电能量管理与监控一体化系统产业化项目可行性研究报告.doc

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真徽中科大鲁能集成科技有限公司创建于2001年，是由中国科技大学和山东鲁能集团及安徽亚隆科技有限公司共同出资组建的高科技型企业，注册资本3000万元，主要从事电力系统信息化和自动化项目技术开发和推广应用，围绕保证电网安全经济运行、提高能源利用效率的目标，通过开发研制新型原理、新型元器件的电力自动化装置（如dlc-2100电力线多址数字通信机）和应用软件，组成了具有控制、保护和监测功能的数字化、智能化、集成化和网络化的终端设备（如gprs/sms无线数据终端、kd_100f配电网自动化系统远方终端、kd_100t配电变压器远方终端等），面向电力、油田、铁路等行业,专注通讯网络、自动化技术，提供配电网自动化全面解决方案。为提高常规设备的性能及自动化水平，保证电力系统的安全和供电质量，促进我国电力行业的技术进步和管理体制的变革，有效带动地方经济发展作出了较大的贡献。现在公司已成为我国电力系统高新技术及其产品研究、开发、生产的重要基地。也是安徽省最具创新能力的高新技术企业。二、企业法人代表及管理层素质1、企业法定代表人黄明松、企业法定代表人，男，1971年生，安徽六安人，1993年毕业于合肥工业大学电气自动化专业，高级工程师,2001年毕业于安徽大学企业管理研究生班。曾先后供职于六安市供电局、皖西亚隆科技有限公司、省农电局华能总公司等单位。1999年独资创建了安徽亚隆科技有限公司；2001年，与科大携手成立了中科大集成科技有限公司；此后又引资1280万元，组成了一个具品牌、科技、活力、创新于一体的安徽中科大鲁能集成科技有限公司，出任公司董事长。黄明松的专长突出表现在企业管理、市场开拓和资本运营方面，他所创立的“领先”管理理论（领先研发技术，领先客户所想，领先客户信任度）在本公司得到了很好的实践和印证。同时他在计算机技术、通信技术方面的研究也具有一定的深度，在参与dlc-2100电力线多址数字通信机、kdjc-2100配电网综合自动化系统的开发过程中，在技术开发方案的先进性和完整性方面提出了很多独到的见解，并解决了设计中的许多深层次问题。黄明松的显著特点是具有敏锐的洞察力和非凡的创造力，数年的市场开拓经历更加练就了他对市场的敏感性和应对各种对象的方案策划能力，加上他扎实的管理理论和丰富的管理实践，尤其在人才使用方面充分体现了他的创新意识、开拓精神和大家风范，这正是他吸引众多人才的魅力所在。从以微薄的资金创办安徽亚隆科技有限公司开始，到创立中科大集成科技有限公司，又成功引资1280万元，组建安徽中科大鲁能集成科技有限公司，今天已发展到拥有几千万资产和汇聚一大批专家人才的现代化科技企业，这无不显示出他具备企业家的潜质和经营智慧。2、公司管理层公司管理层共有8人，平均年龄35岁，其中博士2人、硕士3人、本科3人，他们一般都具有某方面的专业才能，而且有多年的管理经验，是比较理想的一支领导团队。下面着重介绍一下执行总裁和总工程师。孙明峰，总经理，男，1966年4月出生，1990年毕业于华东师范大学物理专业，1996年8月至1999年6月在山东临沂三力信通科技有限公司任副总经理，1999年7月至2001年5月于美国贝勒大学（baylor university）攻读mba硕士学位,2001年8月担任本公司总经理。他不仅创造性地贯彻执行董事长的“领先应用技术，创造客户价值”的经营理念，而且引入一些先进的管理理念，如“顾客价值理论”、“适应性管理理论”等，特别注重iso9001：2000质量管理体系的认证工作，亲自担任管理者代表，编制了各项工作的流程，使企业各项工作有序运行。他特别关注顾客对技术方面的要求，亲自参与 “dlc-2100电力线多址数字通信机”的标准起草和“kdj-2100电能量管理与防窃电管理系统”及“kdjc-2100配电网络综合自动化系统”、“ydk-2100供用电在线监测与控制系统”、 “dyg-2100低压电力用户集中抄表系统”的方案设计工作，并获得数项科技成果证书。3、易波，总工程师， 43岁，博士、高级工程师/教授，1983 年毕业于中国科技大学（少年班）半导体专业、相继又获该校微电子专业硕士学位、博士学位（1992年），长期担任中国科技大学微电子实验室主任，2001年起担任安徽中科大鲁能集成科技有限公司总工程师兼副总经理。