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计量仪表和抄表系统的 解决方案

计量仪表和抄表系统的 解决方案. IEC62056 －抄表、费率和负荷控制的数据交换标准体系简介. IEC62056 标准体系建立的背景. 电力市场商务过程（从交付产品 - 能量的测量开始，到费用征收为止 , 包括购售电合同） 系统集成和互操作性 抄表系统的数据溯源和数据认证 计量数据安全性 不同通讯介质接入问题 负荷管理及负荷控制 电能量计费系统和配网自动化. IEC TC13 概况. WG14 数据交换. 解决方案. 采用虚拟设备驱动的方法 62056 DLMS 采用对象建模的方法 62056 XDLMS/COSEM.

harry
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Presentation Transcript

  1. 计量仪表和抄表系统的解决方案 IEC62056－抄表、费率和负荷控制的数据交换标准体系简介

  2. IEC62056标准体系建立的背景 • 电力市场商务过程（从交付产品-能量的测量开始，到费用征收为止 ,包括购售电合同） • 系统集成和互操作性 • 抄表系统的数据溯源和数据认证 • 计量数据安全性 • 不同通讯介质接入问题 • 负荷管理及负荷控制 • 电能量计费系统和配网自动化

  3. IEC TC13 概况

  4. WG14 数据交换

  5. 解决方案 • 采用虚拟设备驱动的方法 62056 DLMS • 采用对象建模的方法 62056 XDLMS/COSEM

  6. 目前计量领域常用的通信协议 • IEC 61107标准 • IEC 62056-31:1999的基于双绞线的Euridis通信协议 • EN1434-3:1997用于热能计量的M－BUS通信协议 • IEC 60870-5-102:1996用于变电站站内和站间通信标准 • ANSI C12.18（光口）、C12.19（公用表）和C12.21（电话通信）（在北美使用） • DL/T645-1997多功能电能表通信协议

  7. DLMS/COSEM特点（1） • 支持各种各样的商业活动，支持变革与竞争，并显著降低系统生存周期费用 • DLMS/COSEM定义了一个接口模型，适用于各种能量类型，包括电、气、水、热等。每个对象都有一个唯一的标识码，用来标识在界面上显示和通信线路上传输的数据。这个模型完全与传输数据的通信协议无关。该模型还支持厂家自定义实例、属性和方法，并可增加新的接口类和版本而不会改变访问对象的服务，从而实现了互操作性。 • 接口类将广泛使用的仪表功能进行了标准化，包括寄存器、需量记录、费率和活动时间表、时钟同步处理以及能量质量监测等等。同时定义了属性值的数据类型，并将数据类型随同数据一起传送，从而保证数据含意不会出现二义性。 • 为自由能量市场的各参与方提供了受控但安全的访问方式，各参与方可以有选择的获取计量设备所提供的信息。

  8. XDLMS/COSEM特点（2） • 由于接口模型完全做到了与通信介质无关，因而可以广泛选择介质，无需改变模型和数据采集系统的数据管理应用。 • 与其它协议不同，在数据采集系统中需要为每一个新的计量设备类型定制专用的设备驱动程序，而DLMS/COSEM支持构建一个通用的设备驱动程序，一个客户机系统既支持全部标准化的性能，又可以支持特殊性能。 • DLMS/COSEM已经在电、水、气、热等计量部门作为标准采用，尤其适用于多能量类型计量场合。 • 开放性 • DLMS/COSEM规范是开放的，并且其使用对任何人没有任何限制 • DLMS/COSEM规范由DLMS UA制定，已经成为国际标准，IEC TC 13将它用于电能计量，CEN TC 294将它用于公共计量而不仅限于电能计量。 • 一致性测试 • DLMS UA制定并维护了一套一致性测试和认证方案，为被试设备提供同等的要求和试验条件。

  9. IEC62056-61《对象标识系统（OBIS）》 应用进程 IEC62056-62 《接口类》 应用层 IEC62056-53 《COSEM应用层》 将来可扩充 低层通信协议 低层通信协议 IEC62056-46 《使用HDLC协议的数据链路层》 IEC62056-42 《面向连接的异步数据交换的物理层服务和过程》 IEC62056-21 《直接本地数据交换》 DLMS/COMES构成

  10. A B C D E F IEC62056-61对象标识系统（OBIS） OBIS（OBject Identification System） • 数码A用于标识能量类型 • 数码B用于标识测量通道号 • 数码C用于标识信息来源相关的抽象或物理数据项 • 数码D用于标识定义类型或由数码A和C所标识的物理量按各种特定算法处理的结果 • 数码E用于标识针对由费率寄存器对测量结果所做的进一步处理 • 数码F用于标识结算和数据项的存储方式等

