基于CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監測組網(wǎng)系統

一、概述

　 配電變壓器是配電網(wǎng)中的一個(gè)重要設備，配電變壓器是電力供電的最基本單元，配電變壓器的監控對配電自動(dòng)化管理、線(xiàn)損分析、負荷預測、電力需求側的管理具有重大意義。

　　二、配電系統情況介紹

　 配電變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)配變）是配電網(wǎng)中將電能直接分配給低壓用戶(hù)的設備，是低壓（10KV）配電網(wǎng)與用戶(hù)380/220V配電網(wǎng)的分界點(diǎn)配變安裝與電線(xiàn)桿、配電房和箱式變電站，具有分散、地理環(huán)境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶(hù)眾多，容易受用戶(hù)增容和城市建設影響等特點(diǎn)。

　　三、配變時(shí)實(shí)監控系統的功能

　 通過(guò)對配變的實(shí)時(shí)監控，可以及時(shí)掌握配變的運行情況，防止配變負荷嚴重超載導致設備的燒毀、三相負載嚴重不平衡導致配變的加速損壞，配變長(cháng)期輕負荷運行導致的不經(jīng)濟運行狀態(tài)和大量感性負載運行導致的功率因數過(guò)低、高線(xiàn)損等。對配變運行實(shí)時(shí)監測、抄取、分析、處理和控制，可以及時(shí)調整配變運行狀態(tài)，合理配置配變容量，調整配變的低壓智能無(wú)功補償控制等，保證配變安全、穩定、高效的運行。完善、科學(xué)、準確的對配變實(shí)時(shí)監控，為配電自動(dòng)化管理提供可靠的運行數據和歷史資料，有效降低線(xiàn)損，為負荷預測、線(xiàn)損分析、電力需求側管理（DSM）提供準確的數據；準確打擊竊電，負荷預測指導擴容安裝等；為用電情況、用電性質(zhì)及用電負荷的增長(cháng)趨勢分析，在進(jìn)行系統增容、配變布點(diǎn)選擇等規劃工作提供科學(xué)的數據；同時(shí)提高工作效率，降低勞動(dòng)成本，科學(xué)提高配電管理的自動(dòng)化水平。

　　四、配變實(shí)時(shí)監控通訊網(wǎng)絡(luò )的問(wèn)題與要求

　　a、配變運行實(shí)時(shí)監控通訊組網(wǎng)的問(wèn)題

　 配變由于其安裝位置分布、安裝地點(diǎn)等問(wèn)題，造成設備數量多、運行環(huán)境惡劣；地理地形分布不平衡，比較分散等特點(diǎn)。基于以上特點(diǎn)，光纖通訊、有線(xiàn)電纜、電力載波通訊組網(wǎng)無(wú)論在技術(shù)上，還是資金投入產(chǎn)出比上都不太可行，配變實(shí)時(shí)監控的通訊組網(wǎng)一直困擾著(zhù)配變實(shí)時(shí)監控的推廣、實(shí)施。

　　b、配變運行實(shí)時(shí)監控對通訊的要求

　 配變監控的數據量較大，實(shí)時(shí)性要求不太高，監控終端具有存儲功能，不必每個(gè)配變監控終端同時(shí)占用一個(gè)通道與配變管理主站通訊。

　　需要具備選點(diǎn)召測通訊功能，配變管理管理員可隨時(shí)召測配變監控終端的實(shí)時(shí)數據。

　　對特殊的影響配變運行的越限告警信號，配變監控終端要及時(shí)上傳到配變管理主站。

　　主站、終端建設、安裝、維護方便，運行成本低廉。

　　最好可提供透明傳輸通道或可兼容多種通訊協(xié)議。

　　五、配變實(shí)時(shí)監控通訊網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)絡(luò )與方案比較

　　5.1 目前的通信系統

　 傳統的配電監控系統采用的通信方式有公用電話(huà)交換網(wǎng)，無(wú)線(xiàn)數傳電臺和光纖的方式。

　　 公用電話(huà)交換網(wǎng)方案

　　公用電話(huà)家換網(wǎng)絡(luò )相當普及，有人工作和居住的地方就有公用電話(huà)交換網(wǎng)，公用電話(huà)交換網(wǎng)不僅可以用于通話(huà)還可以用于數據傳輸，但帶來(lái)的問(wèn)題是撥號冗余時(shí)間太長(cháng),而且鏈路不便于維護。

　　 無(wú)線(xiàn)數傳電臺方案

　　無(wú)線(xiàn)數傳電臺適用于通訊點(diǎn)分散的數據監控，恰好適用于配變監控，其具有專(zhuān)用的數傳頻段，工作頻率：220MHz～240MHz。但初次開(kāi)通需要向當地的無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )交納一定費用，每年再交一定的頻率占用費，組網(wǎng)費用高；通訊距離有一定的限制（平原地帶最遠為50km），且受建筑物、山體的影響較大；需要專(zhuān)業(yè)人員維護管理，建設、維護費用很高。從現場(chǎng)運行情況來(lái)看，利用光纖通信時(shí)數據比較穩定，抗干擾能力強。這種方式在初期投資時(shí)較大，光通信設備成本非常高，工程實(shí)施難度大。

　　5.2 CDMA 1X通信方案

　 中國聯(lián)通CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )的出現，為配電監控系統提供了新解決途徑。

