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電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)模式研究

2013-12-26 14:37:56 電力信息化  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)是為SG186工程營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供電力用戶實(shí)時(shí)用電信息數(shù)據(jù),推進(jìn)營(yíng)銷(xiāo)計(jì)量、抄表、收費(fèi)模式標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和公司信息化建設(shè),為公司提升快速響應(yīng)市場(chǎng)變化、快速反映客戶需求從客戶用電
 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)是為“SG186工程”營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供電力用戶實(shí)時(shí)用電信息數(shù)據(jù),推進(jìn)營(yíng)銷(xiāo)計(jì)量、抄表、收費(fèi)模式標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和公司信息化建設(shè),為公司提升快速響應(yīng)市場(chǎng)變化、快速反映客戶需求從客戶用電信息的源頭提供數(shù)據(jù)支持,為分時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)、全面預(yù)付費(fèi)的營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)策略的實(shí)施提供技術(shù)基礎(chǔ)。

  按照項(xiàng)目需求調(diào)研和功能設(shè)計(jì)的要求,用電信息采集系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)型的電力用戶的采集全面覆蓋,對(duì)用戶的各類(lèi)用電信息實(shí)現(xiàn)全面采集,滿足各類(lèi)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)要求,滿足公司各級(jí)各部門(mén)經(jīng)營(yíng)管理的要求。

1.1.1 采集對(duì)象
  按照項(xiàng)目需求調(diào)研和功能設(shè)計(jì)的要求,用電信息采集系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)型的電力用戶的采集全面覆蓋,對(duì)用戶的各類(lèi)用電特征信息實(shí)現(xiàn)全方面采集,滿足各類(lèi)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)模式的營(yíng)業(yè)要求,滿足公司各級(jí)各部門(mén)經(jīng)營(yíng)管理的要求。

1.1.2 采集數(shù)據(jù)
  依據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的業(yè)務(wù)需求分析和系統(tǒng)功能規(guī)范提出的需求,電力用戶用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)能采集的電力用戶用電信息內(nèi)容分類(lèi)、信息的采集方式和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控需求整理如下

1.1.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)支持和管理功能
  依據(jù)系統(tǒng)建設(shè)對(duì)業(yè)務(wù)需求的調(diào)研分析和系統(tǒng)功能規(guī)范設(shè)計(jì),電力用戶用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)能為實(shí)現(xiàn)的營(yíng)銷(xiāo)管理的業(yè)務(wù)功能提供充分的信息保障,為“SG186”系統(tǒng)提供及時(shí)、完整、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),能夠?yàn)橐韵聵I(yè)務(wù)工作提供以下業(yè)務(wù)支持和信息服務(wù):

  自動(dòng)抄表:實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表,獲得滿足電費(fèi)計(jì)費(fèi)出賬所需要的全部用電計(jì)量數(shù)據(jù),尤其是對(duì)階梯電價(jià)的執(zhí)行提供技術(shù)保障;

  預(yù)購(gòu)電控制:用戶預(yù)購(gòu)電信息下發(fā)、剩余電量查詢、預(yù)購(gòu)電信息提示、預(yù)購(gòu)電控制(跳閘、允許合閘);

  預(yù)購(gòu)電管理和電費(fèi)回收:系統(tǒng)提供的用戶負(fù)荷控制基礎(chǔ)功能,為實(shí)現(xiàn)預(yù)購(gòu)電管理和催收電費(fèi)提供有效的技術(shù)手段;

  客戶增值服務(wù):為通過(guò)網(wǎng)上發(fā)布、短信平臺(tái)、終端信息提示等向電力用戶發(fā)布用電信息和繳費(fèi)信息等信息服務(wù)奠定基礎(chǔ)條件;

  用電檢查和計(jì)量管理:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能表工況和計(jì)量異常事件,異常用電情況的及時(shí)判斷和告警,提供事件處理數(shù)據(jù)依據(jù),并為促進(jìn)電能表全壽命周期管理提供技術(shù)條件;

  有序用電控制:根據(jù)有序用電方案,對(duì)電力用戶的用電負(fù)荷進(jìn)行有序控制。

  用電信息綜合分析:系統(tǒng)對(duì)用戶用電負(fù)荷、電量等用電信息完整采集,為電力客戶關(guān)系管理和電力銷(xiāo)售市場(chǎng)分析提供了數(shù)據(jù)依據(jù);

  配變運(yùn)行管理:系統(tǒng)對(duì)配變負(fù)載率、功率因素、諧波超限、電壓合格率等信息的采集,為配變運(yùn)行管理和電能質(zhì)量統(tǒng)計(jì)工作提供了技術(shù)保障;

  線損管理:系統(tǒng)通過(guò)對(duì)大用戶、工商業(yè)用戶、城鄉(xiāng)居民用戶和臺(tái)區(qū)配變的全覆蓋用電信息采集,完整地實(shí)現(xiàn)配電線路電能信息全采集,在此基礎(chǔ)上為科學(xué)地準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)分層、分壓、分區(qū)線損自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析和考核管理奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

  數(shù)據(jù)開(kāi)放服務(wù):電力用戶用電信息采集系統(tǒng)采集的用戶實(shí)時(shí)用電信息是電網(wǎng)公司管理工作寶貴的資源,除與“營(yíng)銷(xiāo)SG186系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫”信息集成外,還將依據(jù)公司信息系統(tǒng)總體規(guī)劃的要求,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)信息共享。

1.2 主站建設(shè)模式
1.2.1 統(tǒng)一的用電信息采集
  電力用戶用電信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有用戶用電信息的采集,包括了大型專(zhuān)變用戶,中小型專(zhuān)變用戶、城鄉(xiāng)居民用戶,用戶面廣量大,用電環(huán)境各異,能夠到達(dá)的遠(yuǎn)程信道不同,現(xiàn)場(chǎng)安裝的終端類(lèi)型不同。雖然對(duì)象和信道各異,根據(jù)集約、統(tǒng)一、規(guī)范的原則以及營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)的需求,應(yīng)該建設(shè)統(tǒng)一的用電信息采集平臺(tái),在一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)電力用戶的全面覆蓋。

1.2.1.1 主站系統(tǒng)的建設(shè)
  用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)將建成一個(gè)大型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),管理多種通訊信道,同時(shí)接入大用戶負(fù)荷管理終端、集中抄表終端等多種終端,自動(dòng)采集所有電力用戶的用電信息,實(shí)現(xiàn)客戶用電信息管理、負(fù)荷控制、預(yù)購(gòu)電控制等直接應(yīng)用功能,通過(guò)集抄終端接入公配變計(jì)量點(diǎn)電表,完成配變數(shù)據(jù)采集。

  根據(jù)各網(wǎng)省電能量采集系統(tǒng)建設(shè)的情況和營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)的分類(lèi)的調(diào)查,除電力用戶外,還有許多電能計(jì)量點(diǎn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集。電力客戶信息采集系統(tǒng)的統(tǒng)一采集平臺(tái)功能設(shè)計(jì),能支持多種通訊信道和終端類(lèi)型,可用來(lái)采集其它的計(jì)量點(diǎn),如小水電、小火電上網(wǎng)關(guān)口、直到統(tǒng)調(diào)關(guān)口、變電站的各類(lèi)計(jì)量點(diǎn)。方案的設(shè)計(jì)同時(shí)考慮此類(lèi)計(jì)量點(diǎn)的采集和數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用。

1.2.1.2 已有系統(tǒng)的集成
  對(duì)于現(xiàn)有已經(jīng)建設(shè)運(yùn)行多年的負(fù)荷管理、集抄及其它系統(tǒng),可以將通訊信道和現(xiàn)場(chǎng)終端轉(zhuǎn)移到本采集系統(tǒng)統(tǒng)一管理,形成網(wǎng)省統(tǒng)一的用電信息采集系統(tǒng),不再保留單個(gè)獨(dú)立的負(fù)荷管理系統(tǒng)。換一個(gè)角度看,也可以認(rèn)為是對(duì)現(xiàn)有負(fù)荷管理系統(tǒng)主站進(jìn)行一次規(guī)模、容量、功能、采集對(duì)象范圍、統(tǒng)一全省標(biāo)準(zhǔn)的全方位升級(jí)。
  
