SZDBZ 29.6-2010 电动汽车充电系统技术规范 充电站监控管理系统.doc

ICS43.080T 47SZDB/Z深圳市标准化指导性技术文件SZDB/Z 29.62010电动汽车充电系统技术规范第6部分：充电站监控管理系统Technical specification of electric vehicle charging systemPart 6: Charging station supervisor management system 2010- 05-18发布2010- 06-01实施深圳市市场监督管理局发布SZDB/Z 29.62010目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义24总则35系统功能构成36系统技术要求77系统建设与系统验收9附录A（资料性附录）充电站监控管理系统典型结构图（单网结构）11附录B（资料性附录）充电站监控管理系统典型结构图（双网结构）12前言为贯彻落实国家节能环保政策，促进电动汽车推广应用，延伸供电服务价值链，指导和规范深圳市电动汽车配套充电设施建设，特制定本指导性技术文件。SZDB/Z 29-2010电动汽车充电系统技术规范分为九个部分： 第1部分：通用要求； 第2部分：充电站及充电桩设计规范； 第3部分：非车载充电机； 第4部分：车载充电机； 第5部分：交流充电桩； 第6部分：充电站监控管理系统； 第7部分：非车载充电机电气接口； 第8部分：非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议； 第9部分：城市电动公共汽车充电站。本部分为SZDB/Z 29-2010的第6部分。本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本部分由深圳市发展与改革委员会提出并归口。本部分起草单位：深圳市城市发展研究中心、中国南方电网有限责任公司、比亚迪股份有限公司、普天海油新能源动力有限公司、深圳市奥特迅科技有限公司、深圳市五洲龙汽车有限公司、深圳市计量质量检测研究院、深圳市科陆电子有限公司。本部分主要起草人：吴德林、蔡羽、文新民、陆象桢、徐涛、高声敢、余建国、黄志伟、李飞、余南华、蒋浩、王晓毛、孙卫明、柯丽、李涛、邓伟光、张建华、郭彬、邓先泉、傅毅、邵浙海、赵宇、刘金玉、吴志强、王凤仁、李志刚、徐跃飞、雷惠博。电动汽车充电系统技术规范 第6部分：充电站监控管理系统1 范围SZDB/Z 29-2010的本部分规定了电动汽车充电站监控管理系统的基本构成及应达到的功能要求和技术要求。本部分适用于深圳地区使用的电动汽车充电站监控管理系统。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2887-2000 电子计算机场地通用规范GB/T 9813-2000 微型数字电子计算机通用技术条件GB/T 13730-2002 地区电网调度自动化系统 GB/T 19596-2004 电动汽车术语GB 16282 火灾自动报警系统设计规范GB/T 17626.2-2006电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2006电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4-2008电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5-2008电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T 17626.6-1999电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T 17626.8-2006电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T 17626.10-1998电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.12-1998电磁兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验DL/T 634-5-104-2009 远动设备及系统 第5-104部分：传输规约采用标准传输协议DL/Z 860.1 变电站通信网络和系统 第l部分：概论DL/Z 860.2 变电站通信网络和系统 第2部分：术语DL/T 