电能量计量系统课件
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0.06 imp/kwh
电表
A1 A1 A1
S1
S2
K1.0,2S
0.06 imp/kwh
Web服务器
通讯工作站 物理隔离装置 维护工作站 III区
国内计量系统应用的发展
2024/6/4 / 26
1. 初级阶段---20世纪80年代以前 电能量的采集和统计处理仅作为SCADA/RTU中的一项功能。 由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、 连续性均存在不少问题。因此，只能作为SCADA系统监视电 网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的要求。
• 通信工作站：实现电能量数据与其他系统数据通信的计算机 系统。
• 终端服务器：连接modem池输出和网络的设备。
• 维护工作站：具有各种展示功能，对电能量计量系统主站进 行维护。
• Modem池：电话通道采集电能量时使用。
• 网络交换机：实现上述所有设备的网络互联的设备。
电能量计量系统的几个关键字
2024/6/4 / 4
• RTU定义 • 费率协议 • 负荷曲线数据 • 记帐数据 • 随机事件 • 积分周期 • 通信规约 • 统计数据 • 自动进程
RTU定义
2024/6/4 / 5
包含了采集终端的相关参数的集合，包含厂站计量设备配置信息 、数据存储信息、通信规约等模型的映象参数
• 终端链路地址 • 采集通道集合关系（主要有专线、网络、电话通道 ） • 积分周期 • 存储周期 • 测量点数据类型定义
2024/6/4 / 14
准确性
2024/6/4 / 15
系统在数据采集（关口电能表、电能采集装置） 、传输（数据通道）、存储及计算（主站）、使 用（用户工作站）等环节上均应采取相应措施确 保数据的准确性。
可靠性
2024/6/4 / 16
系统的数据作为电能量计量的依据，必须具有高 度的连续性和完整性，任何情况下所有计量点的 电能量数据都不能丢失，万一发生丢失也必须有 弥补的手段。
数据 处理
数据 交换
2024/6/4 / 32
数据 发布
兰吉尔AMR
软件 + 服务
电能量计量系统
——应用领域
2024/6/4 / 33
专为电力企业开发的电能量数据平台，基于DCOM模块化设计 ，系统配置的可伸缩性，完全适用各种规模的计量需求。主要针 对下述应用：
• 国家级电网 • 区域电网 • 省级电网 • 地市级电网 • 电厂当地小主站 • 地市级大用户抄表结算
电能量计量系统（TMS)
电能量计量系统主站的硬件组成：
2பைடு நூலகம்24/6/4 / 3
• 主数据库服务器：存储所有电能量数据和电能量相关属性的 计算机系统。
• 数据处理服务器：进行数据验证和数据处理的计算机系统。
• 应用服务器：实现各种应用功能处理的计算机系统。
• 采集服务器：实现电能量的数据采集功能的计算机系统。
➢功能模块安装在单台或多台服务器，以达到最佳性能 ➢同一模块多服务器运行时，自动负载均衡 ➢系统功能的扩充只在商业逻辑层完成 ➢Windows易用性和Unix稳定性结合在一起
电能量计量系统
——B/S技术应用
➢客户端免维护 ➢随时随地访问系统 ➢系统维护方便 ➢ASP方案
2024/6/4 / 37
电能量计量系统
负荷曲线存储的间隔 一般负荷曲线的积分周期是60分钟的约数，一般用于计量系统的 数据积分周期为15分钟、5分钟、最小1分钟。
通信规约
2024/6/4 / 11
约定了主站、电能量采集处理终端、电能计量表计之间的接口、 硬件、数据结构数据传送协议 目前在电能量采集系统的通信规约如下: 主站规约： • DL/T719 • SCTM • DLMS 表计规约： • IEC 870－5－102 • DL645 • DLMS • 各电表厂家规约
程控交换网
GPRS网络
采集器
电表
电表
Kundenname/Nr. K1.0,2S
0.06 imp/kwh
A1 A1 A1
S1
S2
K1.0,2S
0.06 imp/kwh
Kundenname/Nr. K1.0,2S