易波同志系中国科技大学微电子学与固体电子学学科带头人，中国电子学会材料分会会员。具有多年从事电子技术、通讯、航空等领域的研究经验，先后主持完成几十个相关领域的研究和合作研究项目。其中有十五个项目已经通过了省部级科学技术成果鉴定，获得国家专利授权四项，“kd801一锁相环”项目分别获得中国科学院和省部级科技进步奖，并先后在半导体技术、低温学报等国内外电子技术领域的核心刊物上发表学术论文30余篇。由于该同志的突出贡献，中国科技大学授予他跨世纪优秀人才奖。易波同志是本公司第二大自然人股东，在本公司的任职是经中国科技大学党委研究且正式履行组织手续的。长期以来，易波同志尽职尽责，充分发挥技术领衔人的核心作用，为公司开发了十余项先进技术和产品，为公司创造了良好的经济效益，所承担的项目不仅难度大，而且通过项目的开发为公司培养了大批的研究型人才和技术干部。三、企业技术力量及研发水平公司现有员工261人,平均年龄32岁,其中大专文化水平以上的有150人,占员工总数的58%。公司拥有以易波为学术带头人，以博士、硕士及留学回国人员为主体的科研开发队伍，其中博士8人，硕士18人；留学回国人员10人。几年来，公司加大科研开发力度,技术开发费用占销售收入的比例一般都在8%以上。近三年来技术开发投入情况见表近年来技术开发投入情况表序号指 标2003年2004年2005年1销售收入（万元）2301379952762技术开发费330480 625其中：研究开发费255341 5303研究开发费占销售收入比例119 10.1公司先后承担并完成国家自然科学基金、安徽省“十五”科技攻关项目、安徽省科技攻关项目等重大科研课题12项，相继开发出30余种新产品,取得省部级以上科技成果3项，开发国家级重点新产品3项，拥有国家专利2项。近期科研成果如表所示：序号产品名称特点及进展情况1dlc-2100电力线多址数字通信机dlc_2100电力线多址数字通信机以区调为中心，可应用于电压等级为35kv、10k、380v 、220v的整个配电网，组成为统一、开放的“树状网络”结构数据通讯平台,可为配电网自动化运行的遥信、遥测、遥控、遥调等管理功能提供安全、可靠、稳定、经济的信息传输通道。该系列产品可广泛应用于电力配网自动化dms系统、电能量管理系统ems、管理信息mis系统、数据采集与监控系统scada，为这些系统提供可靠的数据传输通道。 已通过省科技厅鉴定，并取得生产许可证，批量生产，列入国家级重点新产品。2kd_100t配电变压器远方终端(ttu)采用了优化的自动校准、自动跟踪交流采样技术，该技术可以实现免调节、免维护、免校准，保证长期稳定性。彻底克服了一般变送器每年的检验、校准工作。运用了多种有效技术措施实现了在低成本，宽温范围条件下，测量精度的保证。已通过省信息产业厅鉴定，批量生产。3gprs/sms无线数据终端以中国移动的gsm/gprs网络为平台，采用sms、csd、ussd、gprs 等方式，通过特种行业数据终端(dtu)，为行业用户服务的机器到机器(machineto machine，m2m)无线数据传输业务。基于gprs 网络平台的无线ddn 可以提供点对点、外围设备间、外围设备与中心节点之间的通信方式，适用于信息互传、数据互备、远程监测等行业应用。特别适用于突发性、高频率、点多分散、小流量的数据传输。小批量生产。4kd_100f配电网自动化系统远方终端（ftu）在充分吸收国内外配电终端设备先进技术的基础上，针对城区10kv配电线路设计的新一代高可靠性、高性价比自动控制装置。该产品设计期间广泛吸收并采纳来自电力系统资深专家和广大用户的建议，并采用了多项最新技术，达到或超过国家在馈电领域的各项标准，代表着馈线自动化领域的发展水平，适合中国电力行业，为广大用户所喜爱的新一代ftu设备。已通过省信息产业厅鉴定，批量生产。5kdjc-2100配电网综合自动化系统集电力自动化研究院多年来在电网调度自动化(scada)、配网自动化(da)、电能量计费(pbs)、电网分析软件(pas)、地理信息系统(gis)、调度/配网管理等方面成功的研究、开发以及工程投运经验，采用最新软件开发技术，基于windows 2000平台或windows 2000和unix混合平台，采用sql server/oracle /sybase等大型数据库，面向地区、县级供电企业设计，是基于一体化支撑平台，集scada/pas/da/pbs/gis/dms等诸多功能于一体的新一代配网综合调度自动化系统。