電力調(diào)度中的無線傳輸解決方案

Word文檔電力調(diào)度中的無線傳輸解決方案1、需求分析

電力調(diào)度是電力行業(yè)最核心的業(yè)務(wù)之一。電力調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心和調(diào)度終端(RTU)兩大部分組成。電力調(diào)度監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng),可以通過分散分布的各個(gè)遠(yuǎn)端采集單元RTU采集掩蓋密集的電網(wǎng)上的信息,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程掌握與調(diào)整、事故報(bào)警、越限/變位報(bào)警、數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)、工作信息登錄、自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、事故追憶等功能。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)心調(diào)度員準(zhǔn)時(shí)了解、把握電力狀況，監(jiān)控電網(wǎng)信息，通過對(duì)電力信息的實(shí)時(shí)掌控可以優(yōu)化資源調(diào)配，更有效地利用和調(diào)配有限的電力資源。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是關(guān)心電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度人員準(zhǔn)時(shí)把握電網(wǎng)運(yùn)行狀況，并準(zhǔn)時(shí)合理地調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的有力工具，它能大大的提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益并極大的減輕調(diào)度人員和各分站運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

目前，全國已形成五級(jí)調(diào)度管理系統(tǒng)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)主要由國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)一級(jí)網(wǎng)，區(qū)域二級(jí)網(wǎng)，省級(jí)三級(jí)網(wǎng)，地市四級(jí)網(wǎng)和縣級(jí)五級(jí)網(wǎng)，掩蓋各級(jí)調(diào)度中心和直調(diào)發(fā)電廠、變電站。目前一級(jí)網(wǎng)基本建成，二、三級(jí)網(wǎng)工程正在實(shí)施，少數(shù)省市已經(jīng)開頭建設(shè)四級(jí)網(wǎng)。隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)的完成和逐步成熟，電力數(shù)據(jù)的傳輸和聯(lián)網(wǎng)工作成為下一步工作重點(diǎn)。采納GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)能有效地利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，解決有線通道所無法解決的問題，電力數(shù)據(jù)通過GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)秸莆障到y(tǒng)后,進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和存儲(chǔ),得到精確的量化的實(shí)時(shí),調(diào)度員把握了這樣的信息,做出相應(yīng)的反映。滿意電力調(diào)度自動(dòng)化進(jìn)展的需要。

GPRS是一種新型的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。GPRS是中國移動(dòng)在完善優(yōu)化GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中推出的第2.75代通信技術(shù)，它在目前GPRS網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級(jí)了無線接口，使其支持高速補(bǔ)充業(yè)務(wù)信道，從而可實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。GPRS在傳遞速率、功能方面較GPRS具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特殊適合像金融交易、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。

GPRS通信方式更適合于電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，以往的電力調(diào)度基本上是靠人工方式來進(jìn)行，采納電話線傳送數(shù)據(jù)或手工抄錄，實(shí)時(shí)性差，費(fèi)用也不廉價(jià)。GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢(shì)：

1)GPRS用戶可隨便分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)點(diǎn)，無需擔(dān)憂線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)測(cè)點(diǎn)無需進(jìn)行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝便利。

2)終端價(jià)格比較低。與DDN相比，較DTU或DDN專線Modem其終端價(jià)格廉價(jià)許多。

3)GPRS資費(fèi)廉價(jià)，計(jì)費(fèi)合理。GPRS資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還廉價(jià)。電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采納資費(fèi)很高的專線(DDN、幀中繼)。GPRS還可依據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和供應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時(shí)間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)費(fèi)，保持時(shí)不占用信道不計(jì)費(fèi)。這樣，監(jiān)測(cè)點(diǎn)既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時(shí)的費(fèi)用。

4)GPRS能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定牢靠，永不掉線。

5)GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，供應(yīng)了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于GPRS網(wǎng)本身就是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng),支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)過PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采納TCP/IP協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(集群，雙向傳呼，GSM短信息)而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接便利。

6)掩蓋較好。比較許多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA)而言，其網(wǎng)絡(luò)掩蓋是比較好的。

二、系統(tǒng)原理

在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常需要對(duì)眾多的變電站設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，成為電力部門選擇的通信手段亮點(diǎn)之一。變電站監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的電力數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)時(shí)發(fā)送到電力管理部門，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的準(zhǔn)時(shí)管理，大大提高了工作效率，為電力調(diào)度自動(dòng)化供應(yīng)了嶄新方式。

上傳信息：來自RTU的信息首先由GPRSIP路由器進(jìn)行TCP/IP協(xié)議封包和無線調(diào)制解調(diào)，再通過GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向前置機(jī)/數(shù)據(jù)服務(wù)器傳送，經(jīng)主前置機(jī)/數(shù)據(jù)服務(wù)器處理、存儲(chǔ)后，向網(wǎng)上廣播，各工作站收到信息后進(jìn)行相應(yīng)處理。