  對(duì)于已經(jīng)建立了全省統(tǒng)一的負(fù)荷管理系統(tǒng)并且非常強(qiáng)化控制功能的網(wǎng)省公司,電力用戶用電信息采集系統(tǒng)對(duì)象是未納入負(fù)荷管理系統(tǒng)采集范圍的大用戶、高壓或低壓非普工業(yè)、商業(yè)、城鄉(xiāng)居民電力用戶,兩系統(tǒng)相互接口,共同完成全部電力用戶的用電信息采集,保證電力用戶的全部覆蓋。

1.2.2 營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用的集成統(tǒng)一
  根據(jù)“SG186工程”營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),電能信息采集是營(yíng)銷(xiāo)九大業(yè)務(wù)應(yīng)用分類(lèi)之一,本系統(tǒng)的主站擔(dān)任了信息采集業(yè)務(wù)的實(shí)際數(shù)據(jù)采集執(zhí)行動(dòng)作,將業(yè)務(wù)指令轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際向現(xiàn)場(chǎng)終端發(fā)出的通訊報(bào)文,將現(xiàn)場(chǎng)終端返回報(bào)文解釋成真實(shí)的客戶用電信息傳遞個(gè)采集業(yè)務(wù)流程。

  按照營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),采集系統(tǒng)僅完成采集指令的執(zhí)行,無(wú)獨(dú)立的檔案和數(shù)據(jù)庫(kù),自動(dòng)采集業(yè)務(wù)和手動(dòng)采集以及人工現(xiàn)場(chǎng)采集均作為營(yíng)銷(xiāo)抄表業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理和執(zhí)行。但在 “SG186”營(yíng)銷(xiāo)管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)還沒(méi)有全面部署到位前,用電信息采集系統(tǒng)的主站設(shè)計(jì)將建設(shè)完整的主站,實(shí)現(xiàn)信息采集業(yè)務(wù)的完整功能,并完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析管理基本應(yīng)用,和現(xiàn)有營(yíng)銷(xiāo)信息系統(tǒng)之間以接口形式完成數(shù)據(jù)交換,同步復(fù)制營(yíng)銷(xiāo)客戶檔案以及抄表任務(wù)計(jì)劃,在采集系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行采集任務(wù),完成的數(shù)據(jù)上裝到營(yíng)銷(xiāo)信息系統(tǒng)。

1.2.3 應(yīng)用部署模式
  采集系統(tǒng)的應(yīng)用部署和各個(gè)網(wǎng)省公司的管理模式密切相關(guān),根據(jù)需求調(diào)查的結(jié)果,能夠適合各網(wǎng)省公司以及直轄市的采集系統(tǒng)應(yīng)用部署模式有集中和分布兩種形式。

1.2.3.1 部署方案
  集中式部署是全省(直轄市)僅部署一套主站系統(tǒng),一個(gè)統(tǒng)一的通信接入平臺(tái),直接采集全省范圍內(nèi)的所有現(xiàn)場(chǎng)終端和表計(jì),集中處理信息采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)應(yīng)用。下屬的各地市公司不設(shè)立單獨(dú)的主站,用戶統(tǒng)一登錄到省公司主站,根據(jù)各自權(quán)限訪問(wèn)數(shù)據(jù)和執(zhí)行本地區(qū)范圍內(nèi)的運(yùn)行管理職能。集中部署主要適用于用戶數(shù)量相對(duì)較少,地域面積不特別大,企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)非常堅(jiān)強(qiáng)的各個(gè)網(wǎng)省公司以及直轄市公司。簡(jiǎn)稱(chēng)為集中采集,分布應(yīng)用。

  分布式部署是在全省各地市公司分別部署一套主站系統(tǒng),獨(dú)立采集本地區(qū)范圍內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)終端和表計(jì),實(shí)現(xiàn)本地區(qū)信息采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)應(yīng)用。省公司從各地市抽取相關(guān)的數(shù)據(jù),完成省公司的匯總統(tǒng)計(jì)和全省應(yīng)用。分布部署主要適用于用戶數(shù)量特別大,地域面積廣闊,企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)比較薄弱的網(wǎng)省公司。簡(jiǎn)稱(chēng)為分布采集,匯總應(yīng)用。

1.2.3.2 方案選擇
  集中式部署和分布式部署的區(qū)別主要在于IT架構(gòu)的不同,導(dǎo)致兩個(gè)方案存在如下的差異。

  1 分布式式減少了對(duì)企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)的可靠性要求以及網(wǎng)絡(luò)資源負(fù)擔(dān)。

  2 集中時(shí)部署時(shí)的故障影響范圍涉及面較廣。

  3 集中時(shí)部署相對(duì)經(jīng)濟(jì)投資成本較低,運(yùn)行維護(hù)統(tǒng)一。
應(yīng)用部署模式選擇的主要依據(jù)是遵循營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的部署模式,用電信息采集本就是營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的組成部分,將用電信息采集系統(tǒng)的主站部署和營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用一致起來(lái),系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)行維護(hù)均非常有利。

  在部署模式不能和營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)一致時(shí),根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模考慮。通常低于500萬(wàn)用戶的宜采用全省集中主站部署,高于500萬(wàn)以上用戶的網(wǎng)省公司可以考慮省市兩級(jí)部署的應(yīng)用模式。全省集中主站部署的主站數(shù)量不宜超過(guò)1000萬(wàn)的居民用戶數(shù)量(10萬(wàn)個(gè)終端)。

1.3 用電信息采集模式
  根據(jù)上述采集對(duì)象的分類(lèi)特點(diǎn),電力用戶用電信息采集系統(tǒng)將以不同的技術(shù)模式,分別實(shí)現(xiàn)對(duì)六類(lèi)采集點(diǎn)用電信息集中采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控,達(dá)到對(duì)所有電力用戶的采集的“全覆蓋”,實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)管理的“全覆蓋”。

  下面針對(duì)這六類(lèi)采集對(duì)象分別簡(jiǎn)要描述其采集模式的主要技術(shù)特征,更詳細(xì)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)在本報(bào)告其后的技術(shù)方案中闡述。

1.3.1 大型專(zhuān)變用戶的信息采集模式
  實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量電表的遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)用電電量、負(fù)荷數(shù)據(jù)的采集、計(jì)量工況等現(xiàn)場(chǎng)事件信息的采集、用戶用電負(fù)荷控制和用電量控制、提供本地信息服務(wù)等系統(tǒng)功能。

  大型專(zhuān)變用戶裝用基于負(fù)荷管理功能的專(zhuān)變采集終端,該終端通過(guò)與電表間的實(shí)時(shí)抄表通信、實(shí)時(shí)采集電表輸出脈沖,獲取并存貯電表的計(jì)量數(shù)據(jù)和信息;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量裝置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè);通過(guò)對(duì)用戶用電開(kāi)關(guān)的直接監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)電量控制和負(fù)荷控制功能;通過(guò)遠(yuǎn)程通信與系統(tǒng)主站建立直接數(shù)據(jù)通信,接收?qǐng)?zhí)行系統(tǒng)主站的集中管理,向系統(tǒng)主站傳送現(xiàn)場(chǎng)采集的用戶用電信息;為用戶提供本地信息服務(wù)等。

  該終端與系統(tǒng)主站之間的通信可供采用的數(shù)據(jù)傳輸通道有:專(zhuān)用的光纖網(wǎng)絡(luò)、GPRS/CDMA虛擬專(zhuān)網(wǎng)、230MHz無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)。

