據傳輸；c)按用戶定義的間隔周期向能源數據采集設備傳輸現(xiàn)場各種能源數據信息。8能源數據采集設備8.1外觀及結構要求能源數據采集設備外觀及結構應符合下列要求：a)外殼表面清潔、無裂紋、無褪色及永久性污漬，無劃痕和明顯變形，數字顯示清晰正確，開關按鍵操作靈活、可靠，文字符號和標記清晰；b)結構合理、牢固，零部件連接緊固無松動；c)可固定方式，壁掛式或導軌式安裝。8.2數據采集功能能源數據采集設備現(xiàn)場能源數據采集應符合下列要求：a)直接接入或加裝轉換設備后可接入符合本文件6.5條款接口標準，以及短距離無線收發(fā)接口標準（見本文件附錄A）的各類能源計量終端；b)可采集但不限于以下能源計量終端產品的數據：1)符合GB/T19582的各類能源計量終端的監(jiān)測、計量數據；2)符合GB/Z20177.1的Lon接口的各類能源計量終端的監(jiān)測、計量數據信息；3)符合CJ/T188的水表、燃氣表和熱（冷）量表等能源計量終端的監(jiān)測、計量數據信息；4)符合DL/T645的能源計量終端的監(jiān)測、計量數據信息。c)采集信息至少包括能源數據實時值、數據有效狀態(tài)、采集時間；d)響應系統(tǒng)數據中心發(fā)起的即時數據采集；e)采集失敗時應有重試功能，及時更新數據有效狀態(tài)；7f)不因接入的任一能源計量終端更換（退出）或故障等造成數據采集功能喪失及影響采集設備其他部分的正常工作。8.3數據存儲功能能源數據采集設備具有存儲空間，數據存儲功能應符合下列要求：a)保存采集的能源數據信息；b)保存經運算處理的能源數據；c)存儲的歷史數據可按需求進行查詢，提取。8.4通信傳輸功能能源數據采集設備通信傳輸功能應符合下列要求：a)可通過有線、無線等方式接入互聯(lián)網，實現(xiàn)以下區(qū)域的信息交互：1)向上一級與系統(tǒng)數據中心（或系統(tǒng)中心平臺）；2)與本地用能單位既有第三方關聯(lián)系統(tǒng)；3)與園區(qū)或能源服務機構關聯(lián)的系統(tǒng)；4)其他關聯(lián)的系統(tǒng)。b)支持系統(tǒng)數據中心命令即時和定時發(fā)送請求命令兩種模式，上傳全部或指定或約定的能源數據信息；c)傳輸的能源數據信息至少包括能源計量終端名稱、能源計量終端編碼、能源采集點名稱、能源采集點編碼、能源分類編碼、能源數據實時值、數據有效狀態(tài)、采集時間；d)與系統(tǒng)數據中心建立連接進行信息交互提供身份認證，上傳能源數據信息可校驗并可加密，支持系統(tǒng)數據中心訪問、數據信息查詢等；e)出現(xiàn)離線或傳輸數據信息失敗時，具有重新建立通信連接與數據信息傳輸。8.5時鐘功能能源數據采集設備時鐘功能應符合下列要求：a)具備廣播校時；b)具備遠程自動校時；c)時鐘掉電保持功能，掉電恢復后準確計時。8.6配置和維護功能能源數據采集設備配置和維護功能應符合下列要求：a)本地配置并維護管理，包括：1)網絡配置：本機IP地址、子網掩碼、默認加裝轉換設備；2)編碼配置：行政區(qū)劃代碼、用能單位編碼、采集設備編碼。b)遠程配置并維護管理，包括：1)基本配置：網絡配置、應用配置、能源數據上傳周期；2)采集能源信息配置：能源采集點名稱、能源采集點編碼、能源分類編碼、數據類型、能源數據運算表達式、能源數據采集周期。c)支持對系統(tǒng)故障的定位和診斷，并支持向系統(tǒng)上報故障信息；d)具備自動恢復功能，在無人值守情況下可以從故障中恢復正常工作狀態(tài)；e)支持在線軟件更新、維護。89主要性能指標9.1傳輸可靠性a)一次傳輸成功率按照公式（1）計算系統(tǒng)的成功率：φ式中：φ1—一次傳輸成功的次數2—傳輸的總次數實際的工作條件下，系統(tǒng)的傳輸成功率應符合表2的要求。表2傳輸成功率b)傳輸總差錯率按照公式（2）計算系統(tǒng)的總差錯率：式中：φ—傳輸總差錯率，%x1—差錯數個數x2—傳輸數據的總個數在實際的工作條件下，系統(tǒng)的傳輸總差錯率應不大于0.5%。