智能电能表采集终端技术补充协议Word格式文档下载.docx
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(1)主站对电能表进行身份认证,验证双方身份;
(2)身份验证通过后,主站发送跳闸命令至电能表,电能表收到有效的跳闸命令后,首先修改“电能表运行状态字3的Bit6位”(继电器命令状态),然后输出跳闸控制信号,控制继电器跳闸,向采集系统主站返回应答帧(包含控制命令执行状态或错误状态字)。
如电能表收到正确的跳闸命令,不断根据继电器反馈电压和功率的双条件判别法判断继电器跳闸是否成功,根据判断结果修改“电能表运行状态字3的Bit4位”(继电器动作状态),判断继电器命令状态和继电器动作状态是否都处于跳闸状态,若跳闸延时到以后,继电器动作状态仍处于合闸状态则认为继电器故障,产生继电器故障事件(规约中定义为负荷开关误动或拒动事件),主动上报采集系统主站。
(3)采集系统主站根据电能表应答帧中包含的控制命令执行状态或错误状态字综合判断跳闸命令的执行情况:
主站根据应答帧中“控制命令执行状态或错误状态字”判断电能表是否接收并成功解析跳闸命令,然后等待电能表是否有继电器故障主动上报事件,根据命令下达情况和事件上报情况综合判断跳闸执行是否成功。
2.主站对命令下达成功与否判断方式:
命令下达情况判断:
通过应答帧中包含的“控制命令执行状态或错误状态字”判断。
(1)控制命令执行状态字解析
位
解析
备注
bit2
直接跳闸
电表接收并成功解析拉闸命令(当前跳闸延时时间设置为0时)时应答
bit3
延时跳闸
(跳闸延时时间)
电表接收并成功解析拉闸命令(当前跳闸延时时间设置为非0时)时应答
bit4
跳闸自动恢复命令
电表接收并成功解析跳闸自动恢复命令,并且不处于大电流延时状况时应答
bit5
(大电流)
电表接收并成功解析跳闸、跳闸自动恢复命令,并且处于大电流延时状况时应答
(2)错误状态字解析
bit0
电表挂起
电表处于挂起状态时返回
bit1
MAC错误
密文解密MAC校验错误
密码错误/未授权
表格未提及的错误,异常应答时均返回该错误字
身份认证超时
身份认证超时后或者未进行身份认证时返回
执行时间无效
命令有效截止时间失效
跳闸失败(保电)
当前表计处于保电状态下接收到跳闸命令时返回
bit6
跳闸自动恢复命令执行失败(已处于保电状态)
当前表计处于保电状态下接收到跳闸自动恢复命令时返回
bit7
跳闸自动恢复时间无效
发送的跳闸自动恢复时间为0(R2=0)
bit8
跳闸自动恢复命令执行失败(已处于跳闸状态)
当前表计处于远程跳闸或者本地跳闸(报警2、过零、透支门限)时接收到跳闸自动恢复命令时返回
跳闸情况判断:
跳闸命令应答帧中的“控制命令执行状态或错误状态字”只能反映命令下达情况,不能直接反映跳闸操作情况,此时如命令正确下达后,主站在指定时间(如15分钟)内,未收到主动上报继电器故障事件(规约中定义为负荷开关误动或拒动事件),则可判定跳闸成功。
图1继电器内置电能表“跳闸”执行流程
(二)继电器内置电能表合闸执行流程
目前电能表合闸方式有两种,“允许合闸”和“直接合闸”。
“直接合闸”方式是用电信息采集系统主站下发直接合闸命令,不需用户参与,电能表自动完成合闸操作。
“允许合闸”方式是指用电信息采集系统主站向电能表下发允许合闸命令,由电能表与用户共同完成合闸操作。
1.流程描述
费控系统每日根据用户缴费情况产生合闸用户列表,通过接口通知用电信息采集系统进行合闸。