860.6 变电站通信网络和系统 第6部分：与变电站通信有关的智能电子设备的配置描述语言DL/T 860.10 变电站通信网络和系统 第10部分：一致性测试DL/T 860.71 变电站通信网络和系统 第7-1部分：变电站和馈线设备的基本通信结构原理和模型DL/T 860.72 变电站通信网络和系统 第7-2部分：变电站和馈线设备的基本通信结构 抽象通信服务接口(ACSI)DL/T 860.73 变电站通信网络和系统 第7-3部分：变电站和馈线设备的基本通信结构 公用数据类DL/T 860.74 变电站通信网络和系统 第7-4部分：变电站和馈线设备的基本通信结构 兼容逻辑节点类和数据类DL/T 860.81 变电站通信网络和系统 第8-l部分：特定通信服务映射(SCSM) 映射到MMS(ISO/IEC 9506-l和ISO/IEC 9506-2)和ISO/IEC 8802-3GA/T 711-2007 信息安全技术应用软件系统安全保护等级通用技术指南SZDB/Z 29.3-2010 电动汽车充电系统技术规范 第3部分：非车载充电机SZDB/Z 29.8-2010 电动汽车充电系统技术规范 第8部分：非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议3 术语和定义SZDB/Z 29.1-2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了SZDB/Z 29.1-2010中的一些术语和定义。3.1充电站 Charging Station具有特定控制功能和通信功能，将直流电能量传送到电动汽车上的设施总称。3.2充电站监控管理系统 Charging Station Supervisor management System指将充电站的充电机、充电车辆、配电设备、视频监视、火灾自动报警及站内其他设备的状态信息、参数配置信息及充电过程实时信息等进行集成，应用微机及网络通信技术，构成完整集中管理系统，实现站内设备的监视、保护、控制、数据记录、安全管理和事故情况下的紧急处理。3.3城市充电网络运营管理中心 Operation Management Center of City Charge Network将城市中的充电站站内数据信息通过网络技术集成形成城市范围的充电设施管理中心，实现对城市充电设施的全局调度、管理、决策和资源的综合组织体系。3.4分层式 Hierarchical一种将元素按不同级别组织起来的方式。其中，较上级的元素对较下级的元素具有控制关系。3.5分布式 Distributed指充电站监控管理系统的构成在资源逻辑或拓扑结构上的分布，主要强调从系统结构的角度来研究处理和功能上的分布问题。3.6网元层 Network Cell Level由分布在站内的各类设备单元如单元、配电监控单元、视频监视及处理单元、火灾自动报警等监控装置、网元层功能设备以及站级监控层网络的接口设备构成，完成面向单元设备的监测控制功能。3.7站级监控层Station Management Level由数据采集、计量收费、配电监控、火灾报警、视频监视、数据管理等功能组件构成，是面向充电站进行运行管理的中心控制层，实现对充电站内业务、设备、电池等数据的监控和管理，提供站内运营的保障。3.8网络管理层 Network Management Level由城市或区域中各充电站的远程数据交互、运营管理、数据维护、安全保障组件联合构成，实现城市或区域充电站网络运营管理功能，管理维护区域内充电站运营数据和综合资源，达到实现运营商事业管理功能。3.9VPN （Virtual Private Network）虚拟专用网（VPN）为通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。4 总则充电站监控管理系统应遵循如下原则：作为运行管理基础设施，有利于实现运行管理职责的区分与配置；有利于全系统的安全、信号采集、事故/故障处理，提高运行的可靠性、经济性，进一步确保充电的安全性。5 系统功能构成5.1 系统功能分层结构充电站监控管理系统从三个方面界定充电站的管理，即管理层次、管理功能和管理业务。具体划分见图1。图1 管理系统功能分层结构5.2 监控管理层次5.2.1 网络管理层应提供网络的管理功能，如数据传输，对多个网元的综合分析、协调功能组成。通过虚拟网络技术（VPN）与城市或区域充电网络运营管理中心连接，达到城市范围充电站运营事业管理。5.2.2 站级监控层包括操作一个或多个站内网元的功能，提供配置、性能、安全、故障等管理，由交换机、规约转换器等进行远端操作维护，设备软件、硬件的管理等。