一种电能量计量系统子站技术方案

本发明专利技术公开了一种新型电能量计量系统子站，所述的系统包括：计量装置，变电站监控主备服务器（变电站监控系统后台），正向隔离装置，电能计量转发工作站；所述的正向隔离装置把系统电能量计量系统子站分成安全级别不同的两个区域：安全Ｉ区（实时控制区）和安全ＩＩ区（非控制生产区）；所述的变电站监控主备服务器属于系统安全Ｉ区，用于原始电能计量数据的直接采集和处理，该单元通过光纤接入智能电能表，并透过正向隔离装置向电能转发工作站同步电能计量数据；所述的电能转发工作站位于隔离装置外网，属于安全ＩＩ区，该单元完成电能计量数据的存储和转发，把从监控后台获得的电能计量数据，通过ＩＥＣ８７０－５－１０２规约向计量主站传送。本发明专利技术作为一种新型的电能量计量系统子站，实现了变电站监控和电能计量一体化设计，简化了冗余配置，明晰了数据安全等级，符合电力系统安全规范，符合数字化变电站的发展趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统自动化领域，更具体地涉及电力系统中电能量计量系统，特别是涉及数字化变电站的电能量计量子站。
技术介绍
电能量计量系统子站的前身称为电能量数据集中采集器，是一种位于于计量主站 与计量装置(电度表)之间的中间设备，是一台独立装置，主要完成电能量数据采集、处理、 存储及转发等功能。传统的电能量数据集中采集器与智能电表之间一般采用RS-485的串 口通讯方式。 目前变电站的建设正在向数字化智能化发展，数字化智能化变电站的设计思想之 一就是二次设备网络化。二次设备包括继电保护装置、测控装置、故障录波装置、计量装置 及其他自动装置等是基于全数字或光纤信号的新型微机装置，采用光纤以太网传输，因此 这种传统的依赖于串口的电能数据集中采集方式明显不适合数字化变电站的设计思路。并 且数字化变电站还应具备资源高度共享，功能高度集成的特点。 因此本专利技术提供了另外一种模式的电能量数据采集终端，称为电能量计量系统子 站。电能量计量系统子站与电能量计量系统主站相对应，主要完成电能量数据采集、处理、 存储及转发等功能，以上功能由不同的机器完成，其中变电站监控系统承担了电能量数据 采集和处理的工作，接入支持光纤的智能电度表。电能量的存储和转发由电能转发工作站 完成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于完成传输通道的数字化改造，充分利用已有的变电站监控系统 资源，做到变电站监控和电能计量一体化设计，明晰数据安全等级，确保不同类型电力数据 的安全传输。 为实现以上目的，所述的电能量计量系统子站是通过如下的技术方案实现的，所 述的电能量计量系统子站包括 —种电能量计量系统子站，其特征在于，所述的系统子站包括 变电站监控主服务器，所述主服务器通过网络与各计量装置连接，通过所述计量 装置获取原始电能数据，所述主服务器还与正向隔离装置连接，把经过处理后的电能数据 通过正向隔离装置单向上传给所述电能计量转发工作站； 正向隔离装置，该正向隔离装置连接在所述变电站监控主服务器和电能计量转发 工作站之间，把所述电能量计量系统子站分成安全级别不同的两个区域、即安全I区和安 全II区，所述变电站监控主服务器位于安全I区，所述电能计量转发工作站位于安全II 区，二者不能直接建立Tcp连接，实现了物理隔离，能够确保安全I区数据的安全，避免安全 I区数据安全受到来自安全II区的威胁； 电能计量转发工作站，该所述电能计量转发工作站通过所述正向隔离装置所述电能数据，并进一步将电能计量数据上传至电能计量主站，承担电能计量数据的存储浏 览和转发功能。所述主服务器优选通过光纤与各计量装置连接，并进一步优选使用DL/ T645-1997规约与所述计量装置通信；所述电能转发工作站优选使用IEC870-5-102规约与 所述电能计量主站通讯，向电能计量主站上传电能计量数据。 所述系统子站还进一步包括变电站监控备用服务器，主服务器和备用服务器采取 竞争方式，能自动切换，当主服务器死掉以后，备服务器变为主服务器，原主服务器重新启 动后，原主服务器切换成备服务器；主备服务器机制为电能数据的采集提供了更高的可靠 性。 本专利技术的电能量计量系统子站和变电站监控系统采用一体化设计，实现了资源的 高度共享；使用光纤数字接口接入智能电表，在数据传送过程中使用隔离装置保证站内数 据安全，并为数据的安全传输提供保障，系统的每一处设计都为数字化智能变电站的实现 打下坚实基础。附图说明 图1是本专利技术的电能量计量系统子站结构示意图； 图2是本专利技术的电能量计量系统子站实现图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进一步地描述，能够更好地理解本专利技术的实质 和优点。 图1是本专利技术的电能量计量系统子站结构示意图。