1.3.2 中小型專(zhuān)變用戶采集模式
  實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量電表的遠(yuǎn)程抄表、強(qiáng)化計(jì)量工況和現(xiàn)場(chǎng)事件的信息采集、支持預(yù)購(gòu)電功能、具有必要的本地信息服務(wù)等

  中小型專(zhuān)變用戶裝用專(zhuān)變采集終端,通過(guò)與電表的實(shí)時(shí)抄表通信,獲取并存貯電表的計(jì)量數(shù)據(jù)和信息;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量裝置實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè);通過(guò)對(duì)用戶用電開(kāi)關(guān)的直接監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)預(yù)購(gòu)電控制管理;通過(guò)遠(yuǎn)程通信與系統(tǒng)主站建立直接數(shù)據(jù)通信,接收?qǐng)?zhí)行系統(tǒng)主站的集中管理,向系統(tǒng)主站傳送現(xiàn)場(chǎng)采集的用戶用電信息。

  該終端與系統(tǒng)主站之間的通信可供采用的數(shù)據(jù)傳輸通道有:專(zhuān)用的光纖網(wǎng)絡(luò)和GPRS/CDMA虛擬專(zhuān)網(wǎng)。

1.3.3 公配變下單相和三相工商業(yè)用戶采集模式
  實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量電表的遠(yuǎn)程抄表,系統(tǒng)強(qiáng)化對(duì)其用電信息、計(jì)量信息的實(shí)時(shí)采集和異常分析;在系統(tǒng)主站的監(jiān)控下,通過(guò)電表的直接控制實(shí)現(xiàn)完整的預(yù)購(gòu)電管理功能。

  對(duì)這兩類(lèi)用戶,系統(tǒng)將其納入配變臺(tái)區(qū)的系統(tǒng)集中抄表管理范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主站的集中抄表和信息采集。

  集中抄表模式見(jiàn)下一節(jié)描述。

1.3.4 居民用戶和公配變計(jì)量點(diǎn)采集模式
  實(shí)現(xiàn)居民計(jì)量電表的遠(yuǎn)程抄表和預(yù)付費(fèi)控制管理功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)配變臺(tái)區(qū)考核總表的遠(yuǎn)程抄表和用電信息采集。

  城鄉(xiāng)居民用戶具有用戶數(shù)量巨大,單個(gè)用戶采集的電能信息較少,故采用集中抄表模式來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和監(jiān)控。

  居民集中抄表以公用配變臺(tái)區(qū)為采集單位,先由當(dāng)?shù)丶谐斫K端利用本地采集數(shù)傳網(wǎng)絡(luò),將該配變臺(tái)區(qū)的全部居民電表(還包括該配電臺(tái)區(qū)的單相和三相工商業(yè)用戶電表)納入集中抄表管理范圍,通過(guò)本地抄表通信,集中采集各電表的計(jì)量數(shù)據(jù)。

  同時(shí),同一個(gè)集中抄表終端亦完成對(duì)該配變臺(tái)區(qū)總表的電能信息采集,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表。

  集中抄表終端通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)傳通信,上傳抄表數(shù)據(jù)等配電臺(tái)區(qū)所轄的用戶用電信息給系統(tǒng)主站,并接受主站的管理指令,完成對(duì)用戶計(jì)量電表的集中管理,在系統(tǒng)主站的監(jiān)管下通過(guò)電表實(shí)現(xiàn)預(yù)購(gòu)電管理功能。

集中抄表終端包括集中器和采集器兩種設(shè)備:
  1.集中器是指收集各采集終端或電能表的數(shù)據(jù),并進(jìn)行處理儲(chǔ)存,同時(shí)能和主站或手持設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的終端設(shè)備。

  集中器與系統(tǒng)主站之間的通信可供采用的數(shù)據(jù)傳輸通道有:專(zhuān)用的光纖網(wǎng)絡(luò)和GPRS/CDMA虛擬專(zhuān)網(wǎng)。

  2.采集器是用于采集多個(gè)電能表電能信息, 并可與集中器交換數(shù)據(jù)的設(shè)備,采集器的基本功能是實(shí)現(xiàn)集中器對(duì)電能表數(shù)據(jù)的抄收。

  因此,居民用戶的用電信息的采集是由集中器、采集器、電能表以及各設(shè)備間的數(shù)傳通信信道組成的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

1.3.4.1 模式一:集中器+載波
  集中器與具有通信模塊的電能表(載波表)直接交換數(shù)據(jù);

  集中器與系統(tǒng)主站的遠(yuǎn)程數(shù)傳通信可采用專(zhuān)用光纖網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線公網(wǎng)(GPRS/ CDMA)等。集中器與電能表的抄表數(shù)傳通信采用窄帶電力線載波完成抄表收集。

1.3.4.2 模式二:集中器+采集器+RS-485表
  集中器、采集器和電能表組成二級(jí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),采集器采集多個(gè)電能表電能信息,集中器與多個(gè)采集器交換數(shù)據(jù)。

  集中器與采集器的本地?cái)?shù)傳通信采用窄帶電力線載波方式。

  采集器與電能表之間的抄表數(shù)傳通信采用RS-485總線方式。

1.3.4.3 模式三:網(wǎng)絡(luò)集中器+寬帶載波采集器+RS-485表
  本模式采用具有以太網(wǎng)絡(luò)接口的抄表數(shù)據(jù)集中器終端設(shè)備,通過(guò)專(zhuān)用的光纖網(wǎng)絡(luò),與系統(tǒng)主站建立數(shù)傳通信。

  集中器與采集器之間的數(shù)傳通信采用寬帶電力線載波技術(shù),完成集中器對(duì)采集器的集中管理和數(shù)據(jù)收集。

  采集器與居民電表之間采用RS-485總線數(shù)傳通信方式,實(shí)現(xiàn)抄表數(shù)據(jù)的采集和主站信息的傳遞。

1.4 數(shù)據(jù)通信模式
  電力用戶用電采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須滿足穩(wěn)定可靠的技術(shù)特性,完整的采集數(shù)據(jù)傳輸由遠(yuǎn)程通信和本地通信兩類(lèi)通信網(wǎng)絡(luò)有機(jī)構(gòu)成,分別提供電力用戶現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)采集終端至系統(tǒng)主站間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸通信和采集終端至采集對(duì)象(電表)之間的通信。

  本報(bào)告分別給出了遠(yuǎn)程通信和本地通信的模式說(shuō)明和技術(shù)規(guī)范。

  電力用戶用電采集系統(tǒng)的通信模式必須嚴(yán)格遵循《DL/T 698 電能信息采集與管理系統(tǒng)》的規(guī)定,按該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。另外,根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司的統(tǒng)一部署,在部分網(wǎng)省試點(diǎn)應(yīng)用《GB/T 19887 自動(dòng)抄表系統(tǒng)底層通信協(xié)議》,該標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC62056,標(biāo)準(zhǔn)的其它部分正在制定當(dāng)中。

1.4.1 遠(yuǎn)程通信
  遠(yuǎn)程通信是指采集終端和系統(tǒng)主站之間的數(shù)據(jù)通信。通過(guò)遠(yuǎn)程通信,系統(tǒng)主站與用戶側(cè)的采集終端設(shè)備間建立聯(lián)系,下達(dá)指令和參數(shù)信息,收集用戶用電信息。

  當(dāng)前,可供電力用戶用電信息采集系統(tǒng)開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ刨Y源主要有以下三種:
  1.電力營(yíng)銷(xiāo)自有的230MHz無(wú)線專(zhuān)用數(shù)傳網(wǎng)。

  2.公共營(yíng)運(yùn)商提供的GPRS/CDMA虛擬專(zhuān)用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò);

  3.電力公司自有的配電線路光纖專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)。

  確定電力用戶用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通信信道的應(yīng)用時(shí)應(yīng)按以下優(yōu)先原則進(jìn)行:
  1.首先選擇電力營(yíng)銷(xiāo)專(zhuān)用光纖網(wǎng)絡(luò);