宜采用基于TCP/IP协议的10 M/100 M高速以太网作为通信网络。5.2.3 网元层由站数据采集和处理单元、单元、配电监控单元、视频监视单元、火灾自动报警单元等网元构成，是充电站监控管理系统的管理目标，实现面向设备的监测控制等基本功能。处于网元层的设备应采用实时、可靠、抗干扰性能好的现场总线或以太网络实现连接。5.3 充电站网络管理层功能要求5.3.1 数据传输5.3.1.1 应实现管理与城市或区域充电网络运营管理中心的数据交互，交互信息可包括充电站设备信息、电池信息、收费信息、业务受理信息、综合评价信息等。5.3.1.2 通过虚拟网络接口体系，应实现数据的共享、同步和备份。5.3.2 运行管理5.3.2.1 可对电池、设备、人员、业务、工作表单、历史操作、综合评价等相关信息的查询方式和统计方式进行配置。5.3.2.2 可对站内的运营情况进行评价，也可对本站在城市充电网络中的运营情况进行评价。5.3.3 用户管理充电监控系统应具有如下功能：a) 应实现对管理员及系统所有用户进行统一身份认证；b) 应实现对用户进行严格的访问控制，应确保用户和电池数据信息的安全访问。5.4 监控管理功能要求5.4.1 数据存储5.4.1.1 数据的分类与编码、精度等应符合城市充电网络运营管理系统的格式。5.4.1.2 每个数据库和应用软件数据库中的数据点都可按可设定的间隔时间进行周期性保存。5.4.1.3 应能自动根据存储空间发出历史数据整理提醒，可自动按照事先约定的规则删除整理。5.4.1.4 提供至少 60 天的历史数据缓存，并可恢复至历史数据库。5.4.1.5 当已用存储容量达到总容量的80%时发出告警信息。5.4.1.6 存储的数据应包括设备数据、电池数据、业务数据和系统运行支撑数据。5.4.1.7 数据内容要求如下：a） 设备数据应包括充电机、充电车辆、电能计量设备、配电设备、视频监视设备和安防设备的信息、使用情况、故障事件、故障维修和更换情况等。b） 电池数据应包括电池厂家信息、电池参数、电池批次信息、电池充电历史记录、电池电压、电池充放电电流、电池充放电能、电池温度、电池SOC、故障记录等数据。c） 业务数据应包括充电站信息、工作人员信息、充电车辆信息、充电数据、收费数据、视频图像数据、综合评价数据等。d） 系统运行支撑数据可包括站内人员角色配置、业务配置、电费配置、统计报表定义等数据。5.4.2 数据管理和维护5.4.2.1 数据管理数据管理应具有如下功能：a） 提供充电站数据的内部和外部访问权限；b） 能接收城市充电网络管理中心的运营指令；c） 能提供不同等级的数据访问权限，阻止非授权用户读取、修改、破坏或窃取数据。5.4.2.2 数据维护数据维护应具有如下功能：a） 应具备数据备份和恢复功能；b） 具有良好的扩展性和适应性，满足数据规模的扩充及应用程序的修改；c） 可在线生成、修改数据库，对任意数据库中的数据进行修改时，应对所有相关数据同时进行修改，保证数据的一致性；d） 在系统死机、硬件出错或电源掉电时，系统应能自动保护实时和历史数据库，在故障排除重新启动时，能自动恢复至故障前状态。5.4.3 监视和报警5.4.3.1 监视通过显示器对站内主要设备运行参数和设备状态进行监视，应能监视各设备的通信状态。5.4.3.2 报警5.4.3.2.1 采集的模拟量发生越限、突变、数字量变位及计算机系统自诊断故障时能进行报警处理。事故发生时，事故报警装置立即发出音响报警，主机/操作员站的画面显示上应有相应设备的颜色发生改变并闪烁，同时显示报警条文。5.4.3.2.2 报警方式分为两种：事故报警和预告报警。5.4.3.2.3 对事件的报警应能分层、分级、分类处理，起到事件的过滤作用，能现场灵活配置报警的处理方式。5.4.3.2.4 事故报警和预告报警应采用不同颜色，不同音响予以区别，并自动启动事件记录打印。5.4.3.2.5 事故报警可通过手动和自动方式进行确认。5.4.3.2.6 事故、预告报警信号经确认后，在规定的时间内（可人工设定）其异常仍未消除，系统应再次启动相应报警，重复提示运行值班人员。5.4.4 控制与操作5.4.4.1 控制充电站监控管理系统应具有如下控制功能：a) 应能控制站内所有充电机启动/停止充电、配电设备断路器及与控制运行相关的其他重要设备；b) 应具有手动控制和自动控制两种控制方式，操作遵守唯一性原则。自动控制应由站内设定是否采用；c) 应能为操作人员提供灵活方便的人机交互手段，实现整个系统的监测和控制；d) 应能按要求对各种参数进行设置，具备按一定权限对设备参数、模拟量限值及开关量状态进行修改的功能，并予以记录。