公共GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的實際應(yīng)用分析

2013-12-12 10:54:48 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：本文通過對GPRS通訊技術(shù)在配電線路變壓器運行參數(shù)、計量數(shù)據(jù)采集中實際應(yīng)用分析，認(rèn)為GPRS無線通訊技術(shù)夠突破配電網(wǎng)絡(luò)地域廣大、設(shè)備分散、節(jié)電眾多的阻礙，幫助電力企業(yè)建立一個投資較省、見效快、運行穩(wěn)

一、網(wǎng)絡(luò)連接方式
采用一點對多點集群通信，即在數(shù)據(jù)發(fā)送端使用一個GPRS無線智能傳輸模塊，數(shù)據(jù)接收端使用專線方式（與當(dāng)?shù)匾苿拥暮诵慕粨Q系統(tǒng)直接連接GGSN）。這樣所有數(shù)據(jù)發(fā)送端走移動通訊的空中信道資源，另外的數(shù)據(jù)接收端則走專線方式。這種應(yīng)用方式下表現(xiàn)的結(jié)果是非常穩(wěn)定和可靠，延時非常?。?~3秒），完全可以滿足實際工作的需要。在服務(wù)端其實是一臺服務(wù)器，通過通信軟件來完成與大量的數(shù)據(jù)發(fā)送端（可以上千個）的及時通信，即便在某個或幾個數(shù)據(jù)發(fā)送端失效的情況下依然保證服務(wù)端能服務(wù)于其它的數(shù)據(jù)發(fā)送端。而且完全可以同時接收數(shù)據(jù)和發(fā)送命令或控制指令給數(shù)據(jù)接受端。
二、實際使用中的速度
實際使用中目前中國移動為我公司提供的應(yīng)用方式為3+1時隙捆綁方式，即一個信道的8個時隙中的四個，每個時隙最高9600bps。在實際使用中經(jīng)過測試，上行帶寬可以達到4.00628Kbps，下行帶寬可以達到4.95485Kbps的帶寬（以上數(shù)據(jù)均為實際裸數(shù)據(jù)傳輸能力，不包括協(xié)議封裝后的）。這樣的速度可以完全滿足我公司在上述幾個關(guān)鍵應(yīng)用環(huán)境上的需要。
三、GPRS技術(shù)在10kV配電系統(tǒng)中的典型應(yīng)用
配網(wǎng)是電力能源價值實現(xiàn)的重要部分，尤其是在電力市場環(huán)境下其價值更加突出。此時，對配網(wǎng)運行的穩(wěn)定性、客戶用電質(zhì)量的監(jiān)測、客戶用電計量的準(zhǔn)確性、及時性都提出了更高的要求，故配網(wǎng)自動化的建設(shè)是非常有意義的。與35kV及以上變電站調(diào)度自動化系統(tǒng)相比較，由于配網(wǎng)配電變壓器分布點多、位置多變，10kV線路節(jié)點多，線路分支覆蓋區(qū)域廣大，要實現(xiàn)上述功能，關(guān)鍵是建立一個時效性強、可靠性高的通信信道網(wǎng)絡(luò)平臺來實時交換各設(shè)備運行數(shù)據(jù)，以便整體分析決策，并及時控制。而實現(xiàn)這個目標(biāo)需要大量的資金，工程量浩大，已成為配網(wǎng)自動化大面積推廣的最主要障礙。隨著GPRS無線通信技術(shù)的推廣，使得建立一個廉價、可靠的無線通訊網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實。在此網(wǎng)絡(luò)中，考慮投資與技術(shù)成熟先將實時性要求太高的控制部分去掉（作為以后目標(biāo)來實現(xiàn)），并能極大的提高系統(tǒng)及配網(wǎng)的供電可靠性，具有較高的性能價格比。
1、系統(tǒng)組成
利用GRPS來組建配網(wǎng)自動化通訊網(wǎng)絡(luò)。整個通訊系統(tǒng)由下列三個部分組成：
基于GPRS配網(wǎng)監(jiān)測智能終端或客戶表計集中器；
公眾GRPS通訊網(wǎng)絡(luò)；
數(shù)據(jù)中心基于采集數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用軟件；
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3、系統(tǒng)組網(wǎng)方式
系統(tǒng)組網(wǎng)方式采用主站系統(tǒng)和移動公司通過專線連接的方式，該方式需要移動公司到我公司數(shù)據(jù)中心的光纖連接，考慮架設(shè)投資和后期維護費用及長期合作，我公司租用移動通訊公司的光纖網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)連接。采集設(shè)備和無線發(fā)送設(shè)備招標(biāo)后采用某廠家產(chǎn)品。數(shù)據(jù)無線傳輸通過移動公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)完成。公司側(cè)數(shù)據(jù)接受和管理采用設(shè)備廠家開發(fā)的數(shù)據(jù)采集和處理軟件，將儲存記錄的數(shù)據(jù)以圖表或報表的形式顯示、打印和分析,而且數(shù)據(jù)庫可以通過程序接口與電力公司內(nèi)部WEB服務(wù)器、用電營銷MIS服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

