QGDW 3783-2009《电力用户用电信息采集系统设计导则.pdf

ICS 29.020 国家电网公司企业标准 Q/GDW 378.32009 电力用户用电信息采集系统设计导则 第三部分：技术方案设计导则 power user electric energy data acquire system design guideline Part 3:technical scheme 2009-12-07 发布 2009-12-07 实施 国家电网公司 发 布 Q/GDW Q/GDW 378.3 2009 I 目 录 1 范围 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 系统总体方案 1 4.1 对象分类及采集要求 2 4.2 预付费实现方式 6 4.3 系统总体架构 7 4.4 主站设备配置 9 4.5 应用部署模式 9 4.6 系统技术指标要求 16 5 通信信道设计 17 5.1 通信信道应用范围 17 5.2 远程信道性能设计 19 5.3 本地信道性能设计 21 6 典型应用 22 6.1 技术方案选择原则 22 6.2 典型应用方案 23 编制说明 27 Q/GDW 378.3 2009 II 前 言 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、建设及运行管理等。在国家电网公司“电力用户用电信息采集系统建设研究”项目研究成果基础上，国家电网公司营销部组织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，制定了电力用户用电信息采集系统系列标准。本部分是电力用户用电信息采集系统系列标准之一，为公司系统建设用电信息采集系统提供指导性方案，在智能电网建设的总体框架内开展电信息采集系统的建设，规范公司系统内用电信息采集系统的建设，便于迅速开展试点建设工作。有关对本设计导则的建议或意见可向公司各级营销主管部门反映。本部分提出了采集对象分类、预付费实现方式、通信信道适用范围，提及到的系统建设典型方案在用电信息采集系统建设通用技术方案技术报告中有详细表述，可以在系统建设工程方案设计中参考。本部分提出的各部分设计方案的具体技术原理和详细的设计细节可以查阅电力用户用电信息采集系统建设通用技术方案研究技术报告。本部分由国家电网公司营销部提出并负责解释；本部分由国家电网公司科技部归口；本部分主要起草单位：江苏省电力公司、中国电力科学研究院、黑龙江省电力有限公司、上海市电力公司、重庆市电力公司、国网电力科学研究院、国网信息通信公司 本部分主要编写人：李新家、周宗发、熊政、刘宣、杜新纲、葛得辉、郑安刚、王涛、王晓峰、黄建军、杨晓源、陈四根、郭峰、李云峰、姜海、李捷 Q/GDW 378.3 2009 1 电力用户用电信息采集系统技设计导则 第三部分：技术方案设计导则 1 范围 本部分提出了系统、主站、信道、终端的设计方法、功能实现和性能指标等，为各网省公司设计电力用户用电信息采集系统提供设计指导和参考。本部分在用电信息采集系统的方案设计和系统建设中参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 19882 自动抄表系统 GB/T 19887 自动抄表系统底层通信协议 DL/T 614 多功能电能表 DL/T 645 多功能电能表通信规约 Q/GDW.22009 电力用户用电信息采集系统专变采集终端技术规范 Q/GDW.32009 电力用户用电信息采集系统集中抄表终端技术规范 Q/GDW.52009 电力用户用电信息采集系统专变采集终端型式规范 Q/GDW.62009 电力用户用电信息采集系统集中器型式规范 Q/GDW.72009 电力用户用电信息采集系统采集器型式规范 Q/GDW.102009 电力用户用电信息采集系统安全防护技术规范 国家电网公司“十一五”电力营销发展规划 电能信息采集与管理系统典型方案 “SG186”工程营销业务应用标准化设计 3 术语和定义 本电力用户用电信息采集系统的系列标准中的定义、术语以及下列术语适用于本规范。3.1 主站集中式部署 按照省、市公司大集中的模式进行设计，按“一个平台、两级应用”的原则在省（直辖市）公司建设全省（直辖市）统一的用电信息采集系统数据平台，各地市公司以工作站的方式接入系统。3.2 主站分布式部署 分布式部署按照分级管理的要求，从上而下分为一级主站和二级主站两个层次。