5.4.4.2 操作为使整个监控系统能安全可靠地运行，系统须具有相应的安全、保护措施。具体要求包括：a) 设置操作权限：依据操作员权限的大小，规定操作员对系统及各种业务活动的范围，操作员应事先登陆，并应有密码措施，操作时应有完善的监护措施；b) 操作的唯一性：在同一时间只允许一种控制操作方式有效；c) 操作应在具有控制权限的工作站上才能进行。5.4.5 电能量处理及计费功能5.4.5.1 应对采集到的电能量进行处理。5.4.5.2 应能对电能量进行分时段的统计分析处理。5.4.5.3 应能适应运行方式的改变而自动改变计算方法，并在输出报表上予以说明。5.4.6 视频监控5.4.6.1 视频监控应对采集到的视频信号进行处理。5.4.6.2 视频监控应能实现实时视频监控。5.4.7 统计及分析5.4.7.1 应对充电机、电池等设备的数据进行统计分析。5.4.7.2 应对电能量分时段和方向进行累计。5.4.7.3 可对其他纳入监控系统范围的监控设备的正常操作、事故跳闸次数、设备的维修更换、通道异常，设备的运行时间及各种操作进行分类自动记录和统计。5.4.8 制表打印可完成运行日志和各类事件报表及操作报表的打印。5.5 网元层功能5.5.1 总则网元层基本功能应包括：充电监控、配电监控、视频监控、其他设备监控；扩展功能可包括：电池检测、电池维护等。5.5.2 充电监控5.5.2.1 上送给监控系统的数据宜包括2类：充电机状态信息（包括电能信息）和电池信息。5.5.2.2 对充电机的控制功能应包括：充电机充电开始、停止、紧急停止的控制；充电机充电模式的调整；向充电机及其连接的电池管理系统下发对时命令。5.5.2.3 与充电站监控管理系统通信宜采用RS485、CAN或以太网通讯接口。单元的技术要求见SZDB/Z 29.3-2010。5.5.2.4 配电监控5.5.2.5 应能采集配电变压器运行数据、开关状态；应能监控装置动作、故障信息、负荷电流、电压等数据，并上传至监控系统实现对站内供配电设备的监控。5.5.2.6 与充电站监控管理系统通信宜采用以太网通讯接口。通讯规约应支持DL/T 634-5-104、DL/T 860的规定。5.5.3 视频监视5.5.3.1 应与站级监控层后台设备配合，实现对环境进行防盗、防火、防人为事故的监控，对充电站设备如充电机、蓄电池、配电设备等监视。5.5.3.2 布置在户外的摄像设备应为全天候使用设备。5.5.4 其他设备监控5.5.4.1 对配备火灾自动报警装置的充电站，包括配备电池烟感监视装置的充电站，各传感器、探测器等设备通过现场总线方式接入站内火灾自动报警装置，再由规约转换器接入充电站监控管理系统。5.5.4.2 站内其他规约的监控装置通过规约转换器接入监控系统。6 系统技术要求6.1 主要技术指标6.1.1 系统性能指标6.1.1.1 通用性能要求6.1.1.1.1 应能具备至少同时监控16台充电机的能力；6.1.1.1.2 从控制指令输入到发出时间不宜低于200 ms；6.1.1.1.3 数据显示刷新时间不宜超过2 s；6.1.1.1.4 故障记录分辨率不宜低于100 ms；6.1.1.1.5 最低故障等级从接收到故障信息到报警保护时间不宜超过1 s；6.1.1.1.6 系统最长恢复时间不宜超过10 min；6.1.1.1.7 本地信息查询响应时间不宜超过2s，服务器数据查询响应时间不宜超过5 s；6.1.1.1.8 系统对时误差不宜大于100 ms；6.1.1.1.9 系统运行时CPU占用率不宜超过30 %，短时间内（10 s）不宜超过60 %；6.1.1.1.10 系统平均无故障时间MTBF：20000 小时；6.1.1.1.11 系统可考虑具备一定的扩展性。6.1.1.2 数据库性能6.1.1.2.1 磁盘历史查询平均速度不宜低于2000 条/秒；6.1.1.2.2 数据并发访问指标应大于2；6.1.1.2.3 具备管理海量数据的能力；6.1.1.2.4 具备数据库服务恢复功能；6.1.1.2.5 具备数据备份和恢复功能。6.1.1.3 电能计量单元性能电能计量单元的主要性能应符合下列要求：a) 具有冗余的数据备份，确保电能数据不丢失；b) 宜使用独立的网络。6.1.1.4 抗干扰能力系统的抗干扰能力应符合以下要求：a) 静电放电抗扰度应符合GB/T 17626-2中规定的4级。b) 辐射电磁场抗扰度应符合GB/T 17626-3中规定的3级。c) 快速瞬变脉冲群抗扰度应符合GB/T 17626-4中规定的4级。d) 浪涌（冲击）抗扰度应符合GB/T 17626-5中规定的4级。