用电信息采集系统根据预置的合闸方式选择“直接合闸”或“允许合闸”,然后进行合闸操作,并根据表内继电器反馈电压和功率的双条件判别法判断继电器跳合闸状态,反馈执行结果。
直接合闸方式执行流程
用电信息采集系统控制用户电能表直接合闸过程按图2流程①所述流程进行操作,具体操作如下:
(2)身份认证通过后,主站发送直接合闸命令至电能表,电能表收到有效的直接合闸命令后首先修改“电能表运行状态字3的Bit6位”(继电器命令状态),然后执行合闸命令,输出合闸控制信号控制继电器合闸,向采集系统主站返回应答帧(包含控制命令执行状态或错误状态字)。
如电能表收到正确的合闸命令,不断根据继电器反馈电压和功率的双条件判别法判断继电器合闸是否成功,根据判断结果修改“电能表运行状态字3的Bit4位”(继电器动作状态),判断继电器命令状态和继电器动作状态是否都处于合闸状态,如继电器合闸成功,产生继电器合闸成功事件并主动上报采集系统主站。
(3)采集系统主站根据电能表应答帧中包含的控制命令执行状态或错误状态字综合判断合闸命令的执行情况:
主站根据应答帧中“控制命令执行状态或错误状态字”判断电能表是否接收并成功解析合闸命令,然后等待电能表是否有主动上报继电器合闸成功事件,根据命令下达情况和事件上报情况综合判断合闸执行是否成功。
如命令下达成功,但是在指定时间内(如15分钟)未收到主动上报的继电器合闸成功事件,则主动读取电能表运行状态字3,通过“电能表运行状态字3”Bit4位(继电器动作状态)判断继电器的是否处于合闸状态。
允许合闸方式执行流程
用电信息采集系统执行允许合闸过程按图2流程②所述进行操作,并根据流程③所述流程判断用户是否合闸,具体操作如下:
(2)身份认证通过后,主站发送允许合闸命令至电能表,电能表收到有效的允许合闸命令后,首先修改“电能表运行状态字3的Bit6位”(继电器命令状态),然后向采集系统主站返回应答帧(包含控制命令执行状态或错误状态字)。
此时电能表处于允许合闸状态,等待用户进行手动操作电能表轮显按钮,完成合闸操作。
(3)主站根据电能表返回的应答帧中包含的控制命令执行状态或错误状态字判断允许合闸命令是否准确下达;
如命令准确下达,反馈费控系统短信提醒用户合闸,同时用电信息采集系统捕捉用户手动合闸动作(按动作序列中的流程③进行判断);
(4)用户手动操作轮显按钮合闸,电能表收到用户合闸信号,输出合闸控制信号控制继电器合闸,根据继电器反馈电压和功率的双条件判别法判断继电器合闸是否成功,根据判断结果修改“电能表运行状态字3的Bit4位”(继电器动作状态),如继电器合闸成功,产生继电器合闸成功事件并主动上报采集系统主站。
(5)采集系统主站捕捉用户手动合闸过程:
首先主站等待电能表主动上报继电器合闸成功事件,如收到电能表内继电器合闸成功事件,说明合闸成功,如在指定时间(如2小时)内未收到主动上报的继电器合闸成功事件,则主动读取电能表运行状态字3,通过“电能表运行状态字3”Bit4位(继电器动作状态)判断继电器的是否处于合闸状态;
如用户仍未手动合闸则通知费控系统再次短信提醒用户合闸。
2.主站对命令执行成功与否判断方式:
直接合闸
电表接收并成功解析直接合闸命令时应答
允许合闸
电表接收并成功解析合闸允许命令时应答
合闸情况判断:
合闸命令正确下达后,主站收到合闸成功主动上报事件或主动读取的通过“电能表运行状态字3”中的“Bit4位”为0,即可判定合闸成功。
“电能表运行状态字3”的“Bit4位”为0:
合闸成功;
“Bit4位”为1:
合闸失败。
图2继电器内置表“合闸”执行流程
二、继电器外置表费控执行流程
继电器外置电能表和继电器内置电能表费控流程基本相同,下面再对继电器外置电能表的费控流程进行讨论。
(一)继电器外置电能表“跳闸”执行流程
用电信息采集系统向电能表发送跳闸命令,并根据外置继电器反馈电压和功率的双条件判别法准确判断继电器跳合闸状态,如电能表跳闸失败或继电器故障则转人工处理,并将跳闸控制结果反馈给费控系统。
用电信息采集系统控制跳闸用户电表跳闸过程按图3动作序列中的流程①所述流程进行操作,具体操作如下:
(2)身份认证通过后,主站发送跳闸命令至电能表,电能表收到有效的跳闸命令后首先修改“电能表运行状态字3的Bit6位”(继电器命令状态),然后输出跳闸控制信号,控制外置继电器跳闸,向采集系统主站返回应答帧(包含控制命令执行状态或错误状态字)。
如电能表收到正确的跳闸命令,不断根据继电器反馈电压和功率的双条件判别法(外置继电器反馈电压应为0V,瞬时功率应等于0)判断继电器跳闸是否成功,根据判断结果修改“电能表运行状态字3的Bit4位”(继电器动作状态),判断继电器命令状态和继电器动作状态是否都处于跳闸状态,若跳闸延时到以后,继电器动作状态仍处于合闸状态则认为继电器故障,产生继电器故障事件(规约中定义为负荷开关误动或拒动事件),主动上报采集系统主站。
主站根据应答帧中“控制命令执行状态或错误状态字”判断电能表是否接收并成功解析跳闸命令,如命令正确下达,则等待电能表主动上报继电器故障事件,如在指定时间(如15分钟)内未收到继电器故障事件则认为跳闸成功,否则认为跳闸失败转人工处理。
2.主站对命令执行成功与否判断方式:
跳闸情况判断:
外置继电器动作时间长,跳闸命令应答帧中的“控制命令执行状态或错误状态字”只能反映命令下达情况,不能直接反映跳闸操作情况,此时如命令正确下达后,主站在指定时间(如15分钟)内,未收到主动上报继电器故障事件(规约中定义为负荷开关误动或拒动事件),则可判定跳闸成功。
图3继电器外置电能表“跳闸”执行流程
(二)继电器外置电能表“合闸”执行流程
继电器外置电能表和继电器内置电能表合闸方式和合闸流程基本一致。
用电信息采集系统根据预置的合闸方式选择“直接合闸”或“允许合闸”,然后进行合闸操作,并根据反馈电压和功率的双条件判别法准确判断继电器跳合闸状态,反馈执行结果。
用电信息采集系统控制用户电表直接合闸过程按图4流程①所述流程进行操作,并根据流程③所述流程判断是否合闸成功,具体操作如下:
如电能表收到正确的合闸命令,不断根据继电器反馈电压和功率的双条件判别法(外置继电器反馈电压应为220V,瞬时功率应大于0)判断继电器合闸是否成功,根据判断结果修改“电能表运行状态字3的Bit4位”(继电器动作状态),判断继电器命令状态和继电器动作状态是否都处于合闸状态,如继电器合闸成功,产生继电器合闸成功事件并主动上报采集系统主站。
(3)主站根据电能表应答帧中包含的控制命令执行状态或错误状态字判断合闸命令是否准确下达;
如命令准确下达,采集系统主站开始捕捉继电器合闸动作(如图4流程③)。
(4)采集系统主站捕捉合闸过程:
首先主站等待电能表主动上报继电器合闸成功事件,如收到继电器合闸成功事件,说明合闸成功,如在指定时间(如15分钟)内未收到电能表主动上报的继电器合闸成功事件,则主动读取电能表运行状态字3,通过“电能表运行状态字3”Bit4位(继电器动作状态)判断继电器的合闸状态;
如检测到继电器仍未合闸则转人工处理。