10版本已通过省信息产业厅鉴定， 正升级2.0，具有多个用户6kdjc2100_dwdd电网调度自动化系统建立在kd2100调配一体化平台上，该平台系统在设计上遵循相关的国际标准及电力行业的相关标准和规范，较好地满足电力系统调度 动化设计技术规程及农网自动化所要求的各项功能要求，同时系统具备了全方位的开放性。10版本已通过鉴定， 正升级2.0，具有多个用户。7变电站综合自动化系统10版本 正升级2.0，正在进行试点。8kdj-2100电能量管理与防窃电管理系统本系统不仅能对各电量及其它参数实时采集和传输,而且还提供了丰富的控制和管理功能,如用电情况实时分析、无功投切、负荷调配、缺相保护、异常报警等,对于有条件的用户还可以实现备用变自动投切功能。对用电异常情况及时报警,防止窃电及计量装置损坏发生的少计和漏计情况发生。已通过省信息产业厅鉴定，已成果转化。9pbj2100 配电变压器运行参数管理系统是区调中低压配网自动化信息采集与控制系统中一个重要的子系统。本系统采用电力线数字载波技术,利用现有的中压配电网,对台区变压器进行数据采集，提供载波通讯网，从而解决了对区调内散布在不同地理位置，数以千计的台变进行实时监控和运行数据参数进行实时采集这个最重要的技术难题。20版本已通过省科技厅鉴定，正升级3.0，具有多个用户。10ydk-2100供用电在线监测与控制系统已通过省信息产业厅鉴定，批量生产，目前已被kdj-2100电能量管理与防窃电管理系统代替。11dyg-2100低压电力用户集中抄表系统（软件）主要用户是新建住宅区，该项目已通过省信息产业厅鉴定，并已成果转化。12kdjc2100-ofems油田电能量管理及故障定位系统是针对油田的采油点分布广、数量多、流动性强、交通及通讯状况复杂等实际情况而设计的，系统围绕配电网涉及的线路、设备和用户等要素，将配电数据和用户数据、实时数据和历史数据、电网分布图和地理信息图有机的结合在一起，对用电质量、用电信息及配电网运行信息进行全面的深层的分析和管理，使之成为一个实时和离线管理相结合的动态管理系统。已通过省信息产业厅鉴定，有多个客户。13kdgis地理信息管理系统系统将整个空间数据分为若干图层，如电力设备层、街道层、建筑层等，通过对图层的控制，可以实现指定图层的可编辑、可选、可见以及其他显示特性的改变。另外，依据电力系统模型的特点，将电力设施抽象为多个对象特征，如：开关、刀闸、线路、母线等等，便于实现对各种设备的显示控制。14负荷监控终端负荷监控终端属于典型的监测控制设备，按照功能设计由数据采集、控制执行、通信子系统三部分协同工作完成负荷控制的功能，各子系统完成独立的功能又同时通过灵活的通讯接口受控制执行子系统的控制。15kbs-2100开闭所管理系统该系统将开闭所的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全开闭所的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化功能。16kd2100-firewall百兆防火墙该防火墙是一种用来加强网络之间访问控制的特殊网络互联设备。它对两个或多个网络之间传输的数据包按照一定的安全策略进行检查，来决定是否允许网络间的通信，其中被保护的网络称为内部网络，另一方则称为外部网络或公用网络，它能有效地控制内部网络与外部网络之间的访问及数据传送，从而达到保护内部网络的信息不受外部非授权用户的访问和过滤不良信息的目的。17kd2100配网调度一体化平台该项目作为配调 一体化平台融合调度、配电、电能量管理、变电站综合自动化、基于影像和矢量图混合的地理信息系统，产品经过上海市软件测试中心测试，各项功能指标满足项目合同的要求；该系统总体水平达到了国内同类产品先进水平18kdjc_2100ems电能量管理与监控一体化系统针对10kv配电网， 在现场安装终端设备：对线路开关上安装ftu, 对配电变压器 安装ttu和多功能电表， 通过电压、电流互感器、交流采样技术，数字信号处理技术（fft等），由单片机和dsp芯片进行采集、计算、状态判断，分析和处理，由主站计算机网络系统进行在线监测与控制，用于保障电网的安全稳定运行。