1　概况

2　系统的设计原则

3　系统功能及技术要求

3.1　总功能
　　能够按要求稳定、可靠、完整、唯一地通过厂站端电能量数据采集装置完成省内西北总调所辖的各直调电厂(包括地方电厂和大型自备电厂)和与各地区网的所有关口电能量数据的采集、存储、预处理和传输，由主站端利用原有EMS系统和新建的拨号方式的电能量数据采集工作站、电量结算工作站等，对各厂站端提供的电能量数据进行分时统计、计量和长期存储，并按管理方式的要求建立不同计费模型和费率，实现自动考核和结算，实现电能量数据日、旬、月、年等报表存储及打印，并与EMS及MIS系统进行数据通信，实现数据共享。

3.2　主站端
　　(1)应具有采集厂站端电量数据、数据合理性检查、数据编辑和数据分析等功能。
　　(2)主站除通过调度自动化系统及远动装置采集厂站关口智能电能表信息之外，为保证在通道中断其间的数据仍能采集上来，主站还应配置拨号方式的数据采集工作站。
　　(3)当主站与厂站端通信中断恢复后，主站应能自动采集通信中断期间厂站端的全部电能量数据，保证数据库内部的连续性与完整性。
　　(4)主站应能读取其他与电量相关的重要信息，如：相电压、掉电次数、表计状态数据及有关报警信息。
　　(5)主站数据采集工作站应能以定时和随机方式完成对厂站关口电能表信息的扫描采集，并应具有不少于4个通信口。
　　(6)鉴于陕西电网当前现场实际，主站数据采集工作站应配备标准通信规约，与现场智能电能表数据集中采集器进行通信。
　　(7)主站系统应具有在线诊断和监视功能，监视设备和通道的运行工况，发现故障及时报警并记录。
　　(8)主站应配有全图形用户工作站。
　　(9)主站软件应能保证数据的可靠性、完整性、保密性，并应保证原始电量数据的不可修改性。
　　(10)主站应具有外部时钟接口，能自动向厂站端发布对时命令。
　　(11)虽分时计量已在厂站的智能电能表中完成，但主站系统仍具有完整的分时计量软件包。
　　(12)主站软件应支持任何数据或任何组合通道的电能表数据总加。所有报表、图形输出等应用软件可实用总加数据文件。
　　(13)主站软件应具有功能强大的数据编辑软件包。
　　(14)主站软件应支持旁路线上电能表或备用电能表的数据代替功能。
　　(15)主站软件应具有充分的数据合理性自动校验措施。
　　(16)主站数据库至少应支持以下功能：
　　^.时间间隔从1min到60min可调。
　　^.不限制数据类型和数据通道数量。
　　^.无限制的时段数据量(仅取决于硬盘容量)。
　　^.可在任何时间改变计量电能表参数和倍率。
　　^.原始的表计读数及相应时段的工程单位(kW^.h)数据。
　　^.可以在线将数据库存档。
　　^.主机与备用机能自动进行数据备份。
　　^.提供标准SQL接口和多用户数据库共享能力。
　　^.系统应配备一个可读写光盘驱动器来存储长期数据，并可在线分析。
　　^.对历史数据可方便地进行查询和打印。
　　(17)具有可扩展性，能满足设计年限内系统发展需要。
　　(18)具有良好的开放性，能支持不同类型电能表和电能表采集装置的接入，并具备与MIS系统、直调电厂和地区电能量自动计量系统的数据通信能力，能够适合多种不同的通道条件进行数据传送，电能量数据传输方式应是实时的或准实时的批量数据传送。