4、系統(tǒng)實現(xiàn)的具體功能與應(yīng)用界面

該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表及設(shè)備監(jiān)控功能?？梢詼y量：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電能、環(huán)境溫度等多個參數(shù)。具體功能如下：
l         采集三相四線（380V）或三相三線PT二次側(cè)100V的電氣參數(shù)。
l         能夠自動測量三相電壓、三相電流、三相功率因數(shù)、有功功率、無功功率等電力系統(tǒng)的電氣參數(shù)。
l         自動監(jiān)測配變的運行環(huán)境溫度和油溫。
l         交流采樣，波形失真，頻率變化也不會影響采樣精度。
l         配變的運行參數(shù)，如PT、CT，采樣間隔和接入表參數(shù)等均可根據(jù)現(xiàn)場情況通過PC機和手持儀進行現(xiàn)場設(shè)置。
l         15分鐘保存一點各電氣參數(shù)的值，一天保存96點數(shù)據(jù)，可保存80天。
l         可實時監(jiān)測采集的各個電氣參數(shù)，最小采集時間為1秒。
l         系統(tǒng)可生成三相綜合參數(shù)動態(tài)曲線，該曲線能在終端顯示器上顯示，也可在打印機上輸出，曲線還可以按日、月、年顯示。
l         報警功能：功率因數(shù)低于設(shè)定值、三相電流不平衡、電壓缺相、有電壓無電流、電壓,電流,功率超限,開關(guān)狀態(tài)等報警。
l         能自動記錄臺變停電時間和恢復(fù)時間。
l        根據(jù)所設(shè)置的電壓上、下限計算電壓超上限合格率、電壓超下限合格率、電壓總合格率。
l         同時提供四路開關(guān)量輸入和四脈沖量輸入。開關(guān)量輸入可用于監(jiān)測配變各個刀閘開關(guān)和表箱的狀態(tài)，脈沖量可用于配變臺區(qū)有功和無功表的計量。對于臺區(qū)的協(xié)議表可以通過配變監(jiān)測終端的下行RS485接口接入系統(tǒng)，實現(xiàn)自動抄表。
l         配變監(jiān)測終端提供MODEM、無線、GSM和RS485幾種通訊接口，MODEM、GSM和無線用于與PC機之間的通訊，RS485口不僅用于配變監(jiān)測終端之間的通訊，還能聯(lián)接其它協(xié)議電能表，如復(fù)費率表等。無線和RS485通訊都能擴展其它功能模塊。
l         配變監(jiān)測終端間通訊采用自動中繼，且能自動查找中繼路由。
l         能夠?qū)崿F(xiàn)三相抄表，繪制電能表時、日、月差值曲線圖，并計算配電線路的線損。
l        通過在配電柜門上安裝的紅外探測監(jiān)測客戶擅自打開計量柜，通過WDL遠(yuǎn)程通訊發(fā)送短信息到電工組電工和公司用電稽查人員手機實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警功能。
5、系統(tǒng)安裝投資與效益分析
從2003年起開始安裝，選用一條用電負(fù)荷大、線損率高以工礦企業(yè)客戶為主的10kV新風(fēng)線作為試點，具體投資分析如下（包括一次性投入和系統(tǒng)日常維護費用）
根據(jù)2005年GPRS安裝項目有關(guān)設(shè)備的最新報價，提出每個配電室監(jiān)測節(jié)點的投資分析如下：
安裝投資：

責(zé)任編輯：和碩涵

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