CDMA 1X技術(shù)，一種基于CDMA移動(dòng)分組業(yè)務(wù)，面向用戶(hù)可提供移動(dòng)分組的IP或X.25連接，它有許多優(yōu)勢，主要是無(wú)線(xiàn)高技術(shù)程度很高，空中無(wú)線(xiàn)接口、核心網(wǎng)信令協(xié)議的標準非常嚴格、完整，而且與INTERNET實(shí)現互連互通。特別是2.5G CDMA 2000第一階段，可為用戶(hù)提供較高速率（最高速率可達371Kbps）和可變速率（實(shí)際速率在80～120Kbps）的數據信息，便于用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)上網(wǎng)。

　 在電力監控系統中采用CDMA 1X網(wǎng)進(jìn)行數據傳輸，可以大大的降低通信系統的一次性投資，而且減少了工程實(shí)施中調試通信系統的時(shí)間，降低了通信系統的維護費用。尤其對于面廣、點(diǎn)稀的配網(wǎng)系統（如農網(wǎng)），這種通信方式具有很好的經(jīng)濟性。

六、基于CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )配電網(wǎng)監控系統

　　6.1 基于CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )配電網(wǎng)監控系統構成

　　配變實(shí)時(shí)監控系統由以下三部分組成：

　　 配變管理主站；

　　 配變監控終端（配電綜合測控儀）；

　　 CDMA 1X通訊通道。

　　其中配電綜合監控系統集配變監測、無(wú)功補償控制、CDMA遠程抄表和數據分析、處理為一體的配變綜合監控系統。系統采用《北京東方訊科技配電綜合監控系統》作為配變測控管理軟件。

　 采用北京東方訊科技的TCD800作為數據傳輸通道，組成配變監控系統。CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )由聯(lián)通提供，網(wǎng)絡(luò )工作可靠、技術(shù)服務(wù)良好。

　　6.2 配電綜合測控系統的主要功能

　　 遙測功能

　　 電能計量功能

　　 統計功能

　　 遙信功能

　　 遙控功能

　　 低壓智能無(wú)功補償功能

　　 遠程通訊功能

　　6.3 實(shí)際運行情況與優(yōu)化設計

　　CDMA 1X通訊的最大特點(diǎn)是按流量計費，當然只要合理控制通訊流量，就能有效節約運行成本。北京東方訊科技設計的配電綜合監控系統，成功的應用了數據流量控制技術(shù)和CDMA模塊定時(shí)報告、短信激活技術(shù)，保證提供可靠數據的同時(shí)，有效的降低了運行成本。

　　數據流量控制技術(shù)

　 配變監控的應用在于監視配變運行狀態(tài)，提高用電質(zhì)量。對配變的監控基本上分考核和監控兩個(gè)過(guò)程，需要掌握配變運行的異常數據和狀態(tài)，對于穩定運行的數據，只要在允許范圍內，可以不作通訊上傳處理也可。根據應用情況，在配電綜合測控儀通訊控制上設計了科學(xué)的“數據流量控制器”，可根據用戶(hù)需要通過(guò)設置“數據流量管理器”死區值和越死區時(shí)限來(lái)控制數據流量，并確定越上限及下限值，“數據流量管理器” 死區值和越死區時(shí)限隨時(shí)從主站下傳給配電綜合測控儀。

　 采用“數據流量控制器”控制技術(shù)，可靠的保證了系統的運行，又有效的降低了運行成本。

　　定時(shí)報告應用技術(shù)

　 配變監控系統對實(shí)時(shí)性沒(méi)有很高的要求，可以不采用設置心跳功能保持連接，只需要采用設置定時(shí)報告的方式，配電綜合測控儀需要傳送數據時(shí)直接激活 CDMA模塊進(jìn)行通訊，主站需要通訊時(shí)，采用發(fā)短信方式激活CDMA模塊，與配電綜合測控儀通訊。省去保持連接的維護數據量，節約運行成本。

　　七、無(wú)線(xiàn)傳輸方式的優(yōu)勢

　北京東方訊科技充分利用中國聯(lián)通CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )，有CDMA網(wǎng)絡(luò )覆蓋的地方就能夠傳輸數據。跟傳統的配電監控系統相比，無(wú)線(xiàn)傳輸具有如下優(yōu)勢：

　?。?）網(wǎng)絡(luò )架構穩定。當有一個(gè)新的檢測點(diǎn)時(shí)，無(wú)需改變現有的網(wǎng)絡(luò )架構，只需要增加相應的數據傳輸設備。

　?。?）設備安裝簡(jiǎn)單。建設新的分站點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行拉線(xiàn)、埋線(xiàn)等工作。較光纖或專(zhuān)線(xiàn)系統投資較少，設備安裝方便。

　?。?）CDMA 1X資費便宜，計費合理。CDMA1X 資費包月比有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )資費還便宜。

　?。?）CDMA 1X能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數據業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩定可靠，永不掉線(xiàn)。

　?。?）CDMA1X網(wǎng)絡(luò )接入速度快，提供了與現有數據網(wǎng)的無(wú)縫連接。由于CDMA1X網(wǎng)本身就是一個(gè)分　　組型數據網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無(wú)需經(jīng)過(guò)PSTN等網(wǎng)絡(luò )的轉接，直接與分組數據網(wǎng)（IP網(wǎng)或X.25網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數據業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng)絡(luò )（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò )接入更加直接方便。