9.2能源數據采集設備性能a)可接入能源計量終端數≥32臺；b)消耗功率＜10W；c)平均無故障時間（MTBF）≥2×104h；d)數據采集周期9在定時采集的方式下，能源計量采集設備按設定的時間間隔對能源計量終端進行數據采集，時間間隔可以設置為1min、5min、10min、15min、30min、60min、24h，默認為5min。e)存儲容量按接入能源計量終端數量和存儲的能源數據項保存時間≥30d。9.3電磁兼容性能能源數據采集設備的電磁兼容性能應符合GB/T35031.301-2018中7.3條款的要求。9.4電氣安全性能9.4.1介電強度能源數據采集設備根據其工作電壓的等級，施加表3中的耐電壓值，試驗期間，絕緣不應擊穿。表3絕緣強度要求//9.4.2接觸電流交流供電的能源數據采集設備，按照GB4943-2011中5.1條款的方法測量，其接觸電流應符合表4的要求。表4接觸電流限值9.4.3接地和連接保護措施如果能源數據采集設備是Ⅰ類保護設備，應具備接地和連接保護措施，保護接地導體和保護連接導體應有足夠的承載電流的能力，保護連接導體的電阻應不超過0.1Ω。9.5外殼防護等級能源數據采集設備應符合GB/T4208中以下等級要求：a)室外安裝設備：IP54；b)室內安裝設備：IP51?；覊m和水的進入量以不影響被試設備的工作為度，且應通過9.4.1規(guī)定的介電強度試驗。10試驗方法10.1工作環(huán)境試驗10.1.1溫濕度試驗a)在室外安裝的能源數據采集設備、能源計量終端按照GB/T6587中III組的相關條款執(zhí)行；b)在室內安裝的能源數據采集設備、能源計量終端按照GB/T6587中II組的相關條款執(zhí)行。10.1.2供電根據設備的供電情況，使用4.2條款供電的正負偏差對設備進行供電，設備應能正常工作。10.2一般要求試驗查驗能源管理系統(tǒng)中的采集對象的單位、各類能源數據項、采集準確性、通信傳輸方式，應符合6的要求。10.3能源計量終端試驗對具備通信傳輸功能的能源計量終端儀表地址、協(xié)議類型、儀表采集端口屬性、采集周期等進行配置，驗證其通信傳輸功能，應符合7的要求。10.4能源數據采集設備試驗查驗能源計量數據采集設備的外觀及結構、數據采集功能、數據處理功能、數據存儲功能、通信傳輸功能、時鐘功能、配置和維護功能，應符合8的要求。10.5主要性能試驗10.5.1數據傳輸可靠性試驗10.5.1.1傳輸成功率在系統(tǒng)平臺上操作，查看最近100次的數據上傳過程是否有數據遺失，根據公式（1）計算傳輸成功率。10.5.1.2傳輸總差錯率在系統(tǒng)平臺上操作，查看1000次上傳的采集數據，同步查看能源計量終端的數據，核對是否有數據錯誤，根據公式（2）計算傳輸總差錯率。注：在用戶現(xiàn)場試驗數據傳輸可靠性時，可根據試驗的需要調整數據10.5.2能源數據采集設備性能a)查驗能源數據采集設備拓展口，可接入能源計量終端的數量應符合9.2a)條款要求；b)在額定供電電壓下，使用有功功率計測量能源數據采集設備的功耗，應符合9.3b)條款的要求；c)通過設置驗證其廣播校時功能，應符合8.5a)條款的要求；d)查驗能源數據采集設備平均無故障時間（MTBF）的報告，應符合9.2c)條款要求；e)設置能源數據采集設備的定時采集時間間隔，應符合9.2d)條款要求；f)查驗能源數據采集設備存儲容量，應符合9.2e)條款要求。10.5.3電磁兼容性能對照GB/T35031.301-2018中7.3條款的要求進行測試，應滿足以下要求：a)抗擾度應符合相關抗擾度試驗標準規(guī)定的A級要求；b)輻射騷擾應符合GB/T9254-2008中第6章B級ITE的規(guī)定。10.5.4電氣安全性能試驗10.5.4.1介電強度試驗在能源數據采集設備的電源回路對地、相互獨立的電氣回路之間施加表3中對應的試驗電壓，加在被試絕緣上的電壓應當從零逐漸升高到規(guī)定的電壓值，然后在該電壓上保持1min，試驗過程中不應出現(xiàn)擊穿。注：當由于加上試驗電壓而引起電流以失控方式迅速增大，即絕緣無法限制電10.5.4.2接觸電流試驗對能源數據采集設備的試驗按照GB4943-2011中5.1條款的方法進行接觸電流測量，所測得的接觸電流應不大于表4的要求。10.5.4.3接地保護導體試驗保護連接導體通以保護電流額定值的200％，施加時間2min，根據電壓降測量出的保護