该项目开发工作已完成并经用户试用，运行情况良好，鉴定后推广应用。19中低压电网故障在线监测仪列入省科技厅“十一、五”科技攻关项目计划，正在研制过程之中。四、企业运营与管理1、公司制度建设 公司早在2001年就建立起了比较规范的现代企业管理制度，完善了法人治理结构，采取扁平化管理模式，科学地建立公司的组织机构，明确各个部门的职责，从产品研发，人力资源，生产组织，市场推广，财务管理，到知识产权的管理等各方面都制定了相应的管理制度和规范，真正做到“产权明晰、权责分明、管理规范”。公司组织机构如下股东大会上海软件公司行政部监 事 会财务部工程部软件部市场部售前部副总经理副总经理董 事 会总 经 理生产部副总经理研发中心总工程师、副总经理 2、 质量管理体系作为科技型企业，我们从来就把研发与技术看作公司的生命线，因此，我们于2001年在按照iso9001：2000标准建立公司的质量管理体系时，特别注重设计开发的过程管理。从项目的立项开始，必须经过市场调研、设计输入和设计输出的评审（包括指标的确定、技术路线和开发方案等）、样机试制前必须有详细的试制方案，产品定型必须经过试验、检测、验证和确认等等环节，在每一环节都有明确的要求，总的原则是以顾客为关注焦点，充分考虑其先进性、适用性和稳定性。在每项成果转化生产前，公司都要组织相关技术人员制定产品标准和验收规范，包括原材料、外购件、外协件的验收规范。对每个岗位都按照工效学的原则编制生产工艺和操作规程，以保证其正确性、安全性、高效性。对发现的问题，马上采取纠正措施，并举一反三，查找并纠正类似问题。公司人力资源部 每年都制订培训计划，采取内部培训、送外培训、选拔深造、举办讲座等方法和形式，对员工进行轮训，并将此纳入绩效考核内容，形成良好的学习风气。3、企业信息化建设公司在2002年就建立了自己的网站，同时在企业内部建立局域网，在所有部门包括末梢部门如供应、生产、销售等环节都普及计算机的应用，这样利用网络资源进行深层的挖掘，利用计算机技术进行信息处理和辅助管理，不同部门间的数据信息可以共享，设计、管理、生产的数据能进行交流，企业实现网络化、数字化环境：基本实现研发、生产、财务和客户管理、营销等各环节的信息化整合，实现企业内部的资源共享，大大提高企业的管理决策水平、技术创新能力、经济运行质量和经济效益；2003年公司信息化建设开始向“以客户为中心”实施战略转移。其主要标志之一就是以erp系统为依托，大力推进电子商务工程。利用电子商务和互联网技术，把企业内部信息系统向客户和供应商两端延伸，带动整个供应链实现信息化。 两年多来，网上用户信息服务系统开通各类用户近300家，向用户提供合同信息、生产进度、质保书数据、产成品出厂实绩的查询和数据下载功能。网上订货系统以erp系统为依托,以网络安全工程为保障，实现了实时在线的网上订货，支持公司的销售业务，取得了明显效益。4、企业主要业绩及获奖情况a、获奖情况1、“安徽省科学技术进步二等奖”（2003年、kdj-2100电能量管理与防窃电管理系统）2、“安徽省优秀软件产品” （2003年、kdj-2100电能量管理与防窃电管理系统）3、“安徽省优秀软件企业”（2004年）4、“安徽省人才工作先进单位”(2003年)5、“安徽省省校合作优秀企业” （2002年）6、“安徽省高技术产业化示范项目”（2002年、电力线多址数字通信机）7、安徽省优秀火炬计划项目 （电力线多址数字通信机）b、所获资质证书企业资质： 认定部门 日期高新技术企业认定证书 安徽省科学技术厅 01年至今软件企业认定证书 安徽省信息产业厅 01年至今安徽省优秀软件企业认定证书 安徽省软件行业协会 04年七月安徽省科研单位认定证书 安徽省科学技术厅 01年至今重合同守信用单位证书 安徽省工商管理局 （04年度）质量管理体系认证证书 中质协质量保证中心 02年至今计算机信息系统集成资质证书 信息产业部 02年至今产品资质：1、“kd2100_ems电能量管理与防窃电系统”软件产品登记证书2、“kd2100_ems电能量管理与防窃电系统”国家级火炬计划项目证书 3、“kd2100_ems电能量管理与防窃电系统”计算机软件著作权登记证书 4、“kdjc900远动终端单元”全国工业产品生产许可证 5、“配电网络综合自动化系统”国家级火炬计划项目证书 