一级主站建设整个系统的数据应用平台，侧重于整体汇总管理分析；二级主站建设各自区域内的电能信息采集平台，实现实际的数据采集和控制运行。4 系统总体方案 电力用户用电信息采集系统实现对所有用户用电信息的采集，用户面广量大，用电环境各异，能够到达的远程信道不同，现场安装的终端类型不同。虽然对象和信道各异，根据集约、统一、规范的原则以及营销业务功能实现的需求，应该建设统一的用电信息采集平台，在一个平台上实现电力用户的全面覆盖。Q/GDW 378.3 2009 2 4.1 对象分类及采集要求 电力用户用电信息采集系统的采集对象包括所有电力用户，包括专线用户、各类大中小型专变用户、各类 380/220V 供电的工商业户和居民用户、公用配变考核计量点，覆盖率 100%。根据各网省电能量采集系统建设的情况和营销业务的分类的调查，除电力用户外，还有许多电能计量点没有实现自动采集。电力客户信息采集系统的统一采集平台功能设计，能支持多种通信信道和终端类型，可用来采集其它的计量点，如小水电、小火电上网关口、直到统调关口、变电站的各类计量点。在前期的系统建设需求的研究中，将用户分为六大类：大型专变用户、中小型专变用户、三相一般工商业用户、单相一般工商业用户、居民用户、公用配变考核计量点，根据现场用电和计量的实际情况，进一步细分为下表：表 1 采集对象详细分类标准 采集对象 分 类 标 准 用户 标识 供电方式用 电 情 况 采集业务要求 大型专变用户（A 类）容 量 在 100kVA及以上的专变用户 A1 高压供电用户多路专线接入，有专用变电站 安装变电站电能量采集终端，直接采集或者通过主站接口从调度电能量采集系统获取转发数据。A2 专线供电，在变电站计量的高供高计用户 在变电站安装电能量采集终端，直接采集或者通过主站接口从调度电能量采集系统获取转发数据；在用户端安装专变采集终端进行用电负荷控制。A3 单回路或双回路高压供电的专变用户，高供高计或高供低计，通常有多个计量回路 在用户端安装专变采集终端实现抄表和用电负荷控制。中小型专变用户（B 类）容 量 在 100kVA以下的专变用户 B1 50kVA 以上高压供电的专变用户，用电计量分路较少 在用户端安装专变采集终端实现预付费控制和自动抄表。B2 50kVA 以下高压供电的专变用户，单回路计量，两路以下的用电分路 在用户端安装专变采集终端实现预付费控制和自动抄表；或者安装配备远程通讯模块的电表直接远程通信并输出跳闸信号，由配置跳闸装置来执行预购电控制 三相一般工商业用户（C 类）执行非居民电价的三相电力用户 C1 低压供电配置计量 CT 的用户，容量50kVA 安装专变采集终端实现抄表和用电负荷控制；或者安装配备远程通讯模块的电表直接远程通信并输出跳闸信号；或者低压集中抄表，独立表箱布置，电表输出跳闸信号，需要配置跳闸装置来执行预购电控制 C2 配置计量 CT 的用户，容量50kVA 低压集中抄表，独立表箱布置，电表输出跳闸信号，需要配置跳闸装置来执行预购电控制 C3 直接接入计量的三相非居民电力用户 低压集中抄表，配置跳闸继电器的电表执行预购电控制 单相一般工商业用户（D 类）执行非居民电价的单相电力用户 D1 单相非居民用户，直接接入方式计量 表 1（续）Q/GDW 378.3 2009 3 采集对象 分 类 标 准 用户 标识 供电方式用 电 情 况 采集业务要求 居民用户（E 类）执行居民电价的用户 E1 配置计量 CT 的三相居民用户，容量通常大于 25kVA 低压集中抄表，独立表箱布置，需要配置跳闸装置来执行预购电控制E2 三相居民用户，直接接入方式计量 低压集中抄表，配置带跳闸继电器的电表执行预购电控制，电表单独带有本地通讯信道。E3 城镇单相居民用户，独立表箱，直接接入方式计量 E4 农村单相居民用户，独立表箱，直接接入方式计量 E5 单相居民用户，集中表箱布置，直接接入方式计量 低压集中抄表，配置带跳闸功能的电表执行预购电控制，电表可经由采集器和集中器通讯。关口计量点（F 类）统调发电厂内的上网关口 F1 关口计量点在发电厂侧 在发电厂安装电能量采集终端，直接采集；或者通过主站接口从调度电能量采集系统获取转发数据。非统调发电厂内的上网关口 F2 关口计量点在发电厂侧 变电站内的发电上网或网间关口 F3 关口计量点在变电站 在变电站安装电能量采集终端，直接采集；或者通过主站接口从调度电能量采集系统获取转发数据。