一种面向电力需求侧的电能管理系统的制作方法

本实用新型一种面向电力需求侧的电能管理系统，属于电网供需平衡管理技术领域。

背景技术：

国家提出要把节约能源工作放在第一位，供电企业管理日益成熟，电力需求侧先进的管理理念引进了电力企业，“按需供电”是每个电力企业所追求的。实施电力需求侧管理，可以带动电力企业管理机制的改革，使之朝着高效稳定的方向进一步发展。

开发面向电力需求侧的一种电能管理系统，使得各用电部门及时准确掌握电力企业用户侧各类信息，以便科学决策并优化控制供电过程。同时，此系统将在电力部门与企业用户之间架起沟通的桥梁，直接为电力部门产生良好的社会效益与经济效益。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种面向电力需求侧的电能管理系统，从供电引入直至用电设备，监测各配电节点的供配电运行参数，并统计设备的用电量，与企业生产流程和工艺相结合，帮助企业建立用电计量监管体系。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种面向电力需求侧的电能管理系统，包括现场采集层、网络传输层和中心应用层，所述现场采集层、网络传输层和中心应用层之间依次电连接；

所述现场采集层包括多个数据采集仪表、串口服务器、以太网、数据采集网关和上层网络，所述数据采集仪表包括电能表、电压表和电流表，多个所述数据采集仪表均通过串口服务器与以太网电连接，所述以太网通过数据采集网关与上层网络电连接；

所述网络传输层包括安全隔离网关和防火墙，所述安全隔离网关一侧与数据采集网关连接，所述安全隔离网关另一侧连接中心应用层，且所述安全隔离网关和中心应用层之间设置有防火墙；

所述中心应用层包括多台服务器和应用服务器，所述服务器包括实时数据服务器和历史数据服务器，所述实时数据服务器和历史数据服务器均为冗余架构，且所述实时数据服务器和历史数据服务器均与应用服务器电连接。

所述数据采集仪表能通过232/485或TCP/IP或网络接入到现场采集设备中。

每两台所述服务器互为冗余形成双冗余采集链路。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：本实用新型主要实现自动采集多种用电参数、同步抄表、实时准确掌握用户端的一切负荷数据及工况数据变化情况、负荷控制和管理、用电异常和窃电监测和分线路进行线损，系统可靠性高，数据冗余小，能确保监测数据的完整性、一致性、安全性和可修改性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为现场采集层、11为数据采集仪表、12为串口服务器、13为以太网、14为数据采集网关、15为上层网络、2为网络传输层、21为安全隔离网关、22为防火墙、3为中心应用层、31为服务器、311为时数据服务器、312为历史数据服务器、32为应用服务器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种面向电力需求侧的电能管理系统，包括现场采集层1、网络传输层2和中心应用层3，所述现场采集层1、网络传输层2和中心应用层3之间依次电连接；

所述现场采集层1包括多个数据采集仪表11、串口服务器12、以太网13、数据采集网关14和上层网络15，所述数据采集仪表11包括电能表、电压表和电流表，多个所述数据采集仪表11均通过串口服务器12与以太网13电连接，所述以太网13通过数据采集网关14与上层网络15电连接；

所述网络传输层2包括安全隔离网关21和防火墙22，所述安全隔离网关21一侧与数据采集网关14连接，所述安全隔离网关21另一侧连接中心应用层3，且所述安全隔离网关21和中心应用层3之间设置有防火墙22；

所述中心应用层3包括多台服务器31和应用服务器32，所述服务器31包括实时数据服务器311和历史数据服务器312，所述实时数据服务器311和历史数据服务器312均为冗余架构，且所述实时数据服务器311和历史数据服务器312均与应用服务器32电连接。

所述数据采集仪表11能通过232/485或TCP/IP或网络接入到现场采集设备中。

每两台所述服务器31互为冗余形成双冗余采集链路。

本实用新型分为三层架构设计，分别为现场采集层、网络传输层和中心应用层。本实用新型采用的具体的技术措施及过程：

现场采集层设计；现场采集层的设计内容主要针对现场各类电能、电压、电流等仪表数据的采集和重要生产工艺或耗能设备的数据监控，必要的情况下也可以将其他介质能源的监控纳入到该电能管理系统中来。根据实际现场的实际情况，以就近原则将各类电能表、总保等设备通过232/485、TCP/IP、网络接入到现场采集设备，较远物理位置的设备或仪表，通过串口服务器转换成以太网后，在接入到现场数据采集网关中来；数据采集网关对现场所有数据整理分类后，统一以标准的电力协议向上层网络进行转发。对于现场的重要生产工艺或耗能设备的接入，可以直接对现场的Scada系统或DCS系统进行接入，现场数据采集网关提供多个互补干扰的以太网口，对不同网段的系统进行数据采集的同时，保证各Scada或DCS局部小局域网的独立性。

网络传输层设计：安全隔离网关连接所有的采集网关，采集所有采集网关的数据，通过物理隔离后将数据在转发到中心应用层；在办公网和电力能源网之间设置工业防火墙来避免办公环境下的病毒浸入电力能源网；保证整个网络的安全稳定运行。

中心应用层设计：电力需求侧电能管理系统在中心机房进行整体部署，将部署多台IO服务器，每2台互为冗余形成双冗余采集链路，并将数据传输到实时/历史服务器进行对实时数据的存储。历史数据服务器同样部署成冗余架构，并配置磁盘阵列作为历史数据的存储物理设备，进一步保证历史数据稳定性和大容量。同时实时历史服务器将数据转发到应用服务器的关系数据库中，为电能管理的整体电能分析做数据支撑工作。

本实用新型从供电引入直至用电设备，监测各配电节点的供配电运行参数，并统计设备的用电量，与企业生产流程和工艺相结合，帮助企业建立用电计量监管体系。

首先由现场采集层采集终端采集到各个监测点电流、电压等数据，即得到有功功率、无功功率、以及电能消耗等数据，通过RS485总线形式接入数据采集器、通讯管理机等。

然后通过通讯管理机、交换机等设备，将从现场采集层采集到的数据服务器中的数据上传至平台。

最后由采集服务器、应用服务器、数据库服务器等接收网络传输层上传的电能消耗数据，正确存储到数据库中。应用服务器接收到客户端的数据访问请求后，从数据库中获取数据并经处理后发送给客户端。同时，系统还可根据各省市能耗分项监测系统的要求将数据上传至上级数据中心。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。