下傳信息：來自工作站的信息首先傳送到主前置機(jī)/數(shù)據(jù)服務(wù)器，由其處理后發(fā)送到GPRSIP路由器進(jìn)行TCP/IP協(xié)議封包和無線調(diào)制解調(diào)，再通過GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到RTU。

三、方案說明

1、變電所子站的GPRS通信設(shè)備選帶網(wǎng)絡(luò)接口的GPRSIP路由器，直接掛接在變電所子站的局域網(wǎng)絡(luò)上，和光纖接口的路由器處于同一局域網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置光纖網(wǎng)為第一網(wǎng)關(guān)、GPRSIP路由器為其次網(wǎng)關(guān)，在光纖消失問題的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換到GPRSIP路由器。以網(wǎng)絡(luò)備份的成熟思想來解決比較牢靠。

2、也可將GPRSIP路由器完全設(shè)置和光纖路由器一樣，在光纖消失問題的時(shí)候，由人工完全切換，讓GPRSIP路由器完全取代光纖路由器即可。

3、不建議變電站設(shè)備通過非標(biāo)的串口方式連接GPRSIP路由器，面臨二次開發(fā)工作，風(fēng)險(xiǎn)不確定。

4、為平安和信道保證，從移動(dòng)的GPRS網(wǎng)關(guān)到調(diào)度中心建議用DDN或光纖等專線。并開通專有的APN網(wǎng)絡(luò)。

四、系統(tǒng)組成

4.1電力監(jiān)控中心

監(jiān)控中心服務(wù)器申請(qǐng)配置Internet上固定的IP地址，或申請(qǐng)配置專線，通過光纖、DDN等數(shù)據(jù)專線直接和移動(dòng)中心機(jī)房的GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。監(jiān)控中心服務(wù)器上安裝相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器四個(gè)部分。

通信服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能;

監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、反控等功能;

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份;

WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。詳細(xì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器可以安裝在一臺(tái)服務(wù)器中，也可以安裝在不同服務(wù)器中。假如行業(yè)客戶要求對(duì)終端進(jìn)行終端IP綁定，需要安裝RADIUS服務(wù)器，為系統(tǒng)供應(yīng)AAA認(rèn)證和IP綁定功能。

4.2移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

利用中國移動(dòng)現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心系統(tǒng)的全部交換信息通過中國移動(dòng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

4.3監(jiān)控終端

變電站設(shè)備通過RS232串口直接與GPRSIP路由器連接，并由其建立無線數(shù)據(jù)連接。原則上，全部供應(yīng)RS232/485接口的電力監(jiān)測(cè)設(shè)備均能夠用于該系統(tǒng)方案。

4.4GPRSIP路由器介紹

GPRSIP路由器是一款集成了GPRSMODEM傳輸功能和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、路由功能于一體的新型無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。廣域網(wǎng)絡(luò)采納GPRS，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采納標(biāo)準(zhǔn)100BaseT和串口(包括RS232、RS485等)連接兩種方式。

GPRS網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是在已成熟的寬帶路由器和SNMP網(wǎng)管設(shè)備等產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)展起來的全新系列產(chǎn)品，硬件采納全新的32位嵌入式RISCCPU，處理力量及系統(tǒng)資源提高10倍以上。

軟件上采納完整的嵌入式OS及TCP/IP協(xié)議包，整體方案和其他競爭對(duì)手的產(chǎn)品相比有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

具有100BaseT網(wǎng)絡(luò)接口及完整的IPROUTER功能，其他產(chǎn)品均無網(wǎng)絡(luò)接口。

具有TCP牢靠連接方案，專為金融交易應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

內(nèi)嵌WEBServer配置方式，便利直觀。

強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，適合行業(yè)應(yīng)用。

為整體解決方案供應(yīng)所需要的系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

支持遠(yuǎn)程維護(hù)，具有遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)和重啟動(dòng)的功能。

五、GPRS方案的平安性分析

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送電網(wǎng)自動(dòng)化信息、調(diào)度指揮指令、繼電愛護(hù)與平安自動(dòng)裝置掌握信息等重要數(shù)據(jù)，是電力平安穩(wěn)定運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，平安性是調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的首要要求。

GPRS的物理鏈路數(shù)據(jù)本身已經(jīng)采納了加密傳送。該方案中假如監(jiān)控中心直接連接到GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)質(zhì)為內(nèi)網(wǎng)方案，全部數(shù)據(jù)均與INTERNET隔離。大大增加了信息的平安性。

可以向移動(dòng)中心申請(qǐng)單獨(dú)的APN(網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)名稱)，類似于VPN方案，可以限制非法SIM用戶的登錄。

六、結(jié)論

基于GP