6、“农电综合信息管理系统” 软件产品登记证书7、“kdjc-2100配电网综合自动化系统” 软件产品登记证书8、“电力线多址数字通信机”鉴定证书9、“pbj2100 配电变压器运行参数管理系统” 鉴定证书10、“dyg-2100低压电力用户集中抄表系统（软件）” 鉴定证书11、“ydk-2100供用电在线监测与控制系统” 鉴定证书12、“kdjc-2100配电网综合自动化系统” 鉴定证书13、“kdj-2100-ems电能量管理与防窃电管理系统” 鉴定证书14、“kd_100t配电变压器远方终端(ttu)” 鉴定证书15、“dyg-2100低压电力用户集中抄表系统” 软件产品登记证书16、“kdj-2100-ems电能量管理与防窃电管理系统”软件产品登记证书17、“ydk-2100供用电在线监测与控制系统”软件产品登记证书18、“kdjc-2100电网调度自动化系统”软件产品登记证书19、“pbj2100 配电变压器运行参数管理系统”软件产品登记证书20、“kd2100-ydfw移动客户服务系统”软件产品登记证书21、“kd2100-ytems油田电能量管理与故障定位系统”软件产品登记证书五、企业财务状况近年来，公司主营业务稳步增长，市场占有率逐年扩大，十多个系列高科技产品已推广到全国二百多个大中城市电力管理部门及油田、矿山系统，受到广大用户的好评。2005年实现销售收入5322万元，利润1020万元，税金508万元，资产负债率45%，连续多年被中国交通银行安徽省分行评为aa级信用企业。现将公司2003、2004年财务经济状况列表如下： 2004、2005年财务经济状况一览表 单位：万元序号 指标名称 2004年2005年1企业总资产506365602总负债152024633固定资产总额187524724流动资金总额115414555总收入379953226产品销售收入379953227净利润75210208上交税费4155089流动比率1.481.5210速动比率1.251.2311总资产报酬率148515.5212净资产收益率2427第二章 申报项目的主要内容一、项目名称及其说明 项目名称：电能量管理与监控一体化系统产业化项目电能量管理与监控一体化系统采用配网数据通讯载波技术, 采用c/s与b/s相结合的软件系统构造技术,通过在线路开关上安装ftu、 在配电变压器上安装ttu和多功能电表， 通过电压、电流互感器、采用交流采样技术、数字信号处理技术（fft）等先进技术，由单片机和dsp芯片进行采集、计算、状态判断，分析和处理，得到配电网和变压器的运行状况和故障数据，并经通道和通讯设备（电力载波/双绞线/光缆/gprs等）传输，送主站计算机网络系统进行在线监测与控制，它集故障管理、作业管理、维护管理及设备设施数据库为一体，具有可扩展、参数化、模块化、一体化等特点。为配电网的安全经济运行、保证电能质量、故障定位和故障排除、完善设备管理及提高工作效益提供了现代化的工具，为电力企业实现配电网自动化运行和信息化管理提供了完整的解决方案。2004年7月20日由安徽省科技厅组织了对“电能量管理及防窃电系统”的产品鉴定（该系统包含ttu和ftu），鉴定委员会正副主任分别由合肥工业大学的张崇巍教授和中国科技大学的赵天鹏教授担任，他们都是电力自动化领域的资深专家，他们对本系统的原理、算法进行了严谨的论证，并对系统进行了十二个项目的测试，给予了很高的评价。二、项目建设内容1、 产品方案扩改项目实施后设计年生产电能量管理与防窃电系统30套/a，主要销往全国各电力管理部门和大型企业及油田、矿山。产品方案见表1。表1 建设项目产品方案工程类别产品名称技术规格生产能力（套/a）备注现有工程电能量管理与防窃电系统kdj-2100 -ems10原有配电变压器远方终端(ttu)kd_100t1000原有配电网自动化系统远方终端（ftu）kd_100f1000原有电力线多址数字通信机dlc-2100100原有扩建工程电能量管理与防窃电系统kdj-2100 -ems30新增配电变压器远方终端(ttu)kd_100t3000新增配电网自动化系统远方终端（ftu）kd_100f3000新增电力线多址数字通信机dlc-2100300新增2、 项目组成扩改项目由主体工程、公用工程、辅助工程内容组成。项目组成及规模见表2。