基于GPRS的電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統

一、前言

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現電網(wǎng)調度的自動(dòng)化已成為電力系統發(fā)展的趨勢。電力系統的迅猛發(fā)展需要完善、先進(jìn)和實(shí)用的電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統來(lái)保證。目前國調及網(wǎng)、省調3級調度系統均已配備了電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統，并先于一次系統實(shí)現全國聯(lián)網(wǎng)?，F我國90%的電源和220kV以上電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息得到有效和準確的采集，調度自動(dòng)化水平有明顯進(jìn)步和提高，尤其是廠(chǎng)站基礎自動(dòng)化設備可靠性和管理水平大大提高，其提供的準確而有效的實(shí)時(shí)信息已成為調度員進(jìn)行電網(wǎng)安全、經(jīng)濟調度的主要依據。

電網(wǎng)調度實(shí)現自動(dòng)化的程度與供用電的質(zhì)量和可靠性密切相關(guān)。為此，本文特對電網(wǎng)調度自動(dòng)化的必要性及其實(shí)現方案作簡(jiǎn)單的討論。本文討論利用GRPS作為通信手段，建立配電變壓器監測系統。

電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統是根據電網(wǎng)調度的實(shí)際需要，以大型地調系統的要求為設計出發(fā)點(diǎn)，充分考慮到中、小系統以及集控中心站系統的特殊性，整個(gè)系統以穩定性、實(shí)用性、先進(jìn)性、易維護性為主要設計目標，配置極其靈活，應用領(lǐng)域相當廣泛，可以很好地滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。全部程序均采取面向對象方法的設計，系統維護、擴展甚為方便。

在電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統的通信中，可以采用數傳電臺、GSM短消息、光纖接入等方式。數傳電臺的優(yōu)勢是除了每年的頻點(diǎn)費以外，平時(shí)運行無(wú)需額外費用;缺點(diǎn)是受地形、氣候的影響較大，造成系統的可靠性、實(shí)時(shí)性較差，無(wú)法主動(dòng)上報。GSM短消息方式可以實(shí)現主動(dòng)上報;缺點(diǎn)是按條收費，運行費用高，而且在節假日短消息中心服務(wù)器繁忙時(shí)延時(shí)相當長(cháng)。光纖通信穩定可靠，但是施工成本投入大、擴展性差、設備維護方面不方便。而GPRS通信則避免了以上問(wèn)題。

通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS 是在現有GSM系統上發(fā)展出來(lái)的一種新無(wú)線(xiàn)數據傳數業(yè)務(wù)，目的是給移動(dòng)用戶(hù)提供高速無(wú)線(xiàn)IP或X.25服務(wù)。 GPRS理論帶寬可達171.2Kbit/s，實(shí)際應用帶寬大約在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應用。GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶(hù)可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線(xiàn)信道，同一無(wú)線(xiàn)信道又可以由多個(gè)用戶(hù)共享，資源被有效的利用。GPRS允許用戶(hù)在端到端分組轉移模式下發(fā)送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò )資源。GPRS永遠在線(xiàn)，按流量計費，從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線(xiàn)分組數據業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點(diǎn)多分散、中小流量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。

二、系統概述

電網(wǎng)調度系統的開(kāi)發(fā)目標是建立一個(gè)安全可靠，能提供各種高級服務(wù)，并有為應用程序的執行和實(shí)施提供較強功能的開(kāi)放式平臺和運行在該平臺的多個(gè)相對獨立的應用子系統組成的系統，成為一個(gè)符合配電系統現代化管理要求的，分布式，開(kāi)放式，模塊化，可擴充的配電變壓器綜合管理系統?；A平臺除提供基本的硬件技術(shù)和操作系統內核外，還提供諸如數據庫系統、信息傳遞、人機界面、實(shí)時(shí)環(huán)境應用程序等基礎服務(wù)?；诨A平臺之上的各應用子系統包括：能量管理(EMS)、配電變壓器管理、線(xiàn)損管理、自動(dòng)抄表、VQC功能，諧波數據，購電量管理，數據查詢(xún)，自動(dòng)報表，圖表和與其他系統的接口等。這些子系統之間在開(kāi)放系統結構(OSA)基礎上實(shí)現有機的橫向和縱向集成，形成一個(gè)完整的配電變壓器綜合管理信息系統。

GPRS電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統的網(wǎng)絡(luò )架構如下圖所示，系統分為三個(gè)部分，分別是監控中心主站、GPRS數據傳輸終端、監控終端設備。主站主要完成人機交互工作;網(wǎng)絡(luò )代理服務(wù)器主要負責網(wǎng)絡(luò )數據鏈路建立和數據收發(fā)的透明中轉;GPRS數據傳輸終端完成信息的上送與下發(fā);監控終端設備主要完成數字量與模擬量的采集。

本系統中心服務(wù)器通過(guò)GPRS APN專(zhuān)線(xiàn)接入企業(yè)路由器，進(jìn)入GPRS APN內網(wǎng)，獲取固定IP地址。監測點(diǎn)數據無(wú)需路由到Internet網(wǎng)絡(luò )，監測點(diǎn)DTU也采用該APN內的SIM卡。采用這種方式組成點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )具有安全性高的特點(diǎn)，且穩定性高、適時(shí)性好。

GPRS數據傳輸終端上電后，它會(huì )根據預先設定在其內部的IP地址主動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)中心GPRS DTU服務(wù)器，和監控中心建立TCP/IP鏈路。監控中心主站本身維護接入的每個(gè)終端的IP地址和ID號，當主站要向某個(gè)監控終端提出數據請求時(shí)，它會(huì )根據IP地址和ID號來(lái)找到對應的終端，將命令下發(fā)到該終端，終端響應后通過(guò)GRPS數據傳輸終端把數據發(fā)到網(wǎng)絡(luò )代理服務(wù)器端口，通過(guò)端口影射轉發(fā)到監控中心主站，即完成了一個(gè)應答式的通訊流程。

三、系統結構

系統分為三個(gè)部分，分別是監控終端設備、GPRS數據傳輸終端、監控中心主站。

(1)、監控終端設備

該監測系統采用的綜合系數檢測設備(RTU)是根據電力需求側管理技術(shù)要求設計、制造的一種高科技產(chǎn)品。它采用高精度數字采樣處理技術(shù)，集數據采集、顯示、存儲、通訊等多功能于一體，并可通過(guò)后臺軟件將儲存記錄的數據以圖表或報表的形式顯示、打印和分析。其科技領(lǐng)先，功能強大、可靠性高，可廣泛應用于配電自動(dòng)化系統的監測。其主要功能有：