基于GPRS的非統(tǒng)調(diào)電廠電能量采集研究

摘要為適應(yīng)電網(wǎng)商業(yè)化運營的需要，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)自動采集十分必要。GPRS電能量自動采集系統(tǒng)是針對非統(tǒng)調(diào)電廠實際情況設(shè)計的電量采集系統(tǒng)，通過GPRS數(shù)傳終端實現(xiàn)非統(tǒng)調(diào)電廠上網(wǎng)關(guān)口電能表計的接入與自動采集，同時將電能量數(shù)據(jù)傳送到電網(wǎng)電能量計量系統(tǒng)主站，最后從主站實現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置與更改、對數(shù)據(jù)的讀取及管理等相關(guān)維護工作。

關(guān)鍵詞電能量;GPRS;非統(tǒng)調(diào)電廠;電量采集系統(tǒng)

中圖分類號 TM93文獻標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2009)111-0020-01

近年來，電廠的建設(shè)和投資模式的多樣化，使大多數(shù)的新、擴建電廠的產(chǎn)權(quán)已不再是國家獨有，“廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)”是今后發(fā)展的趨勢。因此，提高電能量遠程采集、傳遞、處理的精確性、唯一性、可靠性和及時性是實現(xiàn)電網(wǎng)商業(yè)化運營的迫切要求。

之前，電廠普遍采用撥號Modem采集方式，從運行情況來看，其故障率較高，裝置在三年內(nèi)更換率達100%;其次，其數(shù)據(jù)傳送速率較低，采集數(shù)據(jù)有很大延時;此外，撥號需要固話線路，不僅放線繁瑣，也是較頻發(fā)的故障點。主站采集的經(jīng)常中斷，嚴(yán)重影響了關(guān)口電能量計量的準(zhǔn)確性，因此，改進非統(tǒng)調(diào)電廠的電量采集方式相當(dāng)必要。

1系統(tǒng)方案設(shè)計

(1)建立非統(tǒng)調(diào)電廠上網(wǎng)關(guān)口電能量自動采集系統(tǒng)

進行采集主站部署調(diào)通，具備現(xiàn)場設(shè)備接入采集能力，完成軟件各模塊的細化設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、采集數(shù)據(jù)項定義等工作。完成前臺Web應(yīng)用子系統(tǒng)的采集基本配置功能開發(fā)工作和后臺采集子系統(tǒng)的開發(fā)工作。

(2)GPRS無線數(shù)傳終端的安裝與表計接入非統(tǒng)調(diào)電廠的現(xiàn)場實施

進行終端安裝、表計接入與采集調(diào)試工作，在非統(tǒng)調(diào)電廠安裝“GPRS無線數(shù)傳終端”，將關(guān)口計量表計接入終端的RS485接口，利用現(xiàn)有的移動公司GPRS光纖專線接入點，通過GPRS無線通訊方式，實現(xiàn)非統(tǒng)調(diào)電廠上網(wǎng)關(guān)口電能表計的全部接入。

(3)參數(shù)定義及數(shù)據(jù)采集

將表計參數(shù)、GPRS終端等相關(guān)參數(shù)在主站錄入，完成通道及規(guī)約定義，按照需要進行采集設(shè)置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集。

2系統(tǒng)硬件模塊

GPRS無線數(shù)傳終端基于移動網(wǎng)絡(luò)，與數(shù)據(jù)中心的接口設(shè)備一起提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)，屬于用戶專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

2.1 GPRS無線數(shù)傳終端原理及特點

GPRS無線數(shù)傳終端原理框圖參見下圖:

GPRS無線數(shù)傳終端采用低功耗高性能的ARM處理器，內(nèi)嵌標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議棧，確保數(shù)據(jù)終端永遠在線，軟硬件看門狗設(shè)計保證系統(tǒng)穩(wěn)定，支持全透明方式下多中心數(shù)據(jù)傳輸，此外，支持IP地址訪問，具備方便遠程維護和配置等多種優(yōu)點。

2.2 GPRS無線數(shù)傳終端安裝及使用

GPRS終端的安裝分為五部分:機殼安裝、SIM卡安裝、數(shù)據(jù)線連接、電源線連接以及天線的連接。

GPRS終端封裝在金屬機殼內(nèi)，用戶的數(shù)據(jù)電纜接口、天線及SIM卡槽都在模塊的底部接入。其電源接線依次為正極、負極、接地，數(shù)據(jù)電纜的接口類型和連接線序依次為485+、485-、232收、232發(fā)、232地，天線采用50Ω/S M A，用手擰到天線接口上即可。插入SIM 卡、連接好電纜后方可上電，通過指示燈閃爍方式可判斷其運行狀況。

