能源控制器（Energy control and monitoring terminal unit ，簡稱“ECU”）安裝在公變或專變台區，可實現客戶側和配電側計量與感知設備的靈活接入，具有數據採集、智慧型費控、時鐘同步、精準計量、有序充電、用能管理、迴路狀態巡檢、戶變關係識別、停電事件上報等功能。
能源控制器採用模組化設計，在不同的套用場景中，對各種輸入/輸出接口的要求不盡相同，於是各種類別的功能模組應運而生，能源控制器通過不同種類的功能模組配合，實現對終端形態的重新定義。
能源控制器的功能模組通過USB匯流排安裝在能源控制器的本體上，用於擴展本體功能，包括遠程通信模組（如4G通信模組、5G通信模組等）、本地通信模組（如電力線載波通信模組、微功率無線通信模組、RS-485通信模組、M-Bus通信模組、CAN通信模組等）、控制模組、遙信脈衝採集模組、迴路狀態巡檢模組等。
能源控制器，遠程通信協定支持DL/T 634.5 101-2009、DL/T 634.5 104-2009、Q/GDW 11778-2017等；本地通信協定支持DL/T 698.44-2016、Q/GDW 11612-2018；能源控制器與電能表的數據通信協定支持DL/T 645-1997/2007、Q/GDW 11778-2017以及其他進口表協定。
基本介紹
- 中文名：能源控制器
- 外文名：Energy control and monitoring terminal unit
- 用途：安裝在公變或專變台區實現智慧型數據採集與控制
發展歷史,工作原理,功能特點,套用,技術參數,注意事項,
發展歷史
能源控制器最早源於2014年由國網行銷部組織開展的模組化終端預研項目。在用電信息採集系統建設過程中，存在原有用電信息採集終端在部分地區存在功能與需求不匹配和通信方式單一的問題，不能滿足各地區的差異化需求，此外終端的種類較多，對製造企業的要求較高，制約了生產企業規模化生產。如果將用電信息採集終端設計成多個功能獨立的模組結構型式，並按各地區實際需求配製相應的模組組合，可形成具有不同功能的終端，以滿足市場對用電信息採集終端多樣化的需求。基於上述原因，基於模組化外型的能源控制器應運而生，形成了以“產品模組化、模組產品化”為核心理念，並結合工業匯流排、分散式電源設計、嵌入式系統、大容量存儲、多信道兼容互換等先進技術，通過對用戶需求的理解和分析，將終端分解成多個獨立、通用的功能模組。
2015年，由國網行銷部基於國網科技項目“計量裝置線上智慧型診斷及採集系統運行可靠性關鍵技術研究”研究成果“模組化終端硬體結構”，進一步提出需求，要求基於能源控制器的終端軟體基於統一作業系統進行設計。
2016年，國網行銷部組織編制的採集2.0終端分技術報告中，提出了硬體模組化、統一作業系統、統一終端軟體平台的思路和方案，並提出了800M主頻及4G存儲空間的相關指標。該技術報告為能源控制器指明了發展方向。
2018年，國網行銷部組織業內主流設備廠家開展了統一終端軟體平台的進一步研究，提出“軟體APP化、軟體定義終端”的思路。
2020年，國網行銷部根據業內設備廠家開發過程中碰到的技術問題，對能源控制器相關規範進行了修訂。至此，能源控制器形成了量產產品。
工作原理
系統整體電源由AC/DC單元提供，共包括兩部分，其中一部分直接給交采板計量單元供電，另一部分再通過電源管理單元輸出5V及3.3V給核心板、主機板及模組供電。主機板外設包括點陣液晶、百兆乙太網、ESAM、USBHUB、藍牙模組、功能模組（4G、控制、遙信、485、載波、迴路巡檢等，模組通過USB與主機板進行通信）、USB調試口等，其中遙信跟RS-485模組採用隔離DC/DC方案設計；主機板與交采板之間通過SPI/UART進行通信。
能源控制器原理框圖
功能特點
功能配置如下：數據採集、數據處理、參數、控制、事件、數據傳輸、時鐘及定位、本地功能、能源控制器維護、安全防護、台區智慧型監測、電能質量分析、低壓側用電管理、無功補償、分散式能源管理、多元化負荷管理、能效管理等功能。
- 數據採集：電能表數據採集、狀態量採集、脈衝量採集、交流模擬量採集、直流模擬量採集；
- 數據處理：能源控制器支持實時數據、秒凍結、分鐘凍結、小時凍結、日凍結、月凍結、結算日凍結、年凍結功能，凍結周期以及存儲深度可配置，凍結數據源可配置為任意能源控制器實時數據。
- 負荷控制：包括功率定值控制、電量定值控制、保電/剔除、遠程控制這四大類。
- 事件及上報：根據主站設定的事件屬性自動判斷事件產生或恢復，事件產生或恢復時，根據主站的配置決定是否需要上報，同時記錄上報狀態。每條記錄的內容包括事件類型、發生時間及相關關聯數據信息。
- 數據傳輸：與主站通信，考慮業務現狀，能源控制器延用營、配主站的連線通道，同時兼容物聯管理平台；與電能表通信，按設定的抄收間隔抄收和存儲電能表數據；可以接受主站的數據轉發命令，將電能表的數據通過遠程信道直接傳送到主站。
- 本地功能及維護：具有本地狀態指示，指示運行、告警等工作狀態。具備本地液晶顯示，可進行參數設定或APP數據展示；具備USB以及乙太網等本地維護接口，通過維護接口可配置運行參數，進行軟體升級等；具有自動識別功能模組、自測試、自診斷功能，發現設備的部件或功能模組工作異常能立即恢復並記錄異常信息。
- 安全防護：支持內嵌國家密碼管理部門認可的密碼算法的安全晶片/安全模組，實現主站、能源控制器的身份認證及數據互動的完整性、機密性、可用性保護，並宜實現對本地重要存儲數據的機密性、完整性保護。
套用
能源控制器用於計量、測量、邊緣計算。在電力信息採集系統具有普遍套用，在低壓居民台區，以變壓器為中心，以居民用戶為末端節點，基於HPLC載波技術形成台區能源控制網路，實現台區計量、變壓器監測、環境量採集、分支/表箱設備採集、居民用戶電能、水、氣、熱能計量數據採集，以及台區負荷控制及最佳化，在工商業用戶，除了計量與採集外，更多的是用於企業負荷控制與能效管理。除此之外，還可用於電動汽車有序充電、分散式能源管理、電能質量分析等。
技術參數
工作溫度 | -45℃～+75℃ |
參比電壓 | 3×57.7V/100V、3×220V/380V、3×100V， |
參比電流 | 3×1.5(6)A、3×1(10)A |
頻率範圍 | 50Hz，允許偏差6％～+2％ |
外型尺寸 | 290mm×180mm×95mm |
靜態功耗 | 有功功率≤15W 視在功率 ≤25VA |
性能指標 | CPU：主頻1.2GHz 4核 |
遠程通信規約 | Q/GDW 11778—2017、DL/T 634.5 104、DL/T634.5 101、MQTT |
本地通信規約 | Q/GDW 11778—2017、DL/T 645—2007、DL/T 698.44、Q/GDW 11612 |
面板顯示 | |
鍵盤 | 5個按鍵：上移、下移、左移、右移、確認 |
本體通信接口 | 1路USB、1路乙太網接口、1路遠程通信接口、1路藍牙接口 |
存儲容量 | 記憶體：2GB FLASH ：8GB |
可靠性 | MTBF≥10×104h |
支持功能模組 |