0.06 imp/kwh
A1 A1 A1
S1
S2
K1.0,2S
0.06 imp/kwh
Kundenname/Nr. K1.0,2S
优点：DCOM，2进制编译，运行效率高，稳定。B/S技术， 系统升级/维护方便，访问使用不受空间、时间限制
缺点：移植不便、跨平台运行不支持
2. JAVA、J2EE
优点：移植方便、支持跨平台运行（供应商有利） 缺点：伪编译，运行效率低，稳定性和机器相关（客户损
失）
数据处理流程
参数 定义
数据 采集
数据 验证
独立性
2024/6/4 / 22
电能量系统与其它系统的功能各有侧重点，应保 持相对的独立性。
先进性
2024/6/4 / 23
系统应充分采用基于B/S模式，使全电网可以利用 广域计算机网络从事高效率电力市场的电子交易
可发展性
2024/6/4 / 24
系统能够随着计量对象的发展、业务的增加，把 系统的各功能模块分布配置、增加数据容量 系统的增容不引起数据的破坏
国内计量系统应用的发展
2024/6/4 / 27
2。发展阶段－独立的电能量计量专用系统。 其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电 能量表，采用了专用通道（专线公用电信网、数据通信网 等）、专用的通信规约例如IEC60870-5-102，TCP/IP等来进 行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网 分开，竞价上网”的商业化运作的需求。
统计数据
2024/6/4 / 12
电能量计量系统把存储的数据按照内部计算规则定义的二次处理 数据
自动进程
2024/6/4 / 13
电能量计量系统中预先定义的周期性的处理定义，包括 定期的数据采集、统计数据生成、报表生产、系统日常 事务处理
电能量计量系统的特点
• 准确性 • 可靠性 • 一致性 • 同时性 • 及时性 • 安全性 • 开放性 • 独立性 • 先进性 • 可发展性
什么是电能量计量系统（TMS) 2024/6/4 / 1
TMS是Tele Metering System.应用计算机及各种通信和控制技术， 实现对电网电能量的远程自动采集、电能量数据处理及电能量统 计分析为一体的综合自动化数据平台，并通过支持系统实现与其 他系统的互联的数据模型和接口规范，为电力企业的商业化运营 提供科学的决策依据的综合自动化平台。包含计量表计、电表采 集处理终端、主站系统及相应的通讯通道和其他配套设备组成 。 能量计量系统主要实现电能量采集装置实现电能量信息、瞬时量 信息的采集、存储、上传，电能量采集系统主要实现母线平衡计 算、报表统计、线损统计分析、网页发布、数据转发、计量业务 维护等。若为计量计费系统，则还包括对各种费率模型的支持和 结算软件。
——电能数据平台特点（1）
2024/6/4 / 38
➢电表数据以高压缩率加密格式保存，电能数据更加安全
➢原始报文被保存到数据库，提供数据正确性认证
➢ 电能数据和OBIS关联保存，方便数据处理与交换
➢ 支持多种数据交换格式：TEXT、EXCEL、XML、EDIFACT， DL476-92主站间数据交换规约
国内计量系统应用的发展
2024/6/4 / 28
3 现阶段－电能量数据平台。 • 增加对数据安全的规范 • 电能计量的准确性、可靠性、迅速性要求更高
• 处理的电能数据巨大，功能要求更加完善 • 要求建立电能信息平台，提供多方共享 • 电力公司更加关注供电损耗，需求侧管理 • 规范的数据接口和业务功能 • 面向对象的客户结构，独立的业务商业逻辑、分布式的业务数据处理
计量环境—厂网分家
生产流程
发电
输电
配电
2024/6/4 / 29
用电
发电公司
电网公司
上
下网
网
配电公司
供电
电能计量点
IT技术的发展
——新技术的应用
PSTN GSM GPRS TCP/IP
B/S DCOM JAVA
2024/6/4 / 30
IT技术的发展
——新技术特点
2024/6/4 / 31
• DCOM、B/S技术
2024/6/4 / 9