  2.其次應(yīng)用公共營(yíng)運(yùn)商提供的GPRS/CDMA通信技術(shù),構(gòu)建虛擬專(zhuān)用數(shù)傳通信網(wǎng)絡(luò);

  3.第三利用供電企業(yè)現(xiàn)有的230兆無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)資源。
  上述三種通信技術(shù)條件,均是當(dāng)前建設(shè)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的寶貴資源。在同一個(gè)地區(qū),應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況,有條件的前提下,按上述優(yōu)選原則采納其中一種或同時(shí)采納兩種、三種模式,綜合利用,相互彌補(bǔ),共同完成電力用戶用電信息采集全覆蓋的任務(wù)。

下面分別簡(jiǎn)要描述這三種通信模式主要的技術(shù)特性和應(yīng)用規(guī)范。

1.4.1.1 專(zhuān)用光纖網(wǎng)絡(luò)
  光纖專(zhuān)網(wǎng)是指依據(jù)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃而建設(shè)的以光纖為信道介質(zhì)的一種電力公司內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò),覆蓋全網(wǎng)的配電線路
目前公司所轄電網(wǎng)內(nèi)35KV、66KV、110KV及以上變電站基本具備骨干光纖通信,具備至1*2M或10M以太網(wǎng)接口,在此基礎(chǔ)上具備向下延伸的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。光纖專(zhuān)網(wǎng)旨在電力通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上,向配網(wǎng)延伸,覆蓋全部10KV線路,將高速以太網(wǎng)延伸至每個(gè)臺(tái)區(qū),形成光纖通信專(zhuān)網(wǎng)。業(yè)務(wù)流向?yàn)閷?0KV配電線路和低壓側(cè)業(yè)務(wù),即專(zhuān)變大用戶、工商業(yè)用戶和居民用戶的用電信息統(tǒng)一接入,由上級(jí)變電站通信節(jié)點(diǎn)上傳至系統(tǒng)主站。

  該通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),將根本地解決了電力用戶用電采集的遠(yuǎn)程數(shù)傳通信的信道資源問(wèn)題。據(jù)此,系統(tǒng)主站與采集現(xiàn)場(chǎng)建立了可靠的通信技術(shù)條件,滿足電力用戶用電信息采集系統(tǒng)集中采集和監(jiān)控的需要:

  光纖網(wǎng)絡(luò)完整地覆蓋整個(gè)配電線路,在每一個(gè)專(zhuān)變大用戶和公用臺(tái)變提供以太接口方式的網(wǎng)絡(luò)接口;

  相對(duì)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需求而言,光纖通信專(zhuān)網(wǎng)提供了不受限的接入容量和高速的數(shù)傳速率;

  光纖通信專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)上不但通信穩(wěn)定可靠,更重要的是屬公司自有的專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò),不存在“第三方”的安全隱患。

1.4.1.2 公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
  公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信模式業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱(chēng)公網(wǎng)信道,它是相對(duì)于電力公司自身建設(shè)的專(zhuān)用信道而言的,使用或租用公共通信運(yùn)營(yíng)商建設(shè)的公共通信資源,當(dāng)前電力用戶用電信息采集系統(tǒng)主要應(yīng)用的是中國(guó)移動(dòng)公司提供的GPRS和中國(guó)電信公司提供的CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)。

  由于公網(wǎng)信道建設(shè)的初衷是為社會(huì)公眾提供通信資源,電力用戶用電信息采集系統(tǒng)使用公網(wǎng)信道時(shí)必須采用一系列的技術(shù)手段以滿足自身需求,尤其應(yīng)該在安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性等諸方面著重考慮。

  建議以省(直轄市)公司為單位,地市(區(qū)縣)單位參與,統(tǒng)一與通信運(yùn)營(yíng)商協(xié)商進(jìn)行技術(shù)與商務(wù)談判爭(zhēng)取最大的技術(shù)支持和最優(yōu)惠的資費(fèi)以滿足下述各項(xiàng)要求。

1.4.1.3 230MHz無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)
  230MHz無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)通信模式簡(jiǎn)稱(chēng)230專(zhuān)網(wǎng),它是利用國(guó)家無(wú)線電委員會(huì)為電力負(fù)荷控制批準(zhǔn)的專(zhuān)用、在230兆頻段范圍內(nèi)的十五對(duì)雙工頻點(diǎn)和十個(gè)單工頻點(diǎn)構(gòu)建的、承載于模擬式無(wú)線通信技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)通信資源,曾經(jīng)是集中式電力負(fù)荷控制主要的技術(shù)裝備,目前仍被多數(shù)網(wǎng)省公司作為電力大型專(zhuān)變用戶用電信息采集和監(jiān)控所用。

  在電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)中繼續(xù)保留230專(zhuān)網(wǎng)模式,是當(dāng)前的技術(shù)層面的權(quán)宜之計(jì)。鑒于該模式受容量限制,可限作為大型專(zhuān)變用戶的信息采集和監(jiān)控之用,并積極向光纖專(zhuān)網(wǎng)過(guò)渡。

使用230專(zhuān)網(wǎng),須切實(shí)注意和落實(shí)以下幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn):
  1.合理的組網(wǎng)規(guī)劃,有效地利用頻點(diǎn)復(fù)用,充分利用有限的資源獲得最大的系統(tǒng)容量;

  2.正確應(yīng)用230專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)共線等技術(shù)特點(diǎn),保證系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性;

  3.采用可靠的電臺(tái)故障長(zhǎng)發(fā)抑制技術(shù),保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

  4.嚴(yán)格用戶現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備及配套設(shè)施的安裝質(zhì)量,減少系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量。

1.4.2 本地通信
  本地通信是指采集終端和用戶電表之間的數(shù)據(jù)通信。對(duì)于大用戶和工商業(yè)用戶來(lái)說(shuō),其用電信息采集所用的本地通信通常采用RS 485總線,相對(duì)比較簡(jiǎn)單;而居民用戶用電信息采集的本地通信相對(duì)比較復(fù)雜,多種通信方式同時(shí)共存。

  本地通信分為電力線載波(窄帶、寬帶)和RS-485總線兩種通信模式,其中電力線載波通信又分為窄帶和寬帶兩類(lèi)。

  寬帶載波技術(shù)用于集中器與采集器之間的通信連接,窄帶載波技術(shù)用于集中器與居民電能表之間的通信連接。

在同一臺(tái)區(qū)(域)中,不能同時(shí)應(yīng)用寬帶和窄帶兩種載波技術(shù)混合組網(wǎng)通信。

1.4.2.1 RS-485總線通信
1.4.2.1.1 技術(shù)特點(diǎn)
  信號(hào)傳輸可靠性高、雙向傳輸,需敷設(shè)RS 485線路,存在安裝調(diào)試復(fù)雜、容易遭到人為破壞等問(wèn)題。

  適用于電能表位置集中、用電負(fù)載特性變化較大的臺(tái)區(qū),例如城市新建公寓小區(qū)等。

1.4.2.1.2 技術(shù)規(guī)范
  1. 接收器的輸入電阻RIN≥12kΩ。

  2. 驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓。

  3. 輸入端的電容≤50pF。

  4. 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè),配置了120Ω的終端電阻的情況下,驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān))。

  5. 接收器的輸入靈敏度為200mV。

  接入容量依據(jù)采集對(duì)象數(shù)量可設(shè)計(jì)為8、16、32塊電能表;傳輸距離為1200m,若增加傳輸距離及接入容量,應(yīng)加入中繼器。

1.4.2.2 低壓窄帶載波通信
  低壓寬帶載波通信技術(shù)指載波信號(hào)頻率范圍>500kHz的低壓電力線載波通信。
1.4.2.2.1 技術(shù)特點(diǎn)
  數(shù)據(jù)傳輸速率較低,雙向傳輸,無(wú)需另外鋪設(shè)通信線路,安裝方便、可以方便地將電力通信網(wǎng)絡(luò)延伸到低壓用戶側(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電表的數(shù)據(jù)采集和控制,適適應(yīng)性好。