省对市、市对县下网关口，考核和管理计量点 F4 考核计量点在变电站 公配变考核关口 F5 配变关口配置计量 CT 的配变考核计量点 通过 RS485 接口直接接入到集中器实现自动抄表或直接在集中器集成交流采样功能实现计量和配变监测。根据上表对用电信息采集系统采集的六类对象分析，可以将采集要求分为两大类，第一类是高压供电的专变用户，包括 A1、A2、B1、B2 类，除了用电信息采集外还需要同时进行用电管理和负荷控制，利用负荷控制可以直接进行预购电管理，通过负荷管理终端（下称专变采集终端）实现用户用电信息采集和控制管理；第二类是低压供电的一般工商业户和居民用户，包括 C、D、E 类，此类用户通常会集中在公用（混合）配变下，用电情况简单，数量较大，用低压集中和功能抄表终端实现集中抄表，通过电表执行预付费管理。其中 E1 类用户用电容量较大，可以采用大用户的管理方式安装专变采集终端进行管理。A1 类用户数据应从变电站采集系统中交换，而不直接采集，可以不作为本系统的采集对象；F5 类作为低压关口表计，可以通过 RS485 接口直接接入低压集抄集中器完成抄表功能，采集数据类型较多，其它无特殊要求。各个网省的具体用电业务各有差异，为便于在系统建设时统计用户分析，根据电力客户实际用电业务的定义可以采用下表为用户分类做进一步描述，表中的用电业务情况各个网省自行填写。表 2 分类用户接线方式 采集对象 标识 接 线 方 式 用电业务情况 大型专变用户（A 类）A1 用户多路专线接入，有专用变电站 A2 专线供电，在变电站计量的高供高计用户 A3 单回路或双回路高压供电的专变用户，高供高计或高供低计，通常有多个计量回路 S315kVA 315kVAS100kVA 表 2（续）Q/GDW 378.3 2009 4 采集对象 标识 接 线 方 式 用电业务情况 中小型专变用户（B 类）B1 50kVA 以上高压供电的专变用户，用电计量分路较少动力 动力+照明 三相专变供电路灯 单相专变供电路灯 移动电话基站 B2 50kVA 以下高压供电的专变用户，单回路计量，两路以下的用电分路 三相一般工商业用户（C 类）C1 配置计量 CT 的用户，容量50kVA 动力部分 三相照明部分 路灯 移动电话基站 交通信号灯 多用户共享专变 C2 配置计量 CT 的用户，容量50kVA C3 直接接入计量的三相非居民电力用户 单相一般工商业用户（D 类）D1 单相非居民用户，直接接入方式计量 居民用户（E 类）E1 配置计量 CT 的三相居民用户，容量通常大于 25kVA三相照明 单相照明 电采暖 小区公用 E2 三相居民用户，直接接入方式计量 E3 城镇单相居民用户，独立表箱，直接接入方式计量 E4 农村单相居民用户，独立表箱，直接接入方式计量 E5 单相居民用户，集中表箱布置，直接接入方式计量 关口计量点（F 类）F1 统调发电厂内的上网关口关口计量点在发电厂侧 F2 非统调发电厂内的上网关口，计量点在发电厂侧 F3 变电站内的发电上网或网间关口，计量点在变电站 系统站跨国、网、省际关口 F4 省对市、市对县下网关口，考核和管理计量点，计量点在变电站 系统站内母线、联络、旁路主变、公配线路计量点 F5 公配变考核关口，考核计量点 手拉手线路、分歧、分段计量点 4.1.1 电能表配置要求 表 3 用户电能表配置要求 用户 标识 主 要 功 能 通讯方式 脉冲输出说 明 计量 预付费 复费率 冻结 最大 需量 本地信道远程信道RS485通信口(个)有功无功（组）A1 A2 F1 F2 F3 F4 2 RS485 通讯口调度采集系统、营销采集系统各一。2 组有无功脉冲输出计量检测和营销采集系统各一。变电站电能量采集终端采集 A3 B1 B2 1 2 RS485 通讯口营销采集，2 组有无功脉冲输出计量检测和营销采集系统各一。负荷管理终端采集 C1 1 2 B2 C1 1 1 配置带远程通信模块的预付费电表。表 3（续）Q/GDW 378.3 2009 5 用户 标识 主 要 功 能 通讯方式 脉冲输出说 明 计量 预付费 复费率 冻结 最大 需量 本地信道远程信道RS485通信口（个）有功无功（组）C1 C2 1 1 1 组有功脉冲输出计量检测专用，电表输出跳闸信号，内置本地信道接口实现集中采集。C3 D1 1 1 1 组有功脉冲输出计量检测专用，电表内部带跳闸继电器，内置本地信道接口实现集中采集。E1 1 1 1 组有功脉冲输出计量检测专用，电表输出跳闸信号，内置本地信道接口实现集中采集。