3.3　厂站端
3.3.1　电能表功能要求
　　(1)应采用新型固态测量回路、智能化、多功能电能表。
　　(2)各项技术指标应通过IEC-687测试。
　　(3)应能直接测量双向有功和无功电量。
　　(4)除可以输出电量脉冲，还可以通过本身的数据口传送数据。
　　(5)除可以输出电量数据外，还可以传送其他相关信息和数据。
　　(6)应具有自检功能，可向主站和当地进行告警。
　　(7)具有可编程能力，实现多种运行参数设置和分时计费功能，可实现多表连接、信息汇总。
　　(8)盘面带窗口显示，可编程滚动显示。
　　(9)应具有内部时钟，并可接收主站时钟同步信号。
　　(10)电能表需配有标准光通信口，可由手持抄表器或微机读取电能表数据。
　　(11)应配有后备电池，对一些重要的保存在RAM中的数据和实时时间进行保护，电池采用可充电电池，延时时间不少于30d。
　　(12)应具有配备可选附加RS-232和RS-485通信口的能力。
　　(13)应具有抗电磁干扰的能力，并符合国家有关标准。
3.3.2　厂站电能表数据集中采集器功能要求
　　鉴于目前陕西电网已装的智能电能表不具备远方拨号功能，也不能存储带时标的历史数据，因此，有必要在厂站配置电能表数据集中采集器，它至少应具有以下功能：
　　(1)能通过串行口直接采集智能电能表的各种电量数据(包括正向、反向有功总电量读数，分时电量读数，无功总电量读数)，并带上相应时标存储在EPROM或NVROM中。
　　(2)能接收GPS标准时钟信息，保持与GPS时钟的同步。
　　(3)能以标准规约与主站系统通信，将当前和历史的带时标电量数据传送到主站。
　　(4)能以标准规约与厂站RTU通信，将实时的电量数据传送到RTU中。
　　(5)可通过终端或PC机查阅数据或参数，也可设置参数。
　　(6)至少具有5个以上RS-232/RS-485通信口。