e) 射频场感应的传导骚扰抗扰度应符合GB/T 17626-6中规定的3级。f) 工频磁场抗扰度应符合GB/T 17626-8中规定的4级。g) 脉冲磁场抗扰度应符合GB/T 17626-9中规定的5级。h) 阻尼振荡磁场抗扰度应符合GB/T 17626-10中规定的5级。i) 振荡波抗扰度试验应符合GB/T 17626-12中规定的2级（信号端口）。6.2 运行设备要求6.2.1 总体要求6.2.1.1 设备应采用模块化结构，选用标准化、系列化产品，便于扩展、配套、运行维护，并具有较强的适应能力。6.2.1.2 设备应具备强电场、强磁场、静电干扰的能力，并宜有防止雷电冲击和系统过电压措施。6.2.1.3 应有明确标识以表明其运行状态。6.2.2 站级监控层设备6.2.2.1 主机/操作员站主机/操作员站是站内监控系统的主要人机界面，应具有主处理器及服务器的功能，为站级监控层数据收集、处理、存储及发送的中心，管理和显示有关的运行信息，供运行人员对充电站的运行情况进行监视和控制。6.2.2.2 电能计费工作站6.2.2.2.1 是一个相对独立的系统，也可与站内监控系统相互独立设置。6.2.2.2.2 应能完成电能数据的采集和处理等工作，并确保电能数据的准确、完整与可靠。6.2.2.3 计算机系统对采用的计算机系统，应选用符合国际标准的、通用的、先进可靠的计算机设备。6.2.3 网元层设备6.2.3.1 就地监控装置应面向对象设计、采用统一的硬件平台、软件平台和数据库管理。6.2.3.2 应是模块化、标准化的结构，易维护和更换方便；任何一个模块发生故障，不造成其他模块的异常。6.2.3.3 选用的I/O模块，能在静电、高频、强磁场干扰的环境中正常工作而不降低精度和处理能力，抗干扰能力应满足站内运行环境的要求。6.2.3.4 应保证在接点抖动和存在外部干扰的情况下不误发信号。6.2.4 网络设备6.2.4.1 网络设备包括站级监控层和网元层网络的通信介质、通信接口、网络交换机等。6.2.4.2 监控室内网络通信介质宜采用超五类屏蔽双绞线。通向户外的通信介质应采用铠装光纤或铠装屏蔽双绞线。6.2.4.3 通信接口设备为站内其他规约的智能装置提供通信规约转换。6.3 软件要求6.3.1 软件总体要求6.3.1.1 操作系统应采用符合国际标准的系统软件（Windows或Unix）。6.3.1.2 建立一种面向用户的、灵活丰富的应用软件设计环境，以利于用户根据应用的需要安全地对应用软件进行补充、修改、移植、生成或剪裁。6.3.1.3 运行应用软件时应合理使用系统资源，避免不断消耗系统资源而导致系统死机。6.3.1.4 采用方便用户使用和维护的数据库，不应因人为或程序原因造成数据的不正当修改。6.3.2 监控系统软件6.3.2.1 应由系统软件、支持软件和应用软件组成。6.3.2.2 系统软件包括：成熟的实时操作系统、完整的设备诊断程序、完善的整定、调试软件和实时数据库。6.3.2.3 支持软件包括：通用和专用的编译软件及其编程环境，管理软件（如汉化的文字处理软件、通用的制表软件和画面生成软件、数据采集软件等），人机接口软件，通信软件等。6.3.2.4 应用软件应满足本系统所配置的全部功能要求，采用结构式模块化设计，功能模块或任务模块应具有一定的完整性、独立性和良好的实时响应速度。6.4 系统安全6.4.1 网络安全充电站监控管理系统与其它信息系统互联时，必须采用经国家有关部门认证的专用、可靠的安全隔离设施，保证系统网络安全。6.4.2 软件系统安全应对系统设置用户权限，并建立严格、完善的密码管理，确保系统软件和应用软件操作的安全。系统应具有操作日志，记录所有受控操作发生的时间、对象、操作员、操作参数、操作机器IP地址等信息。系统应有防病毒措施。6.5 工作电源监控系统设备应由站内UPS提供AC 220 V/50 Hz交流电源供电，确保监控系统设备的不间断工作。交流电源失电时，UPS维持系统正常工作时间应为1 h2 h 。7 系统建设与系统验收7.1 系统建设要求7.1.1 应进行软硬件、网络环境建设，系统拓扑图可参照附录A及附录B，并应符合本规范第6章的要求。7.1.2 应组织工作人员培训。7.1.3 应进行系统试运行，并根据试运行状况对系统进行调整。7.2 系统验收系统验收应包括功能验收、性能验收等。附录A （资料性附录）充电站监控管理系统典型结构图（单网结构）图A.1 充电站监控管理系统典型结构图（单网结构）附录B （资料性附录）充电站监控管理系统典型结构图（双网结构）图A.2 充电站监控管理系统典型结构图（双网结构）_15