E2 E3 E4 E5 1 1 1 组有功脉冲输出计量检测专用，电表内部带跳闸继电器，内置本地信道接口实现集中采集。E5 1 1 1 组有功脉冲输出计量检测专用，电表内部带跳闸继电器。利用 RS485 接口通过外接采集器从本地信道实现集中采集。F5 2 1 RS485 通讯口计量设置、营销采集系统各一。1组有无功脉冲输出计量检测专用。从 RS485 接口直接接入集中器采集。4.1.2 采集数据要求 根据前期系统的需求分析，六类采集对象的数据类别要求如下：表 4 采 集 数 据 项 要 求 采集对象 数 据 类 别 大型专变用户 电能数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等；交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息；电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据；事件记录：终端和电能表记录的事件记录数据。其它数据：预付费信息、负荷控制信息等。中小型专变用户 电能数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等；交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息；事件记录：终端和电能表记录的事件记录数据。其它数据：预付费信息等。三相一般工商业用户 电能数据：总电能示值、各费率电能示值、最大需量等；事件记录：电能表记录的事件记录数据。其它数据：预付费信息等。单相一般工商业用户 居民用户 电能数据：总电能示值、各费率电能示值、最大需量等；事件记录：电能表记录的事件记录数据。其它数据：预付费信息等。表 4（续）Q/GDW 378.3 2009 6 采集对象 数 据 类 别 公用配变考核计量点 电能数据：总电能示值、总电能量、最大需量等；交流电气量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；工况数据：开关状态、终端及计量设备工况信息；电能质量：电压、功率因数、谐波等越限统计数据；事件记录：电能表记录的事件记录数据。4.2 预付费实现方式 根据用电信息采集系统的建设要求，要全面实现预付费业务，采集系统中预付费控制管理的具体需要主站、终端、电表三个环节的有机配合才能完成：（1）主站 主站具备两种形式的预付费功能：第一种是主站实时采集用户当前用电量或每日采集用户日冻结电量，交给营销计费业务计算用户剩余电费，将当前剩余电费下发给用户（终端或者电表）做信息提示，在剩余电费不足时下发跳闸指令停止电力供应，在用户续交电费后恢复供电（网络发送）。该方式对通讯信道的可靠性和带宽要求较高，不太适合载波通讯、230MHz 等可靠性较低和带宽较窄的通讯方式下的预付费控制；第二种是将用户交费信息发送到现场（网络通讯到终端或电表，或者使用电卡到表），由现场设备直接执行预付费用电控制。（2）终端 专变采集终端具有预付费管理功能，相应也有两种形式：第一种是执行主站下发的指令，显示用户当前剩余电费信息、执行停电跳闸命令。该方式对通讯信道的可靠性要求较高但对带宽要求不高，不太适合载波通讯等可靠性较低通讯方式下的数据采集，比较适用于专变用户的预付费控制；第二种是接收主站下发的用户交费信息，连续采集用户用电信息，计算当前剩余电费，电费不足时跳闸停电，接到主站的续交电费信息后复电。（3）电表 集中抄表终端不具备预付费管理的功能，预付费功能由用户电表实现。该方式对通讯信道的可靠性和带宽要求都不高，比较适用于通讯信道不佳的非专变用户的预付费控制。低压用户的电表预付费功能有以下三种形式：（1）电表带读卡和储值功能：用户必须通过售电窗口购电，将磁卡信息读入电表，电表储值，连续用电计算并扣除，显示剩余电量/费，余额不足跳闸，续购电后复电。（2）电表通过网络获取储值：通过通信网络将用户交费信息下发到电表，电表储值，连续用电计算并扣除，显示剩余电量/费，余额不足跳闸，续购电后复电。免除用户到窗口购电，但存在电费下发不及时的隐患。（3）电表执行网络指令：电表显示主站连续计算的当前剩余电费信息下发到电表，执行主站的停电跳闸指令，用户交费后网络复电，存在电费下发不及时的隐患。