4　陕西电网内部关口电能量数据采集与处理系统方案

　　陕西电网内部关口电能量数据采集与处理系统方案如图1所示。该系统由网调端主站系统、供电局端主站系统与厂站系统3大部分组成(供电局端主站系统不包括在本设计内)。

图1　陕西电网内部关口电能量数据采集与处理系统

4.1　主站端
　　主站端系统部分由西北(含陕西)的EMS系统、新建的陕西电网内部关口电能量数据采集与处理系统的数据采集工作站、电能量结算工作站、打印输出设备等构成，并配有和EMS系统接口的Web服务器。
4.1.1　网调主站端系统配置原则
　　(1)应在现有已运行的EMS系统基础上，增加拨号方式主站与电量结算工作站。
　　(2)采用开放的分布式网络体系结构，并应遵循有关国际标准和工业标准。
　　(3)拨号主站与电量结算工作站均应采用双机互为备用方式。
　　(4)系统软硬件应具备良好的扩充能力，支持系统结构和功能的进一步扩充。
　　(5)系统硬件应选用符合工业标准的通用、系列化产品，并具有良好的维修服务支持。
　　(6)系统应采用国际上通用的商用大型数据库，应用软件的开发应基于数据库系统，软件设计应模块化。
　　(7)应配备先进、成熟的系统软件、支持软件和应用软件。
4.1.2　主站系统配置方案
　　主站系统由2台数据采集工作站、2台电量结算工作站、1台Web服务器、1台路由器、1套网络设备及网络电缆、1台激光印字机、1台彩色喷墨打印机、1套测试维护用仪表等组成。同时配置相应的系统软件、支持软件、应用软件等。
　　(1)2台电量结算工作站也作为主服务器，它一边与现有调度自动化EMS系统通过网络相连，一边与电量采集(拨号方式)工作站连接在以太网上。其主要功能：完成所采集全部电量数据及EMS系统考核数据的存储、统计、计算和处理，制成电量结算表单。
　　(2)2台数据采集工作站可采用工业控制微机，连接在以太网上。主要完成拨号方式的电能量数据采集和预处理功能，能采用标准通信规约与厂站端数据采集集中器进行通信。该数据采集工作站应具有16个智能串行通信口，并可便于今后扩充。
　　(3)Web服务器作为电能量采集与处理与EMS系统的隔离，又为MIS系统上各有关用户提供能量数据、报表等，可选用微机系列。
　　(4)终端服务器1台，用于连接网络打印机等外部设备。
　　(5)路由器1台，2个局域网端口，2个广域网端口。
　　(6)网络设备及网络电缆。
　　(7)GPS时钟，原则上为EMS系统标准时间，与网调EMS系统共用1套。
　　(8)测试仪表1套。主要有：表计维护编辑软件及手提机；处理器编程软件及手提机；测试用有关测试仪：0.2和0.5级标准电能表、电压表、电流表等。
4.1.3　主站端软件
　　a.　系统软件
　　(a)操作系统应支持实时、多任务操作环境，可选用UNIX或Windows NT操作系统。
　　(b)高级语言应提供系统开发所用最新版本的高级语言，如C＋＋、SQL或其它等。
　　b.　支持软件
　　(a)数据库及其管理系统软件：
　　^.具有较快的访问速度
　　^.可按用户要求不同时段、不同数据类型建立数据库，各库之间相互协调，并具有安全的保护功能，防止对数据库的误操作。
　　^.除具有数据查询、索引、计算及报表生成功能外，还应提供友好的接口界面，支持最新标准的SQL语言，并能够访问现有EMS系统的历史数据库，用户能使用数据来定义数据库结构、在线生成、扩充和修改记录。
　　^.应具有完备的安全保护措施，对数据的任何修改，均需有相关的特权，并应有完整的记录。
　　(b)网络通信软件：
　　符合国际标准和工业标准。如TCP/IP、X.25等。
　　(c)窗口管理软件：
　　支持OSF/Motif、X-Windows等标准。
　　(d)用于系统开发和维护的专用工具等。
　　(e)图形及报表生成软件。
　　(f)图形及报表显示打印均应是汉化的。
　　(g)数据采集、处理及控制软件。
　　(h)参数设置及修改软件，并应具有友好的人机界面。
　　(i)远方数据查询和诊断软件。
　　(j)系统监视告警软件等。
　　c.　应用软件
　　(a)Web软件及数据通信软件，Web与EMS系统的通信软件。
　　(b)将采集来的电量数据分类并按不同的时段分别进行统计、总加等计算，并作实际电能量数据存储。
　　(c)网损计算软件：在上述功能基础上，计算出每一小时、每一天、每月或某时间段的网损。
　　(d)按有关的电价模型计算违约电量及补偿电量。主要有：计划内/外上网及网供电价；超/欠发电奖惩电价；超/欠用电奖惩电价；系统频率异常时的高/低频率责任电价；调频、调峰补偿电价；协议电价，包括：电厂上网电价，系统事故时紧急支援电价，违约电价等。
　　

4.2　厂站端设备配置原则及方案
　　(1)根据陕西电网厂站端目前实际已安装的智能电能表情况，所有厂站配置数据采集集中器，其功能为：①将采到的实际电能表数据传送给RTU。②作为历史数据存储，供拨号主站定时或随机采集。
　　(2)网调直调的电厂表计均应更换为能通过数据采集集中器接收智能电能表信息的RTU。目前大部分电厂均已更换，并具备此功能，尚有部分电厂需更换。电厂的电能量数据采集可在RTU基础上增加当地功能，不必另外再搞电能量当地计量系统。这样做也可使网调对电厂的考核与SCADA系统统一要求，便于电厂监视其生产情况。
　　(3)对与个别表的关口计量点有关的供电局可将关口表所在变电站RTU更换，如汉中局所辖的洋县变电站、留坝变电站。
　　(4)为保证电量数据采集集中器采集电量的一致性，拨号主站应定时与其进行时间同步，个别通道情况不大好的，可配备国产的GPS时钟。

5　系统建设意见