表2 项目组成及规模表工程类别主体工程公用、辅助工程扩改工程1. 扩建电力线多址数字通信机机体和配电变压器远方终端(ttu) 机体及配电网自动化系统远方终端（ftu）机体生产车间（机械加工生产车间），新增面积3000m2，新增设备32台/套，生产能力达到8000套/a；2. 改造壳体注塑生产车间，新增面积1000m2，新增数控注塑机6台，生产能力达到10000只/a；3. 改造焊接和装配生产线，增添装配线1条，焊接线1条，新增面积1000 m2，生产能力达到10000套/a；1 新建空压机站；2 完善给排水、供电系统；3 锅炉房扩建改造。3、 建设内容“电能量管理及防窃电系统”是光机电一体化设备，且是软硬件相结合的高技术产品，某些部件加工精度要求很高，整机装配、测试的环境要求和操作人员的素质要求都必须保证。因此，本次项目立足于高起点，采用先进的加工工艺和加工设备（机械零部件和模具的生产全部采用数控机床；电子部件采用波峰焊及回流焊，塑料加工采用最新的数控注塑机成型工艺），以计算机技术、信息技术、检测技术、质量控制技术与生产管理技术相结合,用计算机系统进行联系，采用将包括cad/cam在内的柔性生产线和环境适应性可靠性试验设备连接起来，实现产品从设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整系统，进而实现全范围的生产管理现代化。新增生产车间是利用去年技术改造已经建好的主体厂房，稍加装修即可。4、项目计划目标项目主要目标序号指标名称单位数量备注1年新增产量套20指电能量系统2年新增产值万元50003年新增销售收入万元45004年新增利润总额万元14455年新增上缴税金万元7806投资回收期年2.877货款偿还期年2.808投资利润率%28.09投资利税率%43.410财务内部收益率%42.0511盈亏平衡点%35.66三、项目主要内容及所需条件所需条件（见表）序号名 称单 位数 据备 注1项目总投资万元22502新增固定资产投入万元15503新增流动资金万元7004新增建筑面积m28000机械、电子、注塑、装配车间各一座5新增工艺设备台/套72含cad/cam软件6新增检测试验设备台/套8含软件测试平台7新增人员人60四、项目实施的进度安排整个项目计划在两年内完成（2006年7月初至2008年6月底）。整个计划可用甘特图来直观表示：任务1：可研报告审批任务2：施工图设计任务3：项目资金落实到位任务4：设备选型任务5：生产工艺编制任务6： 编制产品检验规程任务7：外协件供方确定 任务8：外购件供方确定 任务9：检测器具的采购、自制及检定任务10：营销计划实施 任务11：项目施工任务12：设备采购、安装调试任务13：生产人员培训任务14：流动资金落实到位任务15：试生产任务16：正式生产任务17： 质量管理体系建立、运行并认证任务18：准备资料进行项目竣工验收2006年2006年2006年2007年2007年2007年2007年2008年 2008年 7月初 9月 12月 3月 6月 9月 12月 3月 6月底进度计划甘特图第三章、项目的技术水平与主要特点一、项目的技术水平与主要特点1、系统组成（产品）kdjc2100ems电能量管理与监控一体化系统集中了自动化控制技术、网络通讯技术、计算机技术、微电子技术、微光机电技术等多种科技成果，针对10kv配电网， 通过在线路开关上安装ftu、 在配电变压器上安装ttu和多功能电表， 通过电压、电流互感器、采用交流采样技术、数字信号处理技术（fft）等先进技术，由单片机和dsp芯片进行采集、计算、状态判断，分析和处理，得到配电网和变压器的运行状况和故障数据，并经通道和通讯设备（电力载波/双绞线/光缆/gprs等）传输，送主站计算机网络系统进行在线监测与控制，它集故障管理、作业管理、维护管理及设备设施数据库为一体，具有可扩展、参数化、模块化、一体化等特点。为配电网的安全经济运行、保证电能质量、故障定位和故障排除、完善设备管理及提高工作效益提供了现代化的工具，为电力企业实现配电网自动化运行和信息化管理提供了完整的解决方案。电能量管理与监控一体化系统项目由以下三部分组成：l 主站计算机网络系统和软件。l 现场监控设备：包括若干台馈线自动化终端单元（ftu），变压器终端单元（ttu），多功能电表等。l 通讯和通道设备： 光纤通讯或电力线载波设备或无线gprs设备。