文/李萌華，國網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司

1 引言

配電變壓器是將電能直接分配給低壓用戶的電力設(shè)備，其運行數(shù)據(jù)是整個配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要組成部分。因此，對其運行參數(shù)與狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測是非常有必要的。同時，電能計量是現(xiàn)代電力營銷系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的電量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場抄取數(shù)據(jù)，在實時性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在諸多不足之處。利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)以及電能量測量技術(shù)結(jié)合在一起，便能夠及時、準(zhǔn)確、全面地反映電量使用(即銷售情況)。

2 GPRS及其相關(guān)技術(shù)介紹

GPRS是移動通信技術(shù)中介于數(shù)字通信和分組型移動通信業(yè)務(wù)之間的一種技術(shù)，通過全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)而實現(xiàn)。GPRS采用時分多址(TDMA)方式傳輸話音，采用分組方式傳輸數(shù)據(jù)。GP RS是按GSM標(biāo)準(zhǔn)定義的封包交換協(xié)議，可以快速接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。主要優(yōu)點如下：

2.1 傳輸速率高。

2.2 永遠(yuǎn)在線，實時傳輸數(shù)據(jù)。

2.3 按流量計費。

綜上所述，GPRS在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域獨有的技術(shù)優(yōu)勢拓展了它廣泛的應(yīng)用前景，成為配變監(jiān)測較為理想的通信方式。

3 基于GPRS的配變監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸部分、互聯(lián)網(wǎng)傳輸部分和配變監(jiān)測管理軟件四部分組成。在該系統(tǒng)中，終端設(shè)備通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接到Internet，與客戶端前置機(jī)(具有上網(wǎng)功能)進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)以UDP報文發(fā)送給監(jiān)測中心。

通過GPRS模塊，數(shù)據(jù)采集模塊可以直接訪問互聯(lián)網(wǎng)，配變監(jiān)測中心電腦只需要通過寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)上網(wǎng)功能即可。具體的通信鏈路是數(shù)據(jù)采集模塊把配變的參數(shù)和運行狀態(tài)數(shù)據(jù)檢測出來，通過串口連接到GPRS模塊上，然后將其打成IP包，再通過GPRS空中接口接入到GPRS網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)GPRS網(wǎng)關(guān)和路由器接到配變監(jiān)測中心，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

對于配變較多的配電網(wǎng)，配變監(jiān)測中心應(yīng)使用通信能力更強(qiáng)的寬帶接入，使用固定IP，并且配置UNIX主機(jī)或微軟的Windows服務(wù)器，使其能夠滿足同時對多個配變的監(jiān)測要求。但是通過Internet會對企業(yè)的安全性帶來一定的風(fēng)險，這時需要考慮使用虛擬專用網(wǎng)(VPN)技術(shù)建立企業(yè)網(wǎng)，并在移動通信服務(wù)商申請接入點(APN)，使GPRS網(wǎng)傳出的數(shù)據(jù)直接發(fā)送至VPN而不通過Internet，這樣就可以保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)不被破壞，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

總之，根據(jù)實際需要，應(yīng)該靈活地選擇配變監(jiān)測中心的構(gòu)建方式。基于GPRS通信的配變監(jiān)測系統(tǒng)組成方案，較好地解決了配變監(jiān)測的信道“瓶頸”問題，避免了重復(fù)建設(shè)通訊網(wǎng)絡(luò)，有效地提供了準(zhǔn)確可靠的配變運行數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地對配變負(fù)荷變動進(jìn)行實時監(jiān)測。

4 配變監(jiān)測數(shù)據(jù)集中系統(tǒng)的通信過程

GPRS通信方式采用分組交換數(shù)據(jù)通道，采用“經(jīng)常在線”的通信方式，一旦數(shù)據(jù)終端“開機(jī)”就通過登錄過程將其始終附著在網(wǎng)絡(luò)上，并由鏈路級協(xié)議(RLC/RCP)和傳輸級協(xié)議(TCP)保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠連接；實現(xiàn)中心到配變數(shù)據(jù)終端之間隨時能進(jìn)行通信。以此達(dá)到建立中心到數(shù)據(jù)終端永久通道的目的。

配變監(jiān)測的下行數(shù)據(jù)由配變主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)通信接口發(fā)送到FE(無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)器)上，F(xiàn)E設(shè)備分析下行數(shù)據(jù)的報文，從中解析出下行數(shù)據(jù)的目的地址，根據(jù)這個目的地址通過GPRS通道發(fā)送到相應(yīng)的WDT，WDT首先剝離GPRS的附加報頭將有效的數(shù)據(jù)分離出來，再將有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到TTU。TTU的上行數(shù)據(jù)通過WDT和GPRS通道直接發(fā)送到事先指定的FE設(shè)備，再由FE設(shè)備剝離GPRS的附加報頭將有效的數(shù)據(jù)分離出來，再將有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到配變監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)。

整個通信過程對TTU和配變監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)是透明的，與目前常見的如光纖等其他通信方式基本一致，可以在不作任何改動的情況下，利用GPRS通信方式替代目前常用的配電網(wǎng)自動化的專用通信方式。

如上所述，配變監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)可以采用一個循采的方式實現(xiàn)與多個TTU的通信。

5 配變監(jiān)測系統(tǒng)軟件

監(jiān)測軟件采用通用編程工具開發(fā)，靈活性好，

擴(kuò)展性強(qiáng)，可以對采集來的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、保存、入庫，并制作輸出報表、繪制各種曲線，從而實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)配變的遠(yuǎn)程監(jiān)測。配變監(jiān)測系統(tǒng)軟件界面簡單、操作方便，真正實現(xiàn)了高效率和辦公自動化。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能：

5.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測功能。

5.2 顯示功能。

5.3 報警功能。

5.4 數(shù)據(jù)庫查詢功能。

5.5 統(tǒng)計報表功能。

6 GPRS的特點和影響

實驗表明，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的配電變壓器實時監(jiān)控系統(tǒng)具有如下特點：

6.1 可廣泛應(yīng)用于配電變壓器終端、無功補(bǔ)償、遠(yuǎn)程抄表等場合，具有很強(qiáng)的實用性。

6.2 由于該系統(tǒng)利用Internet+GPRS的無線網(wǎng)絡(luò)平臺，只需安裝好終端設(shè)備即可完成接入系統(tǒng)工作，與傳統(tǒng)的微波、載波、無線電臺、擴(kuò)頻電臺等傳輸相比不需投資專用設(shè)備，一次性投資少、見效快。

6.3 隨著Internet的發(fā)展及GPRS網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善，系統(tǒng)的通信質(zhì)量會隨之提高，因此系統(tǒng)的后期升級、維護(hù)成本低。

6.4 通信費用低，采用包月付費方式能節(jié)省運營成本。

7 結(jié)語

本文所論述的基于GPRS通信的配變監(jiān)測系統(tǒng)，解決了配變監(jiān)測的實時通信問題，適用范圍廣泛，運行費用低，能解決配變監(jiān)測的實際問題，也能保證監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，可以給配變監(jiān)測帶來極大的方便。