無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

曹輝++邵凡++魯燕++張馳++王一凡

摘 要：供電調(diào)度系統(tǒng)需要對變電站設(shè)備實時監(jiān)測，通過架設(shè)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但光纖架設(shè)受地理環(huán)境影響較大而且易損壞，造成通信中斷。GPRS無線網(wǎng)絡(luò)可以有效的在調(diào)度中心和變電站間建立傳輸通道，可靠性高，可作為備用通道。文章介紹基于GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，概述基于GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的無線通信系統(tǒng)的組成，給出無線通信系統(tǒng)的實施方案、安全措施與加密功能，具有較強(qiáng)的通信速度和可靠性。

關(guān)鍵詞：GPRS無線調(diào)度通信 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 查詢 實時數(shù)據(jù)

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0076-02

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。目前光纖通信主要應(yīng)用在大部分電力系統(tǒng)通信中，但光纖隨著使用年限過長，發(fā)生老化的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電力調(diào)度系統(tǒng)發(fā)生故障，因而采用了一種基于GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的電力通信系統(tǒng)[1]。調(diào)度中心可通過GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與分布在各個變電站的數(shù)據(jù)采集單元RTU建立聯(lián)系，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制、事件日志追憶等功能。

1 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

電力調(diào)度系統(tǒng)可以通過各個遠(yuǎn)端采集單元RTU采集電網(wǎng)上的信息，可實現(xiàn)實時無線數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)實時運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)等功能。電力調(diào)度系統(tǒng)為調(diào)度人員提供電網(wǎng)運(yùn)行的實時數(shù)據(jù)，減輕調(diào)度人員和各個變電站工作人員的工作強(qiáng)度，提高電力系統(tǒng)的自動化水平。GPRS是電信運(yùn)營商在優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中提出的2.5G通信技術(shù)，進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)傳輸速度，實現(xiàn)了高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。GPRS具有覆蓋面積廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、通信質(zhì)量高、按流量計費(fèi)和永遠(yuǎn)在線等優(yōu)點，特別適合應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控等行業(yè)[2]。

GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)具有如下優(yōu)點。

（1）GPRS用戶可隨意移動自己的網(wǎng)點，無需擔(dān)心環(huán)境因素導(dǎo)致線路鋪設(shè)難度高和線路維護(hù)等問題，移動網(wǎng)點時無需考慮停機(jī)問題。

（2）終端價格比較低。

（3）GPRS資費(fèi)低，計費(fèi)合理。

（4）GPRS能很好地支持少量突發(fā)型、頻繁的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

（5）GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，能迅速接入現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)。

（6）覆蓋范圍大。

在電力系統(tǒng)中，為了進(jìn)行現(xiàn)代化管理，往往實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度現(xiàn)代化，需要對眾多變電站電力運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測并向調(diào)度中心傳送監(jiān)控數(shù)據(jù)，執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)度命令。對大型的變電站架設(shè)光纖實現(xiàn)通信，但對處于偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型變電站，由于架設(shè)光纖成本太高和所處環(huán)境復(fù)雜很難實現(xiàn)光纖通信，于是基于GPRS的無線通信系統(tǒng)成為最佳選擇。通過GPRS將監(jiān)測設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度中心，可以實現(xiàn)對變電站的管理，取得數(shù)據(jù)共享、資源共享，大幅度提高自動化的效率[3]。

2 無線通信系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

該系統(tǒng)由以下部分組成。

（1）電力調(diào)度中心：調(diào)度中心設(shè)置多個GPRS無線傳輸機(jī)，分別與各個變壓站的監(jiān)測系統(tǒng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)建立一對一獨(dú)立聯(lián)網(wǎng)關(guān)系，建立與獨(dú)立于外界互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)通道。無線傳輸機(jī)內(nèi)置SIM卡，具有GPRS聯(lián)網(wǎng)功能，綁定南通供電系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)APN接入點的IP地址與變電站進(jìn)行通信[4]。

（2）移動網(wǎng)絡(luò)：中國移動基站覆蓋面積大，監(jiān)控點利用運(yùn)營商的GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信。

（3）監(jiān)控終端：終端的輸入口為RS232/RS485數(shù)據(jù)接口，它的作用是將監(jiān)控點提供的需要傳輸?shù)男盘柊l(fā)送到無線網(wǎng)絡(luò)上，在終端中配有專用的無線通信模塊。無線通信模塊包括SIM卡，能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)和主站的數(shù)據(jù)通信。

2.2 系統(tǒng)實施方案

變電站的數(shù)據(jù)由前置機(jī)發(fā)送，經(jīng)處理、存儲之后由GPRS無線傳輸機(jī)進(jìn)行T634規(guī)約的TCP/IP協(xié)議封包，通過GPRS APN網(wǎng)絡(luò)向調(diào)度中心傳送。調(diào)度中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器至GPRS無線智能傳輸機(jī)，進(jìn)行TCP/IP協(xié)議封包，再通過GPRS APN網(wǎng)絡(luò)傳送到變電站，完成一次數(shù)據(jù)的通信。

變電站的GPRS設(shè)備通過串口連接在通信管理機(jī)上，與光纖通信處于同一級，GPRS無線通信作為備用通道，當(dāng)光纖通信出現(xiàn)問題時，隨時可以切換到備用通道上，保證數(shù)據(jù)傳輸正常。

變電站使用GPRS無線智能傳輸機(jī)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)采用一對一的獨(dú)立聯(lián)網(wǎng)方式和調(diào)度中心對應(yīng)的GPRS無線智能傳輸機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。所有接入點統(tǒng)一使用固定的APN，SIM卡綁定固定的IP地址[5]。

3 GPRS方案的安全性分析

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送電網(wǎng)設(shè)備信息、調(diào)度指令、繼電保護(hù)、控制信息和實時數(shù)據(jù)等重要信息，是電網(wǎng)運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，安全性是調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的首要要求。

GPRS的物理數(shù)據(jù)本身已經(jīng)采用了加密傳送。調(diào)度中心連接GPRS網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)點對點傳輸，所有數(shù)據(jù)均與互聯(lián)網(wǎng)隔離，大大增強(qiáng)了信息的安全性。利用單獨(dú)的APN，類似于VPN方案，與外界互聯(lián)網(wǎng)隔離，提高數(shù)據(jù)安全。

4 結(jié)語

GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用，具有極高的性價比。作為備用通道，是光纖調(diào)度通信的有效補(bǔ)充，幾乎不受變電站地理位置的影響，可以有效地利用調(diào)度傳輸網(wǎng)實時傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，可靠性高，運(yùn)行維護(hù)成本大大降低，提高了電力系統(tǒng)自動化水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳堅，孫志月.MODEM通信編程技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，1998.

[2] 劉樂善，歐陽星明，劉學(xué)清.微型計算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M].華中理工大學(xué)出版社，2001.

[3] Andrew S Tanenbaum，著.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].熊桂喜，王小虎，譯.北京：清華大學(xué)出版社，1999.

[4] 編程高手工作室.VisualC++6.0編程高手[M].北京：希望電子出版社，2001.

[5] 劉艦石，劉立中，彭雙巖.基于GPRS技術(shù)的調(diào)度自動化通信系統(tǒng)方案[J].電子世界，2012（21）：84-85.