  但電力線存在信號(hào)衰減大、噪聲源多且干擾強(qiáng)、受負(fù)載特性影響大等問(wèn)題,對(duì)通信的可靠性形成一定的技術(shù)障礙,具體應(yīng)用時(shí)需要軟、硬件技術(shù)結(jié)合完成組網(wǎng)優(yōu)化。

  適用于電能表位置較分散、布線較困難、用電負(fù)載特性變化較小的臺(tái)區(qū),例如城鄉(xiāng)公變臺(tái)區(qū)供電區(qū)域、別墅區(qū)、城市公寓小區(qū)

1.4.2.2.2 技術(shù)規(guī)范
  國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T698-2007對(duì)低壓窄帶載波抄表通信組網(wǎng)給出了技術(shù)規(guī)范,在制定具體工程實(shí)施技術(shù)方案時(shí),應(yīng)予以嚴(yán)格遵循。

  目前,技術(shù)層面上低壓電力線窄帶載波技術(shù)上存在不同的技術(shù)特性,不利于大規(guī)模推進(jìn)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的居民集中抄表,并限制了載波通信技術(shù)的完善和發(fā)展,亟待制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備(包括集中器、采集器和電表等設(shè)備)的互聯(lián)、互通和互換技術(shù)條件。

  為此,將迅速開(kāi)展采集設(shè)備通信標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的可行性研究,研究分析電力線載波通信技術(shù),針對(duì)低壓電力線載波通信技術(shù)的主要技術(shù)特性和參數(shù),例如:中心頻率、調(diào)制方式及擴(kuò)頻碼長(zhǎng)、占有帶寬、最大發(fā)送電平、使用頻帶外的干擾電平、接收靈敏度、抗干擾電平值、可變負(fù)載阻抗值、傳輸協(xié)議及路由算法、以及相關(guān)的技術(shù)測(cè)試和參數(shù)測(cè)量方式,等等方面,盡快提出解決系統(tǒng)采集設(shè)備互聯(lián)、互通和互換的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,作為國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范設(shè)備制造和工程實(shí)施,保障和支撐電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的全面完成。

1.4.2.3 低壓寬帶載波通信
  低壓寬帶載波通信技術(shù)指載波信號(hào)頻率范圍>500kHz的低壓電力線載波通信。

1.4.2.3.1 技術(shù)特點(diǎn)
  低壓寬帶載波通信占用頻帶寬,數(shù)據(jù)傳輸速率高,數(shù)據(jù)容量大,雙向傳輸,無(wú)需另外鋪設(shè)通信線路,安裝方便、可以方便地將電力通信網(wǎng)絡(luò)延伸到低壓用戶側(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電表的數(shù)據(jù)采集和控制,適應(yīng)性好。

  存在高頻信號(hào)衰減較快的問(wèn)題,在長(zhǎng)距離通信中需要中繼組網(wǎng)解決傳輸。

  相對(duì)窄帶載波通信,款帶載波安全性更好,通信可靠性更高,這種模式適合用戶電表集中、數(shù)量不大的城市臺(tái)區(qū),能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)功能。

1.4.2.3.2 技術(shù)規(guī)范
  《電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)低壓電力線通信寬帶接入系統(tǒng)技術(shù)要求》、《低壓電力線通信寬帶接入系統(tǒng)測(cè)試要求》對(duì)電力線寬帶通信進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)和測(cè)試規(guī)范,目前已經(jīng)報(bào)批。

  公司系統(tǒng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《低壓電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目《PLC安全技術(shù)研究》(SGKJ[2004]405)的要求制訂,內(nèi)容涵蓋了電力線寬帶高速通信的技術(shù)條件、施工規(guī)范、運(yùn)行規(guī)范、驗(yàn)收規(guī)范及檢驗(yàn)方法,對(duì)利用寬帶電力線通信技術(shù)在本地通信組網(wǎng)方面的技術(shù)工作給予了具體指導(dǎo)。在制定具體工程實(shí)施技術(shù)方案時(shí),應(yīng)予以嚴(yán)格遵循
國(guó)際上《電力線寬帶硬件標(biāo)準(zhǔn)》IEEE P1675提供一個(gè)在架空或地埋電力線上進(jìn)行硬件安裝的完整標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容包括為電力線寬帶的外圍硬件設(shè)備,主要是耦合器(電容耦合器和電感耦合器)、中繼器的外殼、接地和焊接等提供一個(gè)安裝、測(cè)試、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE P1775 提供了電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)IEEE P1901提供了基本技術(shù)規(guī)范

  寬帶電力線通信標(biāo)準(zhǔn)目前正在進(jìn)一步完善和起草中,規(guī)定了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,在產(chǎn)品的互換、互聯(lián)和互通方面滿足系統(tǒng)建設(shè)的要求。

1.5 預(yù)付費(fèi)管理模式
  根據(jù)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)的發(fā)展,需要考慮設(shè)置全面預(yù)付費(fèi)的客戶用電管理模式,全面預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的選型有較大的影響。

  實(shí)現(xiàn)電力用戶全面預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù),從用戶管理中為信譽(yù)等級(jí)高的用戶置電費(fèi)授信額度,其實(shí)際用電性質(zhì)是先用電后付費(fèi)。對(duì)于無(wú)授信額度的用戶需要預(yù)付電費(fèi)以增加信用額度保證其用電,實(shí)現(xiàn)預(yù)交費(fèi),后結(jié)算。用戶用電信息采集系統(tǒng)會(huì)連續(xù)采集用戶的用電情況,計(jì)算出其剩余電費(fèi)額度并顯示給用戶,在剩余電費(fèi)不多時(shí)提示用戶繳費(fèi),在剩余電費(fèi)為零時(shí)執(zhí)行購(gòu)電跳閘控制。

  預(yù)付費(fèi)管理需要由主站、終端、電表多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)控制方式也有主站預(yù)付費(fèi)、終端預(yù)付費(fèi)、電表預(yù)付費(fèi)三種形式。

1.5.1 主站預(yù)付費(fèi)
  主站預(yù)付費(fèi)是指執(zhí)行用戶剩余電費(fèi)的計(jì)算和發(fā)出控制跳閘指令的控制邏輯在主站完成,跳閘指令由現(xiàn)場(chǎng)的終端或者表計(jì)執(zhí)行。

  主站預(yù)付費(fèi)適用于各類(lèi)型的采集方式,主站采集電量數(shù)據(jù),計(jì)算出剩余電費(fèi),下發(fā)剩余電費(fèi)提示信息或跳閘指令。對(duì)專(zhuān)變用戶,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是帶控制輸出的終端加多功能電表的方式,現(xiàn)場(chǎng)信息的顯示和跳閘動(dòng)作的執(zhí)行在現(xiàn)場(chǎng)采集終端上;對(duì)于集中抄表用戶,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是集抄終端加帶控制數(shù)據(jù)功能的電表,現(xiàn)場(chǎng)信息的顯示和跳閘動(dòng)作的執(zhí)行在用戶的電表上。另外帶遠(yuǎn)程通訊功能且有控制輸出的多功能電表也適用此方案。

  主站預(yù)付費(fèi)方式,用戶的用電信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集到主站,主站可以根據(jù)用戶實(shí)際執(zhí)行的電價(jià)政策比較準(zhǔn)確地算出剩余電費(fèi),特別適用于執(zhí)行多種電價(jià)政策或電費(fèi)計(jì)算方式復(fù)雜的大用戶,不會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本地計(jì)算導(dǎo)致剩余電費(fèi)的計(jì)算誤差。