表 5 预 付 费 形 式 分 类 名称 主 站 终 端 电 表 适用对象 远程 预付费 主站实时采集用户当前用电量或每日采集用户日冻结电量，交给营销计费业务计算用户剩余电费，将当前剩余电费下发给用户（终端或者电表）信息提示，在剩余电费不足时下发跳闸指令停止电力供应，在用户续交电费后恢复供电。带有控制功能的专变采集终端，执行主站下发的指令，显示用户当前剩余电量/费信息、执行停电跳闸命令或合闸许可命令。带有 RS485 通讯接口 A、B类专变用户 A、B 类专变用户集中抄表终端，无控制功能 远程费控智能电能表，连续显示主站计算的当前剩余电费/量信息，执行主站的停电跳闸指令，用户交费后复电。C、D、E 类一般工商业用户和居民用户 表 5（续）Q/GDW 378.3 2009 7 名称 主 站 终 端 电 表 适用对象 本地 预付费 主站将用户交费信息发送到现场（网络通讯到终端或电表），由现场设备直接执行预付费用电控制。预付费管理专变采集终端，接收主站下发的用户交费信息，连续采集用户用电信息，计算当前剩余电费/量，不足时跳闸停电，接到主站的续交电费信息后复电。带有 RS485 通讯接口 A、B 类专变用户集中抄表终端，无控制功能 本地费控智能电能表，通过通信网络接收主站的用户交费信息，电表储值，连续用电计算并扣除，显示剩余电费/量，余额不足跳闸，续购电后复电。C、D、E 类一般工商业用户和居民用户 电卡售电系统 预付费电卡表 4.3 系统总体架构 4.3.1 系统逻辑架构 系统逻辑架构主要从逻辑的角度对用电信息采集系统从主站、信道、终端、采集点等几个层面对系统进行逻辑分类，为下面各层次的设计提供理论基础。用电信息采集系统逻辑架构图如下：数据库营销采集业务应用前置采集平台采集请求、设置参数、控制指令终端数据、执行返回 等光纤专网GPRS/CDMA 无线公网230MHz无线专网其他通信信道计量设备专变终端计量设备专变终端远程多功能表载波表集中器采集器集中器载波表采集器.电能表电能表.电能表电能表.采集请求、设置参数、控制指令终端数据、执行返回 等 图 1 系统逻辑架构图 逻辑架构图说明：（1）用电信息采集系统在逻辑上分为主站层、通信信道层、采集设备层三个层次。由于用电信息采集系统集成在营销应用系统中，数据交互由营销系统统一与其它应用系统进行接口，在本方案中不涉及接口的设计内容。营销应用系统指“SG186”营销管理业务应用系统，除此之外的系统称之为其它应用系统。（2）主站层又分为营销采集业务应用、前置采集平台、数据库管理三大部分。业务应用实现系统的Q/GDW 378.3 2009 8 各种应用业务逻辑；数据采集负责采集终端的用电信息，并负责协议解析；控制执行是对带控制功能的终端执行有关的控制操作；前置通信调度是对各种与终端的远程通信方式进行通信的管理和调度等。主站的具体功能要求参见主站设计部分的功能设计章节。（3）通信信道层是主站和采集设备的纽带，提供了各种可用的有线和无线的通信信道，为主站和终端的信息交互提供链路基础。主要采用的通信信道有：光纤专网、GPRS/CDMA 无线公网、230MHz 无线专网。详细描述参见后面的通信信道部分。（4）采集设备层是用电信息采集系统的信息底层，负责收集和提供整个系统的原始用电信息，该层可分为终端子层和计量设备子层，对于低压集抄部分，可能有多种形式，包括集中器+电能表和集中器+采集器+电能表等。终端子层收集用户计量设备的信息，处理和冻结有关数据，并实现与上层主站的交互；计量设备层实现电能计量和数据输出等功能，详细描述参见后面的终端设备部分。4.3.2 系统物理架构 系统物理架构是指用电信息采集系统实际的网络拓扑构成，从物理设备的部署层次和部署位置上给出形象直观的体现。用电信息采集系统物理架构图如下：GPRS/CDMA?230MHz?RS-485?RS-485?RS-485RS-485?图 2 系统物理架构图 Q/GDW 378.3 2009 9 物理架构图说明：（1）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，其中系统主站部分建议单独组网，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。有关系统安全的要求参见第阶一段第 6 课题研究报告安全防护技术。（2）主站网络的物理结构主要由营销系统服务器（包括数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器）、前置采集服务器（包括前置服务器、工作站、GPS 时钟、防火墙设备）以及相关的网络设备组成。