计量表计、电表采集处理终端随机产生的事件数据，记录厂站设 备异常的信息。以下是随机事件的例子 • 电表参数设置 • 电表时间设置 • 电表缺相 • 电表采集处理终端参数被修改 • 电表采集处理终端时间被修改 • 电能表表盖被打开 • 断电 • 上电
积分周期
2024/6/4 / 10
电能量计量系统
——电能数据平台特点（2）
➢提供多种数据完整性，合法性验证规则
➢提供多种异常数据修补方案，异常数据修正自动化
2024/6/4 / 39
电能量计量系统
——功能模块介绍
其他系统
(C2000,HHT)
通
讯
数据采集
媒 介
DA
数据导入 数据效验 统计分析 数据交换 电力隔离装置
2024/6/4 / 40
电能量计量系统（TMS)功能
2024/6/4 / 2
一部分是应用系统的支撑平台，主要包括数据采集、数据检 查及处理、数据存储、系统状态监视、事件告警及记录、数 据库管理、系统安全管理、通用图形系统、通用报表系统等； 另一部分是系统的应用功能，包括电能计量管理、统计分析、 系统维护、WEB浏览等。
采集模块的功能：数据采集模块实现主站系统与子站系统 之间的所有数据通信，实现电能量数据、状态数据的采集， 具有数据补测、参数下装、GPS对时、数据合理性检验等功能。 采集到的数据存放到原始数据库中。数据收发模块除采集有 关的电能量数据外，还对系统的状态进行监控，包括通道状 态监视、电表状态监视，并发出告警信息，告警信息记录到 数据库，以便查询。
记帐数据
2024/6/4 / 8
电能量计量随机电能表面板显示数据的快照的集合 以下数据在电表中以寄存器方式存储，记帐数据至少包含以下数 据： • 电表号 • 日期时间 • 当前电能量数据 • 当前分时电能量数据 • 月冻结总电量 • 月冻结分时电能量数据 • 当前分时需量数据 • 月冻结分时需量
随机事件
标准电能量计量系统的组成
2024/6/4 / 25
电量数据 服务器
磁盘陈列
电量数据 服务器
应用处理 服务器
应用处理 服务器
电量系统 电量系统
客户端
客户端
通讯工作站
地区主站 EMS/SCADA
营销系统
电量采集 服务器
电量采集 服务器
终端服务器
Modem池
GPS时钟
GPRS通讯服务器
路由器 调度数据网
一致性
2024/6/4 / 17
系统报送给各方电能量的数据必须是一致的，也 就是电能量结算的依据应是唯一的。
同时性
2024/6/4 / 18
系统从不同关口电能表采集的数据都带有时标， 要求使用GPS进行对时，保证不同电能量数据采 集点时钟统一。
及时性
2024/6/4 / 19
为满足电网商业化运行中电能量统计、结算和考 核周期的要求，系统数据的采集需要有一定的及 时性，即在一个数据召唤周期内应能将所有数据 传输一次。
EMS/SCADA
用户
数据发布
用户
其他电量系统
电能量计量系统
——模板化参数定义
2024/6/4 / 41
测量量 虚拟表类型
+A 曲线数据 浮点数 1-1:1.8.0 - A 曲线数据 浮点数 1-1:2.8.0 +R 曲线数据 浮点数 1-1:3.8.0 - R 曲线数据 浮点数 1-1:4.8.0
电能量计量系统
——系统架构
2024/6/4 / 34
电能量计量系统
——运行平台
• 操作系统：Windows 2000/2003 Server 主流供应商的Unix
• 数据库：Oracle 、SQL Server
2024/6/4 / 35
电能量计量系统
——DCOM模块化设计
2024/6/4 / 36
2024/6/4 / 20
安全性
系统的数据作为电能量交易和结算的依据，其安 全性必须得到保证。必须确保数据采集和处理中 的原始电能量数据库不被修改或删除。因此，系 统均不得修改原始数据库。 数据不能脱离电能量计量系统提供的接口而直接 在数据库中修改
2024/6/4 / 21
开放性
应采用符合国际标准、事实工业标准的设备及接 口，提供一个开放的应用平台和开发环境，提供 接入非主站系统制造厂的厂站端设备的硬件、软 件接口。
费率协议
2024/6/4 / 6
包含日时段、费率、有效周期、特殊日信息的集合，一般包含以 下元素：
• 费率名称定义 • 日费率过程 • 周费率过程 • 季节定义 • 有效周期 • 特殊日列表
负荷曲线数据
2024/6/4 / 7