  主站預(yù)付費(fèi)方式,主站每天收集用戶的用電數(shù)據(jù),計(jì)算剩余電費(fèi),控制邏輯在主站完成,在用戶端沒(méi)有可以更改剩余電費(fèi)的手段,有效降低了惡意篡改剩余電費(fèi)的可能性。

  居民用戶的數(shù)量特別巨大,每天采集全部用戶信息并在主站完成預(yù)付費(fèi)邏輯對(duì)主站的計(jì)算壓力以及數(shù)據(jù)傳送量太大,主站預(yù)付費(fèi)模式對(duì)主站的要求較高。

1.5.2 終端預(yù)付費(fèi)
  終端預(yù)付費(fèi)是指終端接收主站下發(fā)的用戶預(yù)付費(fèi)信息和電價(jià)信息,不斷采集現(xiàn)場(chǎng)用電信息,連續(xù)計(jì)算用戶剩余電費(fèi),發(fā)出控制跳閘指令、執(zhí)行跳閘控制輸出的控制邏輯在現(xiàn)場(chǎng)終端內(nèi)完成。

  終端預(yù)付費(fèi)要求主站將用戶的初始電費(fèi)和電價(jià)下發(fā)給終端,在用戶交費(fèi)后,主站根據(jù)抄表結(jié)算情況重新計(jì)算剩余電費(fèi),再下發(fā)給終端。這是由原負(fù)荷管理系統(tǒng)中購(gòu)電控功能發(fā)展而來(lái)的,本意是限制用戶每日或每月的用電量,在信道資源不充裕時(shí),現(xiàn)場(chǎng)終端的閉環(huán)控制有效降低了對(duì)通訊信道的要求。但終端計(jì)算電費(fèi)的誤差較大,容易引起差錯(cuò),所以要求每天巡測(cè)用戶剩余電費(fèi),對(duì)不足用戶需要主站重新計(jì)算確認(rèn)。

  終端預(yù)付費(fèi)適用于安裝負(fù)荷管理終端的大型專(zhuān)變用戶,提示信息的顯示和控制執(zhí)行均在終端中完成,對(duì)電表無(wú)特別要求。

  終端預(yù)付費(fèi)是原有通訊條件下的實(shí)現(xiàn)方式,在新建系統(tǒng)中不建議采用。

1.5.3 電表預(yù)付費(fèi)
  電表預(yù)付費(fèi)是指電表接收主站下發(fā)的用戶預(yù)付費(fèi)信息和電價(jià)信息,根據(jù)用戶用電量,連續(xù)計(jì)算用戶剩余電費(fèi),發(fā)出控制跳閘指令、執(zhí)行跳閘控制輸出的控制邏輯在電表內(nèi)完成。

  電表預(yù)付費(fèi)要求主站將用戶的初始電費(fèi)和電價(jià)下發(fā)給電表,在用戶交費(fèi)后,主站根據(jù)抄表結(jié)算情況重新計(jì)算剩余電費(fèi),再下發(fā)給電表。主站將電費(fèi)通過(guò)采集系統(tǒng)的通訊信道下發(fā)到電表中,這和通過(guò)電卡等手段將購(gòu)電下裝到電表中是同樣的道理,預(yù)付費(fèi)電表完成本地剩余電費(fèi)信息提示和跳閘控制數(shù)據(jù)功能。

  由于分時(shí)電價(jià)和階梯電價(jià)的執(zhí)行,預(yù)付費(fèi)電表和預(yù)購(gòu)電電表有本質(zhì)的差異。預(yù)購(gòu)電電價(jià)單一,在交費(fèi)購(gòu)電時(shí)已經(jīng)完成了結(jié)算,有明確的電量下發(fā)到表內(nèi);預(yù)付費(fèi)是將電費(fèi)下發(fā)到表內(nèi),實(shí)際能夠使用的電量數(shù)將受用電時(shí)段以及用電量的階梯價(jià)格價(jià)格影響,到電費(fèi)用完時(shí)才知道實(shí)際的電量。居民用戶執(zhí)行的電價(jià)政策相對(duì)簡(jiǎn)單,電表內(nèi)部計(jì)算結(jié)果差生誤差的可能性少,最終以主站抄表結(jié)算數(shù)據(jù)完成最后交易結(jié)算。

  電表預(yù)付費(fèi)適用于公用配變臺(tái)區(qū)下的各類(lèi)型低壓用戶,現(xiàn)場(chǎng)安裝集中抄表終端,配置預(yù)付費(fèi)電能表,終端只完成用電信息采集工作,不參與預(yù)付費(fèi)邏輯。

1.5.4 預(yù)付費(fèi)的現(xiàn)場(chǎng)管理
  預(yù)付費(fèi)管理涉及到用戶交費(fèi)、電費(fèi)結(jié)算、用電控制等多個(gè)方面,在現(xiàn)場(chǎng)管理上要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題:

  一是用電控制方面。剩余電費(fèi)信息需要及時(shí)更新,特別是用戶剛交完錢(qián)時(shí)以及電費(fèi)即將用完時(shí),在電費(fèi)不足時(shí)要有有效的提示手段;在電費(fèi)為零后的跳閘輸出應(yīng)為短時(shí)間脈沖跳閘,跳閘后允許用戶合閘臨時(shí)用電,其后的跳閘頻度隨欠費(fèi)額的比例逐步加快;在用戶交費(fèi)后不再有跳閘信號(hào)輸出,顯示最新的剩余電費(fèi)信息,用戶自行合閘用電。

  二是電費(fèi)的及時(shí)下達(dá)方面。用戶如果在已經(jīng)欠費(fèi)跳閘的情況下來(lái)交費(fèi),電費(fèi)能否及時(shí)下達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)非常關(guān)鍵。但由于通訊信道的可靠率總不可能完全的百分之百,或存在局部設(shè)備故障的時(shí)候,將會(huì)引起電費(fèi)下發(fā)的延遲。這里需要一個(gè)給用戶恢復(fù)供電時(shí)間限值承諾,比如4個(gè)小時(shí),并有人工補(bǔ)充手段和相應(yīng)的管理制度保證。

第2章 系統(tǒng)架構(gòu)
  系統(tǒng)架構(gòu)部分主要從系統(tǒng)邏輯架構(gòu)、物理架構(gòu)、應(yīng)用部署方式、安全防護(hù)要求、系統(tǒng)指標(biāo)要求等幾方面,對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的整體框架進(jìn)行描述。從技術(shù)層面給出系統(tǒng)建設(shè)的總體架構(gòu)和要求。

2.1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)
  系統(tǒng)邏輯架構(gòu)主要從邏輯的角度對(duì)用電信息采集系統(tǒng)從主站、信道、終端、采集點(diǎn)等幾個(gè)層面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯分類(lèi),為下面各層次的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖邏輯架構(gòu)說(shuō)明:
  1.用電信息采集系統(tǒng)在邏輯上分為主站層、通信信道層、采集設(shè)備層三個(gè)層次。系統(tǒng)通過(guò)接口的方式,統(tǒng)一與營(yíng)銷(xiāo)應(yīng)用系統(tǒng)和其它應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行接口,營(yíng)銷(xiāo)應(yīng)用系統(tǒng)指“SG186”營(yíng)銷(xiāo)管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),除此之外的系統(tǒng)稱(chēng)之為其它應(yīng)用系統(tǒng)。接口的描述參見(jiàn)主站設(shè)計(jì)部分的接口方案章節(jié)。

  2.主站層又分為業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)采集、控制執(zhí)行、前置通信調(diào)度、數(shù)據(jù)庫(kù)管理幾大部分。業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯;數(shù)據(jù)采集負(fù)責(zé)采集終端的用電信息,并負(fù)責(zé)協(xié)議解析;控制執(zhí)行是對(duì)帶控制功能的終端執(zhí)行有關(guān)的控制操作;前置通信調(diào)度是對(duì)各種與終端的遠(yuǎn)程通信方式進(jìn)行通信的管理和調(diào)度等。主站的具體功能要求參見(jiàn)主站設(shè)計(jì)部分的功能設(shè)計(jì)章節(jié)。