（3）通信信道是指系统主站与终端之间的远程通信信道，主要包括光纤信道、GPRS/CDMA 无线公网信道、230MHz 无线电力专用信道等。有关信道的组网情况和信道特点等参照后面的通信信道部分。（4）采集设备是指安装在现场的终端及计量设备，主要包括专变终端、可远传的多功能电表、集中器、采集器以及电能表计等。有关设备的结构设计、功能、性能等描述参见后面的终端设备部分。4.4 主站设备配置 典型配置方案是根据系统主站的不同规模来确定其硬件和软件的典型配置。本部分首先提出了主站规模的评价标准，然后根据主站规模，把系统分为小型、中小型、中型、大中型、大型、超大型六个档次，并设计了各档次的典型配置方案。各单位可参照系统规模典型配置，根据自身条件进行适当的增加和剪裁。主站规模的评价标准从两方面进行评估：数据影响量和工作站并发数。在进行规模评估时，也要适当考虑到系统的扩展性、用户数增加频度、系统资源消耗等。4.4.1 数据影响量评估 接入主站系统的终端数量及其数据量是影响主站设计规模的一个重要因素，合理地对数据影响量进行评估，会直接指导系统的建设。用电信息采集系统的终端类型有多种，各种类型终端对应采集不同的电力用户，所采集的数据项、频度不一致，导致综合数据量不同，对主站的数据处理性能要求也不同，特别是集抄终端，涉及的用户数很大，结构更为复杂。为了能够比较客观、合理地评估数据影响量，本典型方案假定以一个低压居民用户作为数据影响量评估的基准，用户数据采集的标准为采集实时数据、日数据、月数据和曲线数据。每个低压台区集中器的采集数据量以一个低压台变带 200 个居民用户为准。4.4.2 主站规模的选择 根据数据影响量和工作站并发数对系统规模进行评估，将系统的规模划分为六大类，典型配置方案下面的章节将按照不同类型分别设计主站硬件配置、系统软件配置、应用软件配置。系统主站规模分类如下：表 6 主 站 规 模 分 类 表 序号 系 统 类 别 低压居民用户数（万户）工作站并发数（个）1 小型系统 20 20 以下 2 中小型系统 2040 50 以下 3 中型系统 40100 100 以下 4 大中型系统 100200 200 以下 5 大型系统 200500 400 以下 6 超大型系统 5001000 700 以下 主站硬件设备的典型配置清单参考电能信息采集系统典型方案设计的配置要求以及课题研究报告提高系统数据处理能力技术研究的内容。4.5 应用部署模式 采集系统的应用部署和各个网省公司的管理模式密切相关，要求能够适合各网省公司以及直辖市的采集系统应用部署模式有集中和分布两种形式。4.5.1 部署模式 集中式部署是全省（直辖市）仅部署一套主站系统，一个统一的通信接入平台，直接采集全省范围Q/GDW 378.3 2009 10 内的所有现场终端和表计，集中处理信息采集、数据存储和业务应用。下属的各地市公司不设立单独的主站，用户统一登录到省公司主站，根据各自权限访问数据和执行本地区范围内的运行管理职能。集中部署主要适用于用户数量相对较少，地域面积不特别大，企业内部信息网络非常坚强的各个网省公司以及直辖市公司。简称为集中采集，分布应用。分布式部署是在全省各地市公司分别部署一套主站系统，独立采集本地区范围内的现场终端和表计，实现本地区信息采集、数据存储和业务应用。省公司从各地市抽取相关的数据，完成省公司的汇总统计和全省应用。分布部署主要适用于用户数量特别大，地域面积广阔，企业内部信息网络比较薄弱的网省公司。简称为分布采集，汇总应用。集中式部署和分布式部署的区别主要在于 IT 架构的不同，导致两个方案存在如下的差异。分布式减少了对企业内部信息网的可靠性要求以及网络资源负担。集中式部署时的故障影响范围涉及面较广。集中式部署相对经济投资成本较低，运行维护统一。应用部署模式选择的主要依据是遵循营销业务应用系统的部署模式，用电信息采集本就是营销业务应用系统的组成部分，将用电信息采集系统的主站部署和营销业务应用一致起来，采集数据传输和运行维护均非常有利。当营销系统分布式部署时，作为营销系统组成部分的用电信息采集系统也应分布式部署。当营销系统集中式部署时，可根据系统规模考虑用电信息采集系统的部署模式，通常低于 500 万用户的宜采用全省集中主站部署，高于 500 万以上用户的网省公司考虑到主站规模不至过于庞大，或者地域面积过大的网省公司可以采用省市两级部署的应用模式。全省集中主站部署的主站接入的采集点数量不宜超过 1000万的居民用户数量（10 万个终端）。