GPRS在簡(jiǎn)易變電站數據傳輸中的應用

1 、引言

21ic智能電網(wǎng)：在電力調度自動(dòng)化系統中要求對遠程數據監控。在這些具體應用中，有些遠程終端(RTU)從很遠或者危險場(chǎng)所中的設備采集數據，并向中央主控室(CCR)的SCADA終端發(fā)送數據記錄和報警。在遠程終端(RTU)和SCADA系統間安裝的遙測設備負責收發(fā)數據。使用遙測技術(shù)的根本性問(wèn)題是成本(初投資與通信費用)和通信的穩定性。隨著(zhù)IT網(wǎng)絡(luò )基礎設施的改善、一些簡(jiǎn)易變電站的劇增，有線(xiàn)通信線(xiàn)路不能及時(shí)聯(lián)絡(luò )到位，遙測應用中的商用網(wǎng)絡(luò )基礎設施會(huì )變得更加普遍，這樣可以降低初期啟動(dòng)成本，并且可以提供相對穩定的通信。

2 、自動(dòng)化通道現狀

我公司調度自動(dòng)化系統已組網(wǎng)多年，公司所屬10多個(gè)廠(chǎng)站(35KV變電站)與公司主站形成光纖自愈環(huán)網(wǎng)結構(微波備用)，遠動(dòng)信號的上傳及各種遙控命令的執行準確、無(wú)誤。而今年3月份我們新增的35KV徐莊變?yōu)橐缓?jiǎn)易變電站，一臺主變(7500KVA)、4條10KV 饋線(xiàn)，日平均負荷3400KW。由于本簡(jiǎn)易站位于我公司電網(wǎng)的最西北部，離最近的通信線(xiàn)路長(cháng)達17KM，且地理條件復雜，不易架設。經(jīng)過(guò)分析對比我們決定應用GPRS技術(shù)來(lái)實(shí)現簡(jiǎn)易站與主站之間的遠動(dòng)、通信業(yè)務(wù)。

3、使用GPRS優(yōu)越性

不管實(shí)際上是否發(fā)送數據，傳統的電話(huà)線(xiàn)在連接時(shí)間內的每一分鐘都會(huì )付費。另一方面，在全球移動(dòng)通信系統(GSM)中使用GPRS移動(dòng)數據業(yè)務(wù)時(shí)，資費標準是通信的流量，而不取決于連接時(shí)間。為了最大限度地利用GPRS，鄭州凱特的KT-2200型裝置智能遠程終端(RTU)與KTTS智能規約轉換器軟件包設計了數項功能，以減少必須發(fā)送的軟件包數量。這種無(wú)需在響應時(shí)間內等待(如報警)的方式大大降低了不必要的通信費用

4、系統配置

從理論上來(lái)說(shuō)GPRS的傳輸速率最大為171.2kbps。但常見(jiàn)的傳輸速率一般介于30～50 kbps之間，這是因為它受到某些因素的限制，比如到基站(BTS)的距離，以及同一區域內的用戶(hù)數量。

5、多種ISP配置的支持

KT-2200能通過(guò)ISP連接到GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò )。盡管根據國家與地區不同服務(wù)類(lèi)型各異，ISP均會(huì )按常規實(shí)施網(wǎng)絡(luò )協(xié)議(IP)地址分配。

IP地址

一個(gè)IP地址是分配給設備的唯一地址，這樣它們就能在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )上互相識別和通信。一共有兩種IP地址: 一種是靜態(tài)IP地址，它是網(wǎng)絡(luò )中唯一且固定的IP地址;另一種是動(dòng)態(tài)IP地址，它在設備每次啟動(dòng)時(shí)由動(dòng)態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)進(jìn)行分配。

使用靜態(tài)IP地址進(jìn)行RTU與SCADA的通信

RTU與SCADA基于靜態(tài)IP地址進(jìn)行收發(fā)數據(我公司所用為靜態(tài)IP地址)。

靜態(tài)IP地址

使用動(dòng)態(tài)IP地址進(jìn)行RTU與SCADA的通信

假如ISP不提供靜態(tài)IP地址，或假如靜態(tài)IP地址的服務(wù)費比動(dòng)態(tài)IP地址高，從而無(wú)法為每一臺RTU提供一個(gè)靜態(tài)IP地址，這種情況下，就必須使用動(dòng)態(tài)IP地址。此時(shí)，要求動(dòng)態(tài)域名系統(DDNS)將主機名轉換成動(dòng)態(tài)IP地址，這樣RTU和SCADA就能使用一個(gè)固定的主機名進(jìn)行通信。

動(dòng)態(tài)IP地址

6、GPRS的故障轉移通信

眾所周知，GSM移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )會(huì )受到天氣條件或電信號干擾的影響，在極端惡劣的情況下通信甚至無(wú)法進(jìn)行。這種情況下，基于GSM網(wǎng)絡(luò )的、SCADA系統與RTU之間的GPRS連接隨時(shí)會(huì )中斷。但是KT-2200能自動(dòng)重建通信連接

通過(guò)監視點(diǎn)對點(diǎn)(PPP)狀態(tài)進(jìn)行重新連接 ，這一功能與系統采集數據的性能相結合，可以確保數據永不丟失: 只要重建通信連接，KT-2200智能裝置就會(huì )自動(dòng)“抓取”數據。

7、結 論

SCADA遙測系統在調度系統自動(dòng)化領(lǐng)域中已得到廣泛應用，所以它被要求必須能覆蓋廣泛的區域，并且能夠在惡劣的環(huán)境下運行，同時(shí)，還要兼具運行成本低的特點(diǎn)。對于那些遠離通信線(xiàn)路、或者不具備有線(xiàn)線(xiàn)路達到的簡(jiǎn)易變電站，借助KT-2200智能型RTU，應用GPRS技術(shù)也能到預期的效果。

參考文獻：

1、《GPRS技術(shù)》、呂捷編著(zhù)、出版：北京郵電大學(xué)出版社 / 2001-8