电能量计量系统定期把每个计量设备的数据定期采集处理存储后形成的一个 反映时域电能量数据变化的数据。
电表
A1 A1 A1
S1
S2
K1.0,2S
0.06 imp/kwh
Web服务器
通讯工作站 物理隔离装置 维护工作站 III区
国内计量系统应用的发展
2024/6/4 / 26
1. 初级阶段---20世纪80年代以前 电能量的采集和统计处理仅作为SCADA/RTU中的一项功能。 由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、 连续性均存在不少问题。因此，只能作为SCADA系统监视电 网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的要求。
• 通信工作站：实现电能量数据与其他系统数据通信的计算机 系统。
• 终端服务器：连接modem池输出和网络的设备。
• 维护工作站：具有各种展示功能，对电能量计量系统主站进 行维护。
• Modem池：电话通道采集电能量时使用。
• 网络交换机：实现上述所有设备的网络互联的设备。
电能量计量系统的几个关键字
2024/6/4 / 4
• RTU定义 • 费率协议 • 负荷曲线数据 • 记帐数据 • 随机事件 • 积分周期 • 通信规约 • 统计数据 • 自动进程
RTU定义
2024/6/4 / 5
包含了采集终端的相关参数的集合，包含厂站计量设备配置信息 、数据存储信息、通信规约等模型的映象参数
• 终端链路地址 • 采集通道集合关系（主要有专线、网络、电话通道 ） • 积分周期 • 存储周期 • 测量点数据类型定义
2024/6/4 / 14
准确性
2024/6/4 / 15
系统在数据采集（关口电能表、电能采集装置） 、传输（数据通道）、存储及计算（主站）、使 用（用户工作站）等环节上均应采取相应措施确 保数据的准确性。
可靠性
2024/6/4 / 16
系统的数据作为电能量计量的依据，必须具有高 度的连续性和完整性，任何情况下所有计量点的 电能量数据都不能丢失，万一发生丢失也必须有 弥补的手段。
数据 处理
数据 交换
2024/6/4 / 32
数据 发布
兰吉尔AMR
软件 + 服务
电能量计量系统
——应用领域
2024/6/4 / 33
专为电力企业开发的电能量数据平台，基于DCOM模块化设计 ，系统配置的可伸缩性，完全适用各种规模的计量需求。主要针 对下述应用：
• 国家级电网 • 区域电网 • 省级电网 • 地市级电网 • 电厂当地小主站 • 地市级大用户抄表结算
电能量计量系统（TMS)
电能量计量系统主站的硬件组成：
2பைடு நூலகம்24/6/4 / 3
• 主数据库服务器：存储所有电能量数据和电能量相关属性的 计算机系统。
• 数据处理服务器：进行数据验证和数据处理的计算机系统。
• 应用服务器：实现各种应用功能处理的计算机系统。
• 采集服务器：实现电能量的数据采集功能的计算机系统。
➢功能模块安装在单台或多台服务器，以达到最佳性能 ➢同一模块多服务器运行时，自动负载均衡 ➢系统功能的扩充只在商业逻辑层完成 ➢Windows易用性和Unix稳定性结合在一起
电能量计量系统
——B/S技术应用
➢客户端免维护 ➢随时随地访问系统 ➢系统维护方便 ➢ASP方案
2024/6/4 / 37
电能量计量系统
负荷曲线存储的间隔 一般负荷曲线的积分周期是60分钟的约数，一般用于计量系统的 数据积分周期为15分钟、5分钟、最小1分钟。
通信规约
2024/6/4 / 11
约定了主站、电能量采集处理终端、电能计量表计之间的接口、 硬件、数据结构数据传送协议 目前在电能量采集系统的通信规约如下: 主站规约： • DL/T719 • SCTM • DLMS 表计规约： • IEC 870－5－102 • DL645 • DLMS • 各电表厂家规约
程控交换网
GPRS网络
采集器
电表
电表
Kundenname/Nr. K1.0,2S
0.06 imp/kwh
A1 A1 A1
S1
S2
K1.0,2S
0.06 imp/kwh
Kundenname/Nr. K1.0,2S
0.06 imp/kwh
A1 A1 A1
S1
S2
K1.0,2S