用电信息采集系统执行允许合闸过程按图4流程②所述进行操作,并根据流程③所述流程判断用户是否合闸,具体操作如下:
(2)身份认证通过后,主站发送允许合闸命令至电能表,电能表收到有效的允许合闸命令后首先修改“电能表运行状态字3的Bit6位”(继电器命令状态),使电能表处于允许合闸状态,并向采集系统主站返回应答帧(包含控制命令执行状态或错误状态字);
如命令准确下达,反馈费控系统短信提醒用户合闸,同时采集系统主站启动捕捉用户合闸流程(如图4流程③)。
(4)用户手动操作轮显按钮合闸,电能表收到用户合闸信号,输出合闸控制信号控制继电器合闸,根据反馈电压和功率的双条件判别法(外置继电器反馈电压应为220V,瞬时功率应大于0)综合判断外置继电器合闸是否成功,根据判断结果修改“电能表运行状态字3的Bit4位”(继电器动作状态),如继电器合闸成功,产生继电器合闸成功事件并主动上报采集系统主站。
(5)采集系统主站捕捉用户合闸过程:
首先主站等待电能表主动上报继电器合闸成功事件,如收到电能表上报的继电器合闸成功事件,说明合闸成功,如在指定时间(如2小时)内未收到电能表主动上报的继电器合闸成功事件,则采集系统主站主动向电能表读取电能表运行状态字3,通过“电能表运行状态字3”Bit4位(继电器动作状态)判断用户是否合闸;
如用户仍未合闸则通知费控系统再次短信提醒用户合闸。
合闸命令正确下达后,主站收到继电器合闸成功主动上报事件或主动向电能表读取的“电能表运行状态字3”中“Bit4位”为0,即可判定合闸成功。
合闸成功;
图4继电器外置电能表“合闸”执行流程
三、远程费控流程的优化
与原费控流程相比,现流程改进措施如下:
(一)远程控制命令应答帧中增加电能表运行状态
优化方案:
远程控制命令应答帧中同时返回控制命令执行状态或错误状态字,确认帧返回控制命令执行状态,否认帧中返回错误状态字;
减少一次主站主动抄读电能表运行状态字的交互流程。
(二)合闸命令不加密
为实现对已经跳闸用户快速、可靠的进行合闸操作,提高服务水平,采取合闸命令不进行加密保护的措施。
主站直接下发合闸命令,仅交互一次完成合闸。
经过论证分析合闸命令不加密在安全上不存在问题。
优化前的电能表合闸命令需要先认证,再合闸,合闸需要权限控制和加密保护,环节复杂,成功率非常低。
优化后的电能表合闸命令简单,只需一个合闸命令。
尤其是合闸失败,用户通过红外或者供电公司人员通过掌机可以快速实现合闸,减少投诉,更好地服务于用户。
(三)增加跳闸自动恢复功能
增加跳闸自动恢复功能,主站下发跳闸自动恢复命令,电表收到命令后立即跳闸并开始计时,到达恢复时间(恢复时间在主站下发跳闸自动恢复命令帧中携带)后自动合闸(无需主站再次发送合闸命令);
这条命令将跳闸和合闸控制放在同一个命令中实现,解决了跳闸后由于通信信道不畅不能及时为用户合闸的问题。
省公司可自行设定恢复时间,设置范围5分钟~20小时。
图5跳闸自动恢复功能示意图
(四)增加继电器拉闸控制电流门限
增加继电器拉闸控制电流门限,当电表收到拉闸命令后,检测电表电流是否大于设定的电流门限值,如电流大于门限值延时拉闸,当电流小于等于门限值或延时24小时后电表拉闸。
当继电器拉闸控制电流门限设为零时,电表不受电流门限控制直接拉闸。
跳闸自动恢复功能受电流门限控制。
继电器外置电能表不受电流门限控制。
(五)增加主动上报事件记录功能
主站发送跳闸命令后,负荷开关不能正常跳闸时,电能表会产生继电器故障事件(规约中定义为负荷开关误动或拒动事件)主动上报;