  11. 1 1 1 8 0 255 OBIS举例 正向有功总电能底度的OBIS标识 • 数码A：1表示能量类型为电能 • 数码B：1表示测量通道号为1 • 数码C：1表示物理量为正向有功 • 数码D：8表示处理算法为积分值 • 数码E：0表示费率类型为总费率 • 数码F：255表示与结算周期无关

  12. 基类 数据 寄存器 数据存储 扩展的寄存器 功能控制 访问控制 需量寄存器 通信接口设置 时钟 通用曲线 LN连接 SN连接 PSTN自动应答 IEC HDLC设定 单个操作时间表 SAP分配表 PSTN自动拨号 时间表 活动日历 IEC双绞线(1)设置 寄存器监视器 IEC光口设置 脚本表寄存器激活 PSTN MODEM配置 公用表格 特殊日表 脚本表 IEC62056-62接口类

  13. 正向有功总电量：寄存器 逻辑名=[11180] 值：1483 …… 接口类实例化 方法 对象 类 属性值 类标识码 属性 实例化 寄存器class_id = 3 逻辑名：八位位组串 值：特定实例 …… 复位 正向无功总电量：寄存器 逻辑名=[11380] 值：57 ……

  14. 构建计量仪表的积木 寄存器 扩展 需量 寄存器 寄存器 曲线 时间表 时钟

  15. COSEM服务器模型的结构 • 使用COSEM接口类与仪表通信基于Client/Server模型，在此模型中计量设备充当了服务器的角色，因此COSEM中，计量设备（仪表）也可称之为COSEM服务器。 • COSEM构建的服务器模型是一个三层结构的模型： • 第一层：物理设备（Physical device） • 第二层：逻辑设备（Logical device） • 第三层：可访问的COSEM对象 （Accessible COSEM objects）

  16. COSEM服务器模型 COSEM 物理设备A COSEM 逻辑设备2 COSEM COSEM对象 管理逻辑设备 COSEM对象

  17. LDN LDN LDN 寄存器：总流量 寄存器：总流量 寄存器：总电量 组合式计量设备（采集器） 组合式计量设备 逻辑设备2 管理逻辑设备 逻辑设备1 寄存器：费率1 A A A

  18. IEC62056-53应用层 IEC62056-53 COSEM应用层部分制定了通信模型中应用层的技术规范，主要包括三个方面的内容，即应用层的结构、服务原语和通信协议。本标准是在IEC61334-4-41的基础上制定的，其中部分内容直接采用了该标准的内容。 使用COSEM接口类与仪表通信基于Client/Server模型，计量设备在此模型中充当服务器的角色。

  19. 信息交换方式 .request 客户机 服务器 .response .request 应用层 中间协议层 物理层 协议 物理通道

  20. 通信过程 客户机应用 服务器应用 第一阶段： 建立通信连接 第二阶段： 数据通信 第三阶段： 断开通信连接 在面向连接的环境中，一次完整的通信会话

  21. 服务类型 • 建立和断开应用连接 • 数据通信 • 通信层管理 为建立和断开应用连接提供的服务如下： • COSEM-OPEN • COSEM-RELEASE • COSEM-ABORT

  22. 访问方式 IEC 62056-62对COSEM服务器规定了两种引用方法：通过逻辑名(LN)引用和通过短名(SN)引用，因此要为服务器侧的xDLMS_ASE制定两套不同服务集，一套专门使用LN引用，另一套专门使用SN引用。数据通信服务如下： • 与COSEM接口对象属性相关的服务：用LN引用的GET和SET ，以及用SN引用的Read, Write和Unconfirmed Write； • 与COSEM接口对象的方法有关关的服务：ACTION (LN), Write(SN)； • 事件通告服务：EventNotification (LN), InformationReport (SN)服务。 上面列出的服务依赖于xDLMS_ASE，这些服务中大多数服务包含对COSEM接口对象的方法或属性的引用。

  23. 一致性测试 为了能够声明服务器（计量仪表）实现的功能与DLMS/COSEM技术规范的兼容性，DLMS UA提供了一致性测试方法，主要有五部分组成： • 基于DLMS/COSEM技术规范一致性测试方案； • 一致性测试工具； • 带有“DLMS UA Compliant”标记的证明书； • 兼容设备列表； • 一致性测试维护方法。

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