如图3-1所示：图3-1. 系统组成结构图整个主站系统由关系库服务器、数据采集工作站数据处理工作站、调度员工作站、报表工作站web服务器、终端服务器、网络部件等组成。主站系统(ems)软件主要由数据采集和监视控制(scada)模块、用户侧管理系统(dms)模块及高级应用软件等功能模块组成。2、技术原理1)、主站系统软件技术原理kdjc2100_ems系统在整体软件设计上遵循按平台分层的思想，在整体上分为三个层次（见图3-2）：分布式支撑平台，实时应用处理平台，用户表现层。图3-2：平台分层结构其中处于最底层的分布式支撑平台galloplat用于处理操作系统、硬件设备、数据库之间的差异；galloplat主要组成部分如图3-3所示：图3-3：分布式支撑平台处于中间层的实时应用处理平台scadaplat专注于数据采集与处理，它归纳了自动化采集系统的特点；建立在galloplat上的scadaplat由以下部分组成：图3-4：实时应用处理平台建立在galloplat和scadaplat基础上的用户表现层主要由以下模块组成。根据用户选用的功能不同，用户表现模块不尽相同。图3-5、用户表现层主站能量管理系统(ems)主要由数据采集和监视控制(scada)、用户侧管理系统(dms)及高级应用软件等功能模块组成。scada系统是整个系统中最基本也是最重要的部分,是调度员了解配网系统运行状态并进行监控的主要手段； 而配电地理信息系统（gis）是建设dms的基础，通过gis软件技术对电力系统基础数据进行计算机管理，把dms中实时控制和离线应用有机结合，形成一个具有空间概念（地理环境信息）和基础信息(电网信息及用户信息)的分层管理基础数据库，既能方便地进行查询和管理,又为电力系统运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型，并为dms提供基础数据库平台，支持系统许多应用软件的开发和其它功能的实现。能够在地形图的基础上管理配电网资料和非图形参数，真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置,对所属电力用户的供电方式等各种信息。通过采集线路的电压、电流、有功、无功、功率因数等参数，来进行用户用电质量监测和变压器运行状况监测，线路故障状态监测。通过ttu完成监测配电电压越界情况、配电电流变化情况；线路功率因数变化情况、监测线路的有功功率及无功功率变化情况；同时还监测配电网频率变化情况和三相供电平衡情况等，通过ftu完成线路状态监测，故障判断和收集工作。利用辐射形配电网络潮流计算和采用硬件上的二变比较法，按照时间范围、设备所属线路、所在位置等方式进行统计分析，反映出各个监测点的硬遥信事件和软遥信事件，作为用电管理部门的决策依据，对十六种检测差值的异常情况进行逻辑计算,判定窃电时进行报警。 2）、配变监测终端ttu的技术原理其组成和基本原理如图3-6、3-7： 图3-6 ttu 组成原理图图3-7 . ttu软件模块图ttu由主控板和接口板组成。接口板主要由二次pt,ct，电源，运放信号处理等组成。 主控板是整个系统的核心,它采用ti公司生产的msp430f449 cpu芯片,系统程序存储在其片内flash存储器内、监控数据存储在一片1024k的eeprom芯片中，采用软、硬件watch dog。交流采样采用12位并行a/d转换器，确保采样精度。通过采集三相电压，三相电流，使用快速傅立叶算法计算三相电压，三相电流，零序电流，三相有功功率，三相无功功率，有功电量，无功电量，功率因数等，并统计系统运行情况如计算三相电压，三相电流，三相有功功率的最大最小值及出现时间，电压越上下限时间，线路停电时间，电压合格率，三相不平衡率等。还具有频率、油温测量，遥信遥脉采集功能。软件设计采用c语言为主， 软件采用结构化、模块化设计方法，主调度模块采用基于消息的程序调度机制。 3）、馈线自动化终端ftu的技术原理其组成和基本程序模块组成如图3-8、3-9所示：图3-8 ftu组成框图ftu 由dsp 组成，dsp 选用ti公司的tms320 f2812 , 它为32位定点dsp, 主频(150hmz)，片内128k16位flash，18ksram,包括非常丰富的外围设备：12-位 16通道adc, 双通道异步串口，can总线和spi同步串口， 12路pwm等。