主站发送合闸命令后,负荷开关正常合闸后电能表产生合闸成功事件主动上报。
四、外置继电器跳合闸位置反馈方案
按照智能电能表远程费控执行流程,结合现场使用情况提出基于220V(AC)电压控制手动合闸和自动合闸的控制和反馈方案。
图6辅助端子接线图
对于继电器外置单相电能表,电能表硬件调整如图6所示,外置负荷开关输出控制信号C接辅助端子5,跳合闸输入反馈信号R接辅助端子6,这两个信号端子均以供电线路的零线(N)作为信号参考点。
为防止人体触电,要求采用220V(AC)串联100KΩ的方式进行控制和反馈。
(1)手动合闸示意图
(2)自动合闸示意图
图7220V电压控制手动合闸方案示意图
如图7所示,电能表首先从电能表端子1提取220V(AC)电压,然后通过内置的辅助开关然后串接100KΩ电阻与外置负荷开关输出控制信号C(接辅助端子5)连接。
跳合闸输入反馈信号R(辅助端子6)由负荷开关将输出端的火线信号(L)串接一个100KΩ电阻后接到该端子。
注:
1.无论手动合闸方式和自动合闸方式,均应将负荷开关的反馈信号与辅助端子6可靠连接。
2.该方案调整仅针对继电器外置单相电能表,继电器外置三相电能表不做调整。
五、2009版、2013版继电器外置电能表提高合闸操作准确率的解决措施
(一)2009版、2013版继电器外置电能表合闸流程如下:
1.主站对电能表进行身份认证,验证双方身份;
2.身份认证通过后,主站发送合闸命令至电能表,电能表收到有效的合闸命令后首先修改“电能表运行状态字3的Bit6位”(继电器命令状态),然后向采集系统主站返回应答帧。
3.执行合闸命令,输出合闸控制信号控制继电器合闸;
电能表控制外置继电器合闸后,会根据瞬时电流判断继电器的合闸状态,如用户未用电,继电器跳合闸状态判断不准确。
4.采集系统主站主动向电能表读取“电能表运行状态字3”,根据“电能表运行状态字3”Bit6位(继电器命令状态)判断合闸命令是否准确下达;
根据“电能表运行状态字3”Bit4位(继电器动作状态)判断继电器的合闸状态。
(二)改进措施
针对已经安装到现场的继电器外置表,合闸命令下发后不能准确判断跳合闸状态的情况,拟采取如下措施:
主站下发合闸命令后,根据电表运行状态字3判断命令是否正确下达,再由主站每隔一段时间主动读取用户电能表正向有功总功率,判断是否大于0,如大于0,合闸成功,如仍等于0,继续不断(如每隔30分钟)读取,如超过一定时间间隔(如3小时)判断功率一直等于0,则认为合闸失败,转人工处理。
附件1
智能电能表及采集终端事件记录采集规则
一、事件记录采集结构
智能电能表及用电信息采集系统事件分为2种:
(1)电能表事件;
(2)终端事件。
(一)按采集方式区分
电能表事件按采集方式分为3种:
(1)电能表主动上报;
(2)终端固定周期采集;
(3)主站透抄。
终端事件按采集方式分为2种:
(1)主动上报(重要事件);
(2)主站召读(一般事件)。
(二)设备功能要求
1.电能表功能要求
(1)生成电能表事件;
(2)按照设置的主动上报模式字进行主动上报;
(3)终端和主站召读事件时应答。
2.终端功能要求
(1)接收电能表主动上报的事件,透明上报主站;
(2)按照设置的参数,周期抄读电能表事件,抄到的事件透明上报主站;
(3)生成终端事件,将其中的重要事件主动上报主站;
(4)主站抄读终端事
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- 关 键 词:
- 智能 电能表 采集 终端 技术 补充协议