|
第一、 系統概述
GPRS是在GSM基礎上發展起來的一種分組交換的數據承載和傳輸網絡，它采用先進的無線分組技術，GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kb/s，實際應用帶寬大約在40-100Kb/s。
只要GSM網絡可以覆蓋到的地方都可以實現連接到GPRS網，通過G網進行數據流的傳輸交換，數據進入移動網絡，可以通過Internet、GPRS MODEM、專線接入三種方式和各供電公司調度中心運動系統進行通信，基于GPRS網絡建立的變電站綜自信息通道網絡比建設載波通信、光纖通信節約成本，效益高。主站、終端建設、安裝、維護方便，運行成本低廉，可提供透明傳輸通道，并可兼容多種通訊協議。
第二、方案可行性分析
配變由于其安裝位置分布、安裝地點等問題，造成設備數量多、地理地形分布不平衡，比較分散，環境惡劣等特點。配變監控的數據量較大，實時性要求高，長時間不間斷傳送數據，配變調度員可隨時召測配變監控終端的實時數據。對特殊的影響配變運行的越限告警信號，配變監控終端要及時上傳到配變調度中心主站。目前，我國變電站沒有上傳綜合自動化信息，地理位置比較分散，有些比較偏遠，交通不便，基于以上情況有以下幾種通信組網方案；
1、建設載波通信方案
建議沒有實現上傳綜自信息的35kV變電站，都建設為載波通信，上傳到各自出線的110kV變電站，再在110kV變電站進行轉接至各自供電公司的縣調中心遠動系統。
1）此方案需的實施包括以下內容
A)設備選型；
針對不同的35kV變電站選擇不同型號的載波設備，氣候因素、距離因素都是需要考慮的問題。
B)設備購置；
C)載波機安裝；
D)載波設備調試；
E)業務割接上傳；
2）此方案所需資金
2、建設光纖通信方案
建設光纖通信不但要進行光設備選型、安裝、調試，而且還要進行光纜架設，相比之下不適合長距離、偏遠的站點，線路長、地理位置惡劣的站點對于架設光纜不經濟。不僅需要考慮光纜的選型、購置，還要考慮光纜的架設，整體投資大，效益低，資金回收慢。
3、建設基于GPRS網絡的通信方案
GPRS是在GSM基礎上發展起來的一種分組交換的數據承載和傳輸網絡，它采用先進的無線分組技術，GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kb/s，實際應用帶寬大約在40-100Kb/s。
只要GSM網絡可以覆蓋到的地方都可以實現連接到GPRS網，通過G網進行數據流的傳輸交換，數據進入移動網絡，可以通過Internet、GPRS MODEM、專線接入三種方式和各供電公司調度中心運動系統進行通信。
假設35kV變電站終端站點40個，設DTU為2500元/臺 前期一次性投資約為40×2500＝10萬元，主站點與移動公司聯網設備費用8萬元，后期以每站200元/月，一年通訊費用僅為200×12×40＝96000元，遠遠比其他方式節約成本，而且不存在大量繁重的設備安裝工作。
綜上所述，基于GPRS網絡建立35kV變電站的綜自信息通道網絡比建設載波通信、光纖通信節約成本，效益高。主站、終端建設、安裝、維護方便，運行成本低廉，可提供透明傳輸通道，并可兼容多種通訊協議。
為了保證綜自信息的安全性以及便于維護，采用數據流傳輸交換進入移動網絡，通過專線接入方式和各供電公司調度中心進行通信。
第三、基于GPRS網絡組建變電站自傳輸網絡的方案
整個GPRS組網方案可以分為兩個部分實施：一是移動GPRS網絡與數據中心服務器組網，二是通過光纖傳輸網絡傳輸到各供電公司。
1、移動GPRS網絡與數據中心服務器組網
移動GPRS網絡與數據中心服務器組網采取防火墻+中心控制計算機+MOXA組網方案：
1）數據中心服務器與移動G網組網絡拓撲圖：
2）方案闡述：
A.利用DTU的RS232接口和變電站RTU對接。并設置相關DTU參數（端口、速率、數據中心IP等）；
B.中國移動提供VPN接入方式，為每個DTU分配一個固定的IP地址。并通過光纖或者2M方式專線接入電業局通訊機房；
C.在電業局通訊機房配置一臺兩端口防火墻，以達到阻隔移動網絡與接入網絡，從而增加網絡安全性。
D.在防火墻內網級聯一臺工控服務器（中心控制計算機），在機器上安裝一塊MOXA卡，擴充串口。
E.在中心控制計算機上進行編程，起用一個軟件服務。對外接受各個變電站RTU通過GPRS發送過來的數據。對內，根據不同的源端口，或者源IP地址將數據分發到MOXA卡不同的RS232接口之上。