0.06 imp/kwh
Kundenname/Nr. K1.0,2S
优点：DCOM，2进制编译，运行效率高，稳定。B/S技术， 系统升级/维护方便，访问使用不受空间、时间限制
缺点：移植不便、跨平台运行不支持
2. JAVA、J2EE
优点：移植方便、支持跨平台运行（供应商有利） 缺点：伪编译，运行效率低，稳定性和机器相关（客户损
失）
数据处理流程
参数 定义
数据 采集
数据 验证
独立性
2024/6/4 / 22
电能量系统与其它系统的功能各有侧重点，应保 持相对的独立性。
先进性
2024/6/4 / 23
系统应充分采用基于B/S模式，使全电网可以利用 广域计算机网络从事高效率电力市场的电子交易
可发展性
2024/6/4 / 24
系统能够随着计量对象的发展、业务的增加，把 系统的各功能模块分布配置、增加数据容量 系统的增容不引起数据的破坏
国内计量系统应用的发展
2024/6/4 / 27
2。发展阶段－独立的电能量计量专用系统。 其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电 能量表，采用了专用通道（专线公用电信网、数据通信网 等）、专用的通信规约例如IEC60870-5-102，TCP/IP等来进 行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网 分开，竞价上网”的商业化运作的需求。
统计数据
2024/6/4 / 12
电能量计量系统把存储的数据按照内部计算规则定义的二次处理 数据
自动进程
2024/6/4 / 13
电能量计量系统中预先定义的周期性的处理定义，包括 定期的数据采集、统计数据生成、报表生产、系统日常 事务处理
电能量计量系统的特点
• 准确性 • 可靠性 • 一致性 • 同时性 • 及时性 • 安全性 • 开放性 • 独立性 • 先进性 • 可发展性
什么是电能量计量系统（TMS) 2024/6/4 / 1
TMS是Tele Metering System.应用计算机及各种通信和控制技术， 实现对电网电能量的远程自动采集、电能量数据处理及电能量统 计分析为一体的综合自动化数据平台，并通过支持系统实现与其 他系统的互联的数据模型和接口规范，为电力企业的商业化运营 提供科学的决策依据的综合自动化平台。包含计量表计、电表采 集处理终端、主站系统及相应的通讯通道和其他配套设备组成 。 能量计量系统主要实现电能量采集装置实现电能量信息、瞬时量 信息的采集、存储、上传，电能量采集系统主要实现母线平衡计 算、报表统计、线损统计分析、网页发布、数据转发、计量业务 维护等。若为计量计费系统，则还包括对各种费率模型的支持和 结算软件。
——电能数据平台特点（1）
2024/6/4 / 38
➢电表数据以高压缩率加密格式保存，电能数据更加安全
➢原始报文被保存到数据库，提供数据正确性认证
➢ 电能数据和OBIS关联保存，方便数据处理与交换
➢ 支持多种数据交换格式：TEXT、EXCEL、XML、EDIFACT， DL476-92主站间数据交换规约
国内计量系统应用的发展
2024/6/4 / 28
3 现阶段－电能量数据平台。 • 增加对数据安全的规范 • 电能计量的准确性、可靠性、迅速性要求更高
• 处理的电能数据巨大，功能要求更加完善 • 要求建立电能信息平台，提供多方共享 • 电力公司更加关注供电损耗，需求侧管理 • 规范的数据接口和业务功能 • 面向对象的客户结构，独立的业务商业逻辑、分布式的业务数据处理
计量环境—厂网分家
生产流程
发电
输电
配电
2024/6/4 / 29
用电
发电公司
电网公司
上
下网
网
配电公司
供电
电能计量点
IT技术的发展
——新技术的应用
PSTN GSM GPRS TCP/IP
B/S DCOM JAVA
2024/6/4 / 30
IT技术的发展
——新技术特点
2024/6/4 / 31
• DCOM、B/S技术
2024/6/4 / 9
计量表计、电表采集处理终端随机产生的事件数据，记录厂站设 备异常的信息。以下是随机事件的例子 • 电表参数设置 • 电表时间设置 • 电表缺相 • 电表采集处理终端参数被修改 • 电表采集处理终端时间被修改 • 电能表表盖被打开 • 断电 • 上电