4.5.2 网省集中式部署方案 本方案按照省、市公司大集中的模式进行设计，按“一个平台、两级应用”的原则在省（直辖市）公司建设全省（直辖市）统一的用电信息采集系统数据平台，各地市公司以工作站的方式接入系统。由于和营销业务应用系统的一体化应用，这种方式下营销系统网省集中，采集前置系统也全省集中部署。逻辑结构 集中式用电信息采集系统逻辑结构见下图：图 3 集中式系统逻辑结构 Q/GDW 378.3 2009 11 逻辑结构说明：1）集中式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。其中主站层又分为前置采集、集中式用电信息采集系统数据平台、省（直辖市）系统应用以及地市（供电局）系统应用几大部分。在全省（直辖市）范围内建设一套系统主站，同时为省（直辖市）和地区供电局两级提供系统应用服务，并统一与外部系统进行接口。2）集中式用电信息采集系统统一实现购电侧、供电侧、售电侧三个环节电能信息数据的采集与处理，构建完善的电能数据采集与管理数据平台。3）集中式用电信息采集系统统一接入系统主站与现场终端的所有通信信道（对于 230MHz 等专网信道还需进行组网设计和建设），并集中管理系统所有终端。集中式用电信息采集系统物理结构见下图：图 4 集中式系统物理结构图 物理结构说明：（1）用电信息采集系统物理结构由采集对象、通信信道、系统主站等三部分组成，其中系统主站部分建议单独组网，与营销外部系统以及公网信道采用防火墙进行安全隔离。（2）集中式用电信息采集系统在省（直辖市）公司侧建设一套主站，各地市公司（供电局）不单独建设主站，各地市公司（供电局）工作站通过电力公司内部专用的远程通信网络接入省（直辖市）公司主站。主站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、WEB 服务器、备份服务器、磁带库、省（直辖市）公司和地市公司（供电局）工作站以及相关的网络设备组成。4.5.3 省市两级分布式部署方案 分布式设计方案按照分级管理的要求，从上而下分为一级主站和二级主站两个层次。一级主站建设整个系统的数据应用平台，侧重于整体汇总管理分析；二级主站建设各自区域内的电能信息采集平台，实现实际的数据采集和控制运行。Q/GDW 378.3 2009 12 分布式的用电信息采集系统对应于管理上的分层管理模式，例如各网省公司的省市两级管理模式，在省公司部署一级主站，地(市)公司部署二级主站，构成“以省公司为核心，以地市为实体”的全省用电信息采集系统。在实际应用中分层管理的直辖市(市、区两级)也可采用本设计方案。由于和营销业务应用系统的一体化应用，这种部署方式下有两种形式 1.营销系统地市分布式部署，采集前置和营销系统一一对应部署。2.营销系统网省集中，采集前置系统在各地市分布式部署 4.5.3.1 地市分布式部署 逻辑架构 图 5 分布式系统逻辑架构图 逻辑架构说明：（1）一级主站（a）一级主站分为用电信息采集系统数据平台、省（直辖市）级系统应用两大部分，为省（直辖市）电力公司提供系统应用服务。（b）一级主站利用公司内部信息网络，从二级主站汇集平台数据抽取所需要的电能信息数据或统计分析结果，构建完整的省（直辖市）级电能数据采集与管理数据平台。（2）二级主站（a）二级主站直接承担电能信息的采集任务,二级主站在逻辑方面分为采集层、通信层以及主站层三个层次，其中主站层又分为前置采集、用电信息采集系统数据平台、地市（直辖市的区县）系统应用三大部分，为本供电公司提供系统应用服务。（b）二级主站实现购电侧、供电侧、售电侧三个环节电能信息数据的采集与处理，构建完整的地市（直辖市的区县）级电能数据采集与管理数据平台。（c）二级主站集中管理管辖范围内的终端，信道资源可以省（直辖市）为单位统一接入，也可以以各个地市或直辖市的区县为单位分布接入。Q/GDW 378.3 2009 13（d）如果一级主站需要直接采集终端现场电能信息，可以通过调度二级主站的采集功能实现。物理架构 用电信息采集系统实行两级分布，由上而下分为一级系统和二级系统两个层面。一级系统部署在省或直辖市，建设全省（直辖市）的数据中心与集中应用，利用公司内部信息网络，汇集 N 个二级的采集数据，统计分析全省（直辖市）购、供、售全过程的电能信息数据，形成“N+1”模式的省(直辖市)级用电信息采集系统。二级系统部署在地市或直辖市的区县,建设可独立运行的用电信息采集系统，完成地市（直辖市的区县）公司的电能信息采集与业务应用。