F.RS232接口接入光傳輸設備，通過時隙劃分，將各個RS232口分配到不同的傳輸路由上。
這種組網方案在業界已經有成熟案例，便于開發、維護和擴展。星型網絡架構對中心控制計算機上的軟件服務的功能和性能要求非常高。
2、由光纖傳輸網絡傳輸至各供電公司縣調中心。
各站綜自信息通過GPRS網絡傳到數據中心服務器機房，通過MOXA卡進行協議轉換分離出不同站點的信息，再通過光傳輸設備傳送到各供電公司。
2）方案闡述：
A. 分配和統計MOXA卡不同COM口具體對應是那些35kV變電站，進行資源分配，根據業務量規劃光傳輸設備的資源；
B. 備份傳輸網數據庫，進行SDH和PCM時隙分配，并作好記錄，將不同站點的綜自信息對應于各自縣調中心；
C. 對所做的PCM V.28通道進行測試，在各供電公司所在的110變電站進行V.28通道轉接，轉接至縣調中心，并對整個V.2⒏通道做個大環測試；
D. 綜自信息業務的割接上傳及調試，在縣調PCM對應RS232接口接收到數據后，通過RS232電纜連接到SCADA前置機
第四、方案優點
GPRS變電站監測遠程系統具備如下特點：
1、實時性強：
由于GPRS具有實時在線特性，系統無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個/所有數據采集點的數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
2、可對變電站設備進行遠程控制：
通過GPRS雙向系統還可實現對變電站設備進行遠程控制，進行參數調整、開關等控制操作。
3、建設成本少低：
由于采用GPRS的無線公網平臺，只需安裝好設備就可以，前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低；
4、覆蓋范圍廣：
GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對邊電站設備的控制和管理。而且，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
5、系統的傳輸容量大：
配電數據中心要和每一個變電站數據采集點保持實時連接。由于變電站數據采集點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
6、數據傳送速率高：
每個變電站數據采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
7、通信費用低：采用包月計費方式，運營成本低。
第五、安全措施
由于GPRS變電站監測遠程系統的特殊性，本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環，穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，系統也不能中斷運行。
1、APN專網模式：利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入某系統的范圍，可以有效避免非法入侵。采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入，在網絡側對SIM卡和APN進行綁定，只有屬于指定行業的SIM卡才能訪問專用APN。普通手機號的GPRS終端無法呼叫專門的APN。
2、對于特定用戶，可通過數據中心給每個移動終端分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的移動終端將無法登錄進入系統，系統的安全性進一步增強。
3、安全的防火墻過濾，設置防火墻軟件保障系統安全。
第六、結論
對于電力部門來說，遠程電站綜合自動化一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財力。因為變電站數量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不方便。應用GPRS遠程自動傳輸后，為電力部節約人力資源，從而有不可估量的經濟效益，對改善服務質量，提高電力部門形象，具有明顯的社會效益。
綜上所述，GPRS遠程變電站監測系統在電力管理自動化中應用是非常適合我國國情的，充分利用現有資源和技術，GPRS遠程自動抄表系統必將在城鄉電網中大放異彩，為電力部門創造出更加輝煌的業績。
|