  3.通信信道層是主站和采集設(shè)備的紐帶,提供了各種可用的有線和無(wú)線的通信信道,為主站和終端的信息交互提供鏈路基礎(chǔ)。主要采用的通信信道有:光纖專(zhuān)網(wǎng)、GPRS/CDMA無(wú)線公網(wǎng)、230MHz無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)。詳細(xì)描述參見(jiàn)后面的通信信道部分。

  4.采集設(shè)備層是用電信息采集系統(tǒng)的信息底層,負(fù)責(zé)收集和提供整個(gè)系統(tǒng)的原始用電信息,該層可分為終端子層和計(jì)量設(shè)備子層,對(duì)于低壓集抄部分,可能有多種形式,包括集中器+電能表和集中器+采集器+電能表等。終端子層收集用戶計(jì)量設(shè)備的信息,處理和凍結(jié)有關(guān)數(shù)據(jù),并實(shí)現(xiàn)與上層主站的交互;計(jì)量設(shè)備層實(shí)現(xiàn)用電計(jì)量等功能,詳細(xì)描述參見(jiàn)后面的終端設(shè)備部分。

2.2 系統(tǒng)物理架構(gòu)
  系統(tǒng)物理架構(gòu)是指用電信息采集系統(tǒng)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)成,從物理設(shè)備的部署層次和部署位置上給出形象直觀的體現(xiàn)。

物理架構(gòu)圖說(shuō)明:
  1.用電信息采集系統(tǒng)從物理上可根據(jù)部署位置分為主站、通信信道、采集設(shè)備三部分,其中系統(tǒng)主站部分建議單獨(dú)組網(wǎng),與營(yíng)銷(xiāo)應(yīng)用系統(tǒng)和其它應(yīng)用系統(tǒng)以及公網(wǎng)信道采用防火墻進(jìn)行安全隔離,保證系統(tǒng)的信息安全。有關(guān)系統(tǒng)安全的要求參見(jiàn)后面的系統(tǒng)安全防護(hù)章節(jié)。

  2.主站網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)主要由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、磁盤(pán)陣列、應(yīng)用服務(wù)器、前置服務(wù)器、接口服務(wù)器、工作站、GPS時(shí)鐘、防火墻設(shè)備以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成,詳細(xì)的設(shè)備說(shuō)明和配置參見(jiàn)后面的硬件設(shè)計(jì)及典型配置章節(jié)。

  3.通信信道是指系統(tǒng)主站與終端之間的遠(yuǎn)程通信信道,主要包括光纖信道、GPRS/CDMA公用網(wǎng)絡(luò)信道、230MHz無(wú)線電力專(zhuān)用信道等。有關(guān)信道的組網(wǎng)情況和信道特點(diǎn)等參照后面的通信信道部分。

  4.采集設(shè)備是指安裝在現(xiàn)場(chǎng)的終端及計(jì)量設(shè)備,主要包括專(zhuān)變終端、遠(yuǎn)程多功能表、集中器、采集器以及電能表計(jì)等。有關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能、性能等描述參見(jiàn)后面的終端設(shè)備部分。

2.3 系統(tǒng)安全防護(hù)
  隨著信息化水平的不斷提高,信息化的應(yīng)用環(huán)境也變得越來(lái)越復(fù)雜,信息系統(tǒng)所面臨的安全隱患也越來(lái)越多,系統(tǒng)建設(shè)中需要建立一套切實(shí)有效的安全防護(hù)體系,保證系統(tǒng)的安全。下面從安全防護(hù)的總體要求、主站安全防護(hù)、終端安全防護(hù)、通信信道安全防護(hù)幾個(gè)方面,對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的總體安全防護(hù)加以說(shuō)明。

2.3.1 總體要求
  用電信息采集系統(tǒng)是營(yíng)銷(xiāo)管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源的提供者,為了確保系統(tǒng)的安全性和保密性,在指導(dǎo)思想上,首先應(yīng)做到統(tǒng)一規(guī)劃,全面考慮;其次,應(yīng)積極采用各種先進(jìn)技術(shù),如虛擬交換網(wǎng)絡(luò)、防火墻技術(shù)、加密技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等,在系統(tǒng)的各個(gè)層面(操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等)加以防范;另外,在系統(tǒng)的日常運(yùn)行管理中,要加強(qiáng)規(guī)范管理、嚴(yán)格安全管理制度。

  安全防護(hù)體系建設(shè)的總體目標(biāo):防止信息網(wǎng)絡(luò)癱瘓、防止應(yīng)用系統(tǒng)破壞、防止業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)丟失、防止企業(yè)信息泄密、防止終端病毒感染、防止有害信息傳播、防止惡意滲透攻擊,以確保信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,確保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全。

  安全防護(hù)體系建設(shè)遵循以下策略:信息內(nèi)外網(wǎng)間采用邏輯強(qiáng)隔離設(shè)備進(jìn)行隔離;信息系統(tǒng)將以實(shí)現(xiàn)等級(jí)保護(hù)為基本出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行安全防護(hù)體系建設(shè),并參照國(guó)家等級(jí)保護(hù)基本要求進(jìn)行安全防護(hù)措施設(shè)計(jì);信息系統(tǒng)劃分為邊界、網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、應(yīng)用四個(gè)層次進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)層層遞進(jìn),縱深防御。

2.3.2 邊界安全防護(hù)
  邊界安全防護(hù)是指本系統(tǒng)與其它外系統(tǒng)間的邊界網(wǎng)絡(luò)接口的安全防護(hù)。網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)當(dāng)明確系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)邊界,做好防護(hù)。主要的防護(hù)措施有:
域間訪問(wèn)控制:在不同的安全域之間對(duì)所交換的數(shù)據(jù)流進(jìn)行訪問(wèn)控制,包括連接請(qǐng)求、通信流量、入侵檢測(cè)等;

  遠(yuǎn)程接入安全防護(hù):對(duì)于遠(yuǎn)程訪問(wèn),應(yīng)當(dāng)在信息邊界采用認(rèn)證加密等手段進(jìn)行相應(yīng)的安全防護(hù);

  對(duì)外服務(wù)安全:對(duì)通過(guò)邊界提供給外系統(tǒng)的數(shù)據(jù),要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和審核機(jī)制,對(duì)數(shù)據(jù)的流出做好記錄。

2.3.3 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全防護(hù)
  網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全防護(hù)對(duì)系統(tǒng)中的組網(wǎng)方式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信息流進(jìn)行安全控制措施設(shè)計(jì)。

  組網(wǎng)方式設(shè)計(jì)是指選擇安全可靠的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和組網(wǎng)方式,是保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全的基礎(chǔ),如通過(guò)公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)建立VPN等。

  網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)是指為了保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全,增加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備,如:路由器、交換機(jī)及防火墻、入侵檢測(cè)設(shè)備、防病毒工具、安全認(rèn)證芯片等。

  網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信息流包括各應(yīng)用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信息,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)可能被截獲、篡改、刪除,因此應(yīng)當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)層面采取安全措施以保證經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的安全。主要的措施有:

  入侵檢測(cè):對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進(jìn)行入侵檢測(cè);

  數(shù)據(jù)傳輸加密:對(duì)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信息流,首先通過(guò)安全認(rèn)證芯片進(jìn)行加密處理,然后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上,接收端同樣通過(guò)安全認(rèn)證芯片進(jìn)行解密認(rèn)證。

2.3.4 主站和終端設(shè)備安全防護(hù)
  主機(jī)系統(tǒng)安全防護(hù)應(yīng)當(dāng)從操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全、終端設(shè)備安全幾個(gè)層面進(jìn)行防護(hù)。