利用f2812自带的16通道12位ad进行交流采用，通过互感器采集电压、电流。开关量输入输出由dsp通用端口完成。串行通讯口和can总线都由dsp自带。 外部扩展ram 完成故障录波功能； 通过dsp的spi总线扩展时钟芯片和eeprom存储器；eeprom存储器保存系统的运行、维护、配置参数。图3-9 ftu程序模块组成图软件采用结构化、模块化设计方法，主调度模块采用基于消息的程序调度机制。3、系统功能及主要技术性能指标：a、系统功能主站系统功能：主站系统包括主站监控系统、配电网管理信息系统。主站系统基于autop 2.0自动化监控多载平台网络系统，它与配调变电站监控系统、户外终端设备和通讯系统配合完成配电网的监控功能(scada)；故障监测、定位、隔离和供电恢复功能；利用地理信息系统（gis）技术完成配电设备及设施管理功能（am/fm），此外还包括配电的基本应用软件功能。 配电变电站监控系统功能：变电站微机监控系统采用分布式体系结构，分布式rtu作为采集单元，并且设置工控机实现管理和当地监控功能。 数据采集功能 ：由带故障监测功能的rtu以一定的通讯方式与站内tcr连接，通过cpu实现终端设备的遥测功能，从而采集到终端设备的状态参数。 数据中继功能： 配电子站监控系统可以通过配置通讯端口，在配电主站和子站之间进行数据中转，实现数据的上传和主站操作控制信号的下达，完成中继功能。 很强的兼容性 具有丰富的通讯规约，支持目前最流行的所有规约，如：iec870-5-101、cdt、dnp3.0、sc1801等，从而保证了子站和主站之间，子站和rtu之间数据的一致传输，实现了监控系统极大的兼容性。终端设备监控功能： 监控系统能够根据接收的遥信、遥测量来进行故障诊断、故障隔离和故障恢复。窃电报警功能：对十六种检测差值的异常情况进行逻辑计算,判定窃电行为并及时报警。b、系统主要技术性能指标1）、模拟量遥测总误差：1.5%。 2）、中性点不接地系统单相接地故障判断准确率：可测量零序电压，用无功方向判断， 准确率 95%。电流比较法判断， 准确率 85%。相间短路故障判断正确率 98%。故障定位处理、隔离，非故障区段恢复供电时间（通讯速率9600 bit/s和ftu数量为30台， ttu数量为30台，以下同） 15s。3）、事件顺序记录站间事件分辨率：20ms。4）、数据通道传输速率：600，1200，2400，4800，9600bit/s。 5）、通道工作方式：半双工、全双工，有主备用通道时，可自动切换通道(包括手动)。 6）比特差错率：110-6。 7）、模拟屏控制器接口：串行方式或并行方式。8）、远动终端遥测、遥信、遥控、遥调的容量可以组合。 事件顺序记录站内事件分辨率：10ms。 模数转换总误差：0.5%。 9）、系统响应时间接地故障发生传输到主站时间：10s。遥信变位传输到主站时间：10s。 遥测量超越定值变化(越死区)传输到主站端时间，重要遥测量更新时间：10s。 遥控命令选择，执行或撤销传输时间：3s。 有实时数据的画面整幅调出响应时间： 画面总数的85%：3s； 其余画面：5s。 画面数据刷新周期：510s。 双机自动切换时间：20s。 10）、主站计算机与远动终端通信总速率：9600bit/s。 11）、系统可靠性：系统平均无故障时间（mtbf）10000小时；系统年可用率99.9%;计算机双机月平均运行率99.9%;scada功能年可用率99.9%;全网节点cpu平均负载30%;双机故障切换时间(自动) 25s;主备用节点切换时间(人工) 5s;系统时钟精度:稳定性1.5%;时间基准1毫秒采集数据误码率0.1%;遥测合格率98%. 二、项目创新点及总体评价 1、项目技术创新点为： 具有先进算法的数据分析系统电能量的短期负荷预测系统采用了多种预测模型算法，选用相应的修正系数，并针对多种预测方法所得预测数据进行比较，提供相对误差、平均绝对误差、均方误差、均方根误差等误差分析结果。对于线损率的计算，本项目采用方均根电流法、等值电阻法等算法，实现全方位线损的自动生成、监视和分析，实现线损的单值、多值比对分析，提供分级、分压、分线、分区线损统计报表，为实现“增供降损”提供有力依据，实现更精确的理论计算和统计线损与理论线损的比对。 本项目利用辐射形配电网络