主站系统主要由数据库服务器、应用服务器、WEB 服务器以及相关的网络设备等部分组成，汇集各个二级系统的采集数据，统计分析全省购、供、售全过程的电能信息数据，提供省（直辖市）公司营销业务需要的各项应用功能。一级系统利用公司内部信息网络，从二级系统电能信息采集平台数据抽取所需要的电能信息数据或统计分析结果，监测二级系统电能信息采集平台数据的采集情况和主站运行情况，统计分析全省（直辖市）购、供、售全过程的电能信息数据，或根据需要制定信息采集任务。二级系统物理架构 图 6 分布式系统二级系统物理架构图 物理结构说明：采集对象：采集对象指安装在现场的终端及计量设备，主要包括厂站采集终端、负荷管理终端、专变采集终端、公变采集终端、低压集抄终端以及电能表计。通信信道：通信信道是指主站与现场终端的通信链路，主要包括 GPRS、CDMA1X、230MHz 专用无线、PSTN、ADSL 以及电力公司自建专用网络等。Q/GDW 378.3 2009 14 主站系统：主站系统网络物理结构主要由数据服务器、应用服务器、WEB 服务器、前置服务器、工作站以及相关的网络设备组成。通过各类通信信道，实现电能信息的自动采集、存储、处理，同时提供各类电能信息与管理的各项应用功能。与一级系统数据应用平台连接说明：二级系统利用公司内部信息网络，向一级系统发送所需要的电能信息数据或统计分析结果，发送二级系统电能信息采集平台数据的采集情况和主站运行情况，或接收一级系统制定信息采集任务。4.5.3.2 营销系统网省集中部署 当营销系统网省集中式部署时，如果采集规模过大或地域面积过大时，用电信息采集系统可考虑采用此采集前置平台地市分布式的部署的模式。逻辑架构 图 7 采集前置地市分布式（营销系统网省集中）部署架构图 逻辑架构说明：（1）一级主站（a）一级主站分为用电信息采集系统数据平台、省（直辖市）级系统应用、地市级系统应用三大部分，为省（直辖市）电力公司和地市电力公司提供系统应用服务。（b）一级主站利用公司内部信息网络，从二级主站汇集平台数据抽取所需要的电能信息数据采集结果，构建完整的省（直辖市）级电能数据采集与管理数据平台，提供省和地市两级采集业务应用。（2）二级主站（a）二级主站只承担电能信息的采集任务,二级主站在逻辑方面分为采集层、通信层以及主站Q/GDW 378.3 2009 15 层三个层次，其中主站层又分为前置采集、用电信息采集系统数据平台两大部分，不提供采集业务应用服务，地市级采集业务应用服务有一级主站提供。（b）二级主站实现购电侧、供电侧、售电侧三个环节电能信息数据的采集，构建地市（直辖市的区县）级电能数据采集数据平台，此二级主站不能独立运行，需与一级主站协同运行。（c）二级主站集中管理管辖范围内的终端，信道资源可以省（直辖市）为单位统一接入，也可以以各个地市或直辖市的区县为单位分布接入。（d）如果一级主站需要直接采集终端现场电能信息，可以通过调度二级主站的采集功能实现。物理架构 用电信息采集系统实行两级分布，由上而下分为一级系统和二级系统两个层面。一级系统部署在省或直辖市，建设全省（直辖市）的数据中心与集中应用，利用公司内部信息网络，汇集 N 个二级的采集数据，统计分析全省（直辖市）购、供、售全过程的电能信息数据，形成“N+1”模式的省(直辖市)级和地市级两个层面的用电信息采集业务应用。二级系统部署在地市或直辖市的区县,建设地市级的用电信息采集系统（前置采集平台），完成地市（直辖市的区县）公司的电能信息采集。主站系统主要由数据库服务器、应用服务器、WEB 服务器以及相关的网络设备等部分组成，汇集各个二级系统的采集数据，统计分析全省购、供、售全过程的电能信息数据，提供省（直辖市）级和地市级两个层面的采集业务应用功能。二级系统物理架构 GPRS、CDMA1X等无线公网信道.230M专网无线信道多串口设备 图 8 二级系统物理架构图 物理结构说明：采集对象：采集对象指安装在现场的终端及计量设备，主要包括厂站采集终端、负荷管理终端、专变采集终端、Q/GDW 378.3 2009 16 公变采集终端、低压集抄终端以及电能表计。通信信道：通信信道是指主站与现场终端的通信链路，主要包括 GPRS、CDMA1X、230MHz 专用无线、PSTN、ADSL 以及电力公司自建专用网络等。主站系统：主站系统网络物理结构主要由数据服务器、前置服务器、工作站以及相关的网络设备组成。通过各类通信信道，实现电能信息的自动采集、存储