积分周期
2024/6/4 / 10
电能量计量系统
——电能数据平台特点（2）
➢提供多种数据完整性，合法性验证规则
➢提供多种异常数据修补方案，异常数据修正自动化
2024/6/4 / 39
电能量计量系统
——功能模块介绍
其他系统
(C2000,HHT)
通
讯
数据采集
媒 介
DA
数据导入 数据效验 统计分析 数据交换 电力隔离装置
2024/6/4 / 40
电能量计量系统（TMS)功能
2024/6/4 / 2
一部分是应用系统的支撑平台，主要包括数据采集、数据检 查及处理、数据存储、系统状态监视、事件告警及记录、数 据库管理、系统安全管理、通用图形系统、通用报表系统等； 另一部分是系统的应用功能，包括电能计量管理、统计分析、 系统维护、WEB浏览等。
采集模块的功能：数据采集模块实现主站系统与子站系统 之间的所有数据通信，实现电能量数据、状态数据的采集， 具有数据补测、参数下装、GPS对时、数据合理性检验等功能。 采集到的数据存放到原始数据库中。数据收发模块除采集有 关的电能量数据外，还对系统的状态进行监控，包括通道状 态监视、电表状态监视，并发出告警信息，告警信息记录到 数据库，以便查询。
记帐数据
2024/6/4 / 8
电能量计量随机电能表面板显示数据的快照的集合 以下数据在电表中以寄存器方式存储，记帐数据至少包含以下数 据： • 电表号 • 日期时间 • 当前电能量数据 • 当前分时电能量数据 • 月冻结总电量 • 月冻结分时电能量数据 • 当前分时需量数据 • 月冻结分时需量
随机事件
标准电能量计量系统的组成
2024/6/4 / 25
电量数据 服务器
磁盘陈列
电量数据 服务器
应用处理 服务器
应用处理 服务器
电量系统 电量系统
客户端
客户端
通讯工作站
地区主站 EMS/SCADA
营销系统
电量采集 服务器
电量采集 服务器
终端服务器
Modem池
GPS时钟
GPRS通讯服务器
路由器 调度数据网
一致性
2024/6/4 / 17
系统报送给各方电能量的数据必须是一致的，也 就是电能量结算的依据应是唯一的。
同时性
2024/6/4 / 18
系统从不同关口电能表采集的数据都带有时标， 要求使用GPS进行对时，保证不同电能量数据采 集点时钟统一。
及时性
2024/6/4 / 19
为满足电网商业化运行中电能量统计、结算和考 核周期的要求，系统数据的采集需要有一定的及 时性，即在一个数据召唤周期内应能将所有数据 传输一次。
EMS/SCADA
用户
数据发布
用户
其他电量系统
电能量计量系统
——模板化参数定义
2024/6/4 / 41
测量量 虚拟表类型
+A 曲线数据 浮点数 1-1:1.8.0 - A 曲线数据 浮点数 1-1:2.8.0 +R 曲线数据 浮点数 1-1:3.8.0 - R 曲线数据 浮点数 1-1:4.8.0
电能量计量系统
——系统架构
2024/6/4 / 34
电能量计量系统
——运行平台
• 操作系统：Windows 2000/2003 Server 主流供应商的Unix
• 数据库：Oracle 、SQL Server
2024/6/4 / 35
电能量计量系统
——DCOM模块化设计
2024/6/4 / 36
2024/6/4 / 20
安全性
系统的数据作为电能量交易和结算的依据，其安 全性必须得到保证。必须确保数据采集和处理中 的原始电能量数据库不被修改或删除。因此，系 统均不得修改原始数据库。 数据不能脱离电能量计量系统提供的接口而直接 在数据库中修改
2024/6/4 / 21
开放性
应采用符合国际标准、事实工业标准的设备及接 口，提供一个开放的应用平台和开发环境，提供 接入非主站系统制造厂的厂站端设备的硬件、软 件接口。
费率协议
2024/6/4 / 6
包含日时段、费率、有效周期、特殊日信息的集合，一般包含以 下元素：
• 费率名称定义 • 日费率过程 • 周费率过程 • 季节定义 • 有效周期 • 特殊日列表
负荷曲线数据
2024/6/4 / 7
电能量计量系统定期把每个计量设备的数据定期采集处理存储后形成的一个 反映时域电能量数据变化的数据。