  操作系統(tǒng)安全:選擇安全可靠的操作系統(tǒng);制定用戶安全訪問(wèn)策略;限制管理員權(quán)限使用;及時(shí)升級(jí)操作系統(tǒng)安全補(bǔ)丁;安裝第三方防病毒安全軟件;做好數(shù)據(jù)備份。

  數(shù)據(jù)庫(kù)安全:制定數(shù)據(jù)庫(kù)用戶認(rèn)證機(jī)制和安全策略;對(duì)重要和敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)加密;及時(shí)升級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)安全補(bǔ)丁;數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)做到雙機(jī)熱備,數(shù)據(jù)庫(kù)的備份采用每天做增量備份、每周做全備份的方式進(jìn)行備份,數(shù)據(jù)庫(kù)的備份文件要考慮異機(jī)、異地的保存;對(duì)所有涉及安全的操作,要記錄完整的操作日志;提供系統(tǒng)級(jí)和應(yīng)用級(jí)完備的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制。

  終端設(shè)備安全:終端設(shè)備設(shè)計(jì)上要有防竊、防破壞、用電安全的措施;終端設(shè)備自身數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全和訪問(wèn)安全;終端設(shè)備對(duì)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)的安全認(rèn)證機(jī)制;終端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的處理措施,可通過(guò)安全認(rèn)證芯片進(jìn)行強(qiáng)加密處理。

2.3.5 業(yè)務(wù)應(yīng)用安全防護(hù)
  業(yè)務(wù)應(yīng)用安全防護(hù)從應(yīng)用系統(tǒng)安全防護(hù)、用戶接口安全防護(hù)、數(shù)據(jù)接口安全防護(hù)三個(gè)層面進(jìn)行描述。

  建議:要增加對(duì)表計(jì)的參數(shù)等方式進(jìn)行防護(hù)

2.3.5.1 應(yīng)用系統(tǒng)安全防護(hù)
  1.建立嚴(yán)格的系統(tǒng)管理和操作的管理規(guī)章制度,確保系統(tǒng)操作的安全可靠。

  2.應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)定期做備份。

  3.建立嚴(yán)格的基于用戶角色的權(quán)限管理和密碼管理,對(duì)操作人員設(shè)定不同密碼,并要求操作人員定期更換密碼。

  4.開(kāi)發(fā)測(cè)試系統(tǒng)與運(yùn)行系統(tǒng)要嚴(yán)格分開(kāi)。

  5.系統(tǒng)對(duì)所有改變系統(tǒng)參數(shù)、終端參數(shù)等操作的都要記錄操作日志,記錄所有受控操作發(fā)生的時(shí)間、對(duì)象、操作員、操作參數(shù)、操作機(jī)器IP地址等信息。對(duì)于敏感的控制操作要求IP地址綁定,并進(jìn)行密碼校驗(yàn)。

2.3.5.2 數(shù)據(jù)接口安全防護(hù)
  用電信息采集系統(tǒng)與其它系統(tǒng)間存在著大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要共享,這些跨系統(tǒng)共享的數(shù)據(jù)極大支持了營(yíng)銷(xiāo)應(yīng)用的資源整合和業(yè)務(wù)決策,但同時(shí)也增加了數(shù)據(jù)暴露的風(fēng)險(xiǎn)。需要制定相應(yīng)安全措施,以規(guī)范指導(dǎo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的數(shù)據(jù)接口安全要求。從技術(shù)角度來(lái)看,認(rèn)證和加密是保障數(shù)據(jù)接口安全的有效手段。

  對(duì)數(shù)據(jù)接口的安全防護(hù)分為域內(nèi)數(shù)據(jù)接口安全防護(hù)和域間數(shù)據(jù)接口安全防護(hù)。域內(nèi)數(shù)據(jù)接口是指數(shù)據(jù)交換發(fā)生在一個(gè)安全域的內(nèi)部,由于不同應(yīng)用系統(tǒng)之間需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù),而設(shè)置的數(shù)據(jù)接口;域間數(shù)據(jù)接口是指發(fā)生在不同的安全域間,由于跨安全域的不同應(yīng)用系統(tǒng)間需要共享數(shù)據(jù)而設(shè)置的數(shù)據(jù)接口。

  數(shù)據(jù)接口安全防護(hù)可考慮的安全措施:接口數(shù)據(jù)連接建立之前進(jìn)行接口認(rèn)證,認(rèn)證方式可采用共享口令、用戶名/口令等方式,并對(duì)口令長(zhǎng)度、復(fù)雜度、生存周期等進(jìn)行強(qiáng)制要求,在認(rèn)證過(guò)程中所經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目诹钚畔?yīng)當(dāng)禁止明文傳送,可通過(guò)哈希(HASH)單向運(yùn)算、SSL加密、SSH加密等方式實(shí)現(xiàn),也可通過(guò)專(zhuān)用的安全認(rèn)證芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.4 系統(tǒng)指標(biāo)
2.4.1 系統(tǒng)響應(yīng)速度
(  1)主站巡檢終端重要信息(重要狀態(tài)信息及總加功率和電能量)時(shí)間<15min;

  (2)系統(tǒng)控制操作響應(yīng)時(shí)間(遙控命令下達(dá)至終端響應(yīng)的時(shí)間)≤5s;

  (3)常規(guī)數(shù)據(jù)召測(cè)和設(shè)置響應(yīng)時(shí)間(指主站發(fā)送召測(cè)命令到主站顯示數(shù)據(jù)的時(shí)間)<15s;

  (4)歷史數(shù)據(jù)召測(cè)響應(yīng)時(shí)間(指主站發(fā)送召測(cè)命令到主站顯示數(shù)據(jù)的時(shí)間)<30s;

  (5)系統(tǒng)對(duì)客戶側(cè)事件的響應(yīng)時(shí)間≤30min;

  (6)常規(guī)數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時(shí)間<10s;

  (7)模糊查詢響應(yīng)時(shí)間<15s;

  (8)90%界面切換響應(yīng)時(shí)間≤3s,其余≤5s;

  (9)前置主備通道自動(dòng)切換時(shí)間<5s;

  (10)在線熱備用雙機(jī)自動(dòng)切換及功能恢復(fù)的時(shí)間<30s;

  (11)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送時(shí)間<5s。

2.4.2 系統(tǒng)可靠性指標(biāo)
  (1)遙控正確率≥99.99%;

  (2)主站年可用率≥99.5%;

  (3)主站各類(lèi)設(shè)備的平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)≥4&acute;104h小時(shí);

  (4)系統(tǒng)故障恢復(fù)時(shí)間≤2h;

  (5)由于偶發(fā)性故障而發(fā)生自動(dòng)熱啟動(dòng)的平均次數(shù)應(yīng)<1次/3600h。

2.4.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集成功率
  系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集成功率分一次采集成功率和周期采集成功率,均指非設(shè)備故障和非通信故障條件下的統(tǒng)計(jì)。

  (1)一次采集成功率:≥95%;

  (2)周期采集成功率:≥99.5%,周期為1天,日凍結(jié)數(shù)據(jù)。

2.4.4 主站設(shè)備負(fù)荷率及容量指標(biāo)
  (1)在任意30分鐘內(nèi),各服務(wù)器CPU的平均負(fù)荷率≤35%;

  (2)在任意30分鐘內(nèi),人機(jī)工作站CPU的平均負(fù)荷率≤35%;

  (3)在任意30分鐘內(nèi),主站局域網(wǎng)的平均負(fù)荷率≤35%;

(4)系統(tǒng)數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)≥3年。

2.4.5 主站運(yùn)行環(huán)境
  主站計(jì)算機(jī)機(jī)房的環(huán)境條件應(yīng)符合GB/T 2887-2000的規(guī)定。
主站應(yīng)有互為備用的兩路電源供電。必須配備UPS電源,在主電源供電異常時(shí),應(yīng)保證主站設(shè)備不間斷工作不低于2h。
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責(zé)任編輯:和碩涵

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