3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

非統(tǒng)調(diào)電廠上網(wǎng)關(guān)口電能量自動采集系統(tǒng)軟件包分為前臺Web軟件系統(tǒng)和后臺采集前置系統(tǒng)。

3.1 前臺Web子系統(tǒng)

前臺Web子系統(tǒng)主要包括:采集點、計量點檔案、采集參數(shù)的配置、自動任務(wù)配置、數(shù)據(jù)召測、數(shù)據(jù)查詢、報表等應(yīng)用功能。

前臺Web系統(tǒng)軟件運行在Web服務(wù)器上，通過對象序列化方式實現(xiàn)前后臺的對象傳遞和功能調(diào)用接口，執(zhí)行數(shù)據(jù)存取訪問，響應(yīng)IE用戶的WEB訪問請求，通過調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯，執(zhí)行電能信息采集業(yè)務(wù)操作。

3.2 后臺采集前置子系統(tǒng)

后臺采集前置子系統(tǒng)主要包括:數(shù)據(jù)采集調(diào)度程序、通訊規(guī)約類庫、通訊接口程序、自動任務(wù)管理、應(yīng)用服務(wù)。其組成和功能如下:

(1)接口類庫:響應(yīng)前臺Web系統(tǒng)訪問請求，調(diào)用應(yīng)用服務(wù)類庫下發(fā)指令，通過調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯，執(zhí)行采集業(yè)務(wù)操作，返回采集數(shù)據(jù)與結(jié)果。通過對象序列化方式實現(xiàn)前后臺的對象傳遞和功能調(diào)用接口;

(2)應(yīng)用服務(wù)類庫:封裝應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯，執(zhí)行數(shù)據(jù)存取訪問。

(3)任務(wù)管理程序:執(zhí)行既定任務(wù)的自動生成，接收人工臨時操作任務(wù)，將批量任務(wù)分解成具體的單個終端任務(wù)，并按照一定的優(yōu)化規(guī)則對任務(wù)進行管理。

(4)數(shù)據(jù)采集程序:根據(jù)任務(wù)并發(fā)調(diào)度規(guī)則從任務(wù)管理機獲取待執(zhí)行任務(wù)，調(diào)度執(zhí)行具體的通訊任務(wù)、控制命令和數(shù)據(jù)采集，調(diào)用規(guī)約解釋類庫，解析數(shù)據(jù)項存入原始數(shù)據(jù)緩存庫(GPRS數(shù)傳模塊)。

(5)通訊規(guī)約類庫:供數(shù)據(jù)采集軟件調(diào)用并返回數(shù)據(jù)和執(zhí)行結(jié)果。對于主站主動連接終端的通訊方式下具有通訊連接建立功能，支持多種電表規(guī)約。

(6)通訊接口類庫:負責(zé)通訊連接建立管理與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

4系統(tǒng)功能

系統(tǒng)設(shè)計有專門的人機交互界面，運行管理人員可以方便指定檢測通道以及連接在指定通道上的電能表。軟件自動從通信配置數(shù)據(jù)庫中讀取電表的通信參數(shù)，從規(guī)約庫中裝載通信協(xié)議包，自動與電表通信讀取電表采集和生成的數(shù)據(jù)信息，包括:電能量表盤值、瞬時量、需量、電表工作狀態(tài)和負荷曲線信息等。并采用直觀的圖形界面提供參數(shù)錄入及數(shù)據(jù)召喚等功能，對接入系統(tǒng)的關(guān)口電能表的通信配置信息進行有效管理，對未能及時采集的數(shù)據(jù)進行人工臨時操作、及時追補。

5結(jié)束語

GPRS電能量自動采集是一種新的采集方式，經(jīng)試運行顯示，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)通道自動采集運行穩(wěn)定可靠，對電能量起到了實時監(jiān)測的效果， GPRS采集相比撥號Modem采集具有實用性強、通訊費用低、故障率低、運行維護費用低等多項明顯優(yōu)勢，完全滿足對非統(tǒng)調(diào)電廠電能量自動采集與管理的需要。

參考文獻

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