如图1所示，所述的系统子站 包括变电站监控主备服务器，该模块下与智能电度表光纤连接，使用DL/T645-1997规约 从智能电度表获取原始电能数据，上与正向隔离装置连接，把经过处理后的电能数据透过 正向隔离装置向电能计量转发工作站发送。 正向隔离装置，该模块连接变电站监控主备服务器和电能计量转发工作站，把电 能量计量系统子站分成安全级别不同的两个区域安全I区(实时控制区)和安全II区 (非控制生产区)，变电站监控主备服务器位于安全I区，电能计量转发工作站位于安全II 区，二者不能直接建立Tcp连接，实现了物理隔离，可以确保安全I区数据的安全，避免安全 I区数据安全受到来自安全II区的威胁。 电能计量转发工作站；该模块连接正向隔离装置，对上连接电能计量主站，承担电 能计量数据的存储浏览和转发功能，使用IEC870-5-102规约与主站通讯，向电能计量主站 上传电能计量数据。 本专利技术使用光纤网络，计量装置提供光纤输入输出，对下采用光纤接口与交换机 连接取得采样值数据，对上采用光纤接口接入站控层网络传送电量信息，实现了电能计量 数据采集的全数字化设计。 图2是本专利技术的系统实现图。如图2所示，变电站监控主备服务器提供计量装置 接入模块，采用DL/T645-1997规约从接入光纤网络的计量装置读入原始电能数据，进行电 能数据的采集和分析；变电站主备服务器保持数据实时同步。 监控主备服务器和电能转发工作站之间的同步，采用ClientServer同步模式，由于正向隔离装置仅允许从内网至外网建立连接，因此，同步模块Client运行在监控主服务器，同步模块Server运行在电能转发工作站，Tcp连接建立后，采取实时变化同步和定时全数据同步并存的方式把站内电能计量数据传至电能转发工作站。 主备服务器均可运行计量装置接入模块和同步模块Client，仅运行在主服务器上的模块工作，由于主备服务器角色可以根据情况自动切换，因此，当主服务器死掉后，备服务器上的进程自动切换为主，同步模块Client自动运行，重新与电能转发工作站的同步模块Server建立Tcp连接，保持数据同步通畅；当原主服务器恢复运行，启动后该机器上所有进程自动切换为备用状态。 电能转发工作站在获得电能计量数据后，把电能计量数据写入实时库，可利用实时库浏览工具实时浏览；历史存储进程负责把电能计量数据定期保存，便于报表查看；同时电能转发工作站的转发模块使用IEC-870-5-102规约向电能计量主站转发电能计量数据. 综上所述，本专利技术的电能量计量系统子站出了一般的技术方案，该方案是在电力自动控制系统的硬件设备的基础是构成的，因此，本专利技术没有必要对现存电力自动控制系统的硬件设备的构成详细描述，本领域的技术人员可以根据所述的方案对其具体构成进行修改，例如对变电站监控系统、正向隔离装置和电能转发工作站的构成进行修改，这些都没有脱离本专利技术权利要求书限定的范围。权利要求一种电能量计量系统子站，其特征在于，所述的系统子站包括变电站监控主服务器，所述主服务器通过网络与各计量装置连接，通过所述计量装置获取原始电能数据，所述主服务器还与正向隔离装置连接，把经过处理后的电能数据通过正向隔离装置单向上传给所述电能计量转发工作站；正向隔离装置，该正向隔离装置连接在所述变电站监控主服务器和电能计量转发工作站之间，把所述电能量计量系统子站分成安全级别不同的两个区域、即安全I区和安全II区，所述变电站监控主服务器位于安全I区，所述电能计量转发工作站位于安全I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能量计量系统子站，其特征在于，所述的系统子站包括：变电站监控主服务器，所述主服务器通过网络与各计量装置连接，通过所述计量装置获取原始电能数据，所述主服务器还与正向隔离装置连接，把经过处理后的电能数据通过正向隔离装置单向上传给所述电能计量转发工作站；正向隔离装置，该正向隔离装置连接在所述变电站监控主服务器和电能计量转发工作站之间，把所述电能量计量系统子站分成安全级别不同的两个区域、即安全Ⅰ区和安全Ⅱ区，所述变电站监控主服务器位于安全Ⅰ区，所述电能计量转发工作站位于安全Ⅱ区，二者不能直接建立Ｔｃｐ连接，实现了物理隔离，能够确保安全Ⅰ区数据的安全，避免安全Ⅰ区数据安全受到来自安全Ⅱ区的威胁；电能计量转发工作站，该所述电能计量转发工作站通过所述正向隔离装置所述电能数据，并进一步将电能计量数据上传至电能计量主站，承担电能计量数据的存储浏览和转发功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，张长久，高卓，孙集伟，吴小颖，肖志国，于泓，房萍，
申请(专利权)人：华北电网有限公司，华北电网有限公司唐山供电公司，北京国电华北电力工程有限公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]