摘要為適應(yīng)電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營的需要，實(shí)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(shí)際情況設(shè)計的電量采集系統(tǒng)，通過GPRS數(shù)傳終端實(shí)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(shí)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(hù)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(xiàn)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(kuò)建電廠的產(chǎn)權(quán)已不再是國家獨(dú)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(yuǎn)程采集、傳遞、處理的精確性、唯一性、可靠性和及時性是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營的迫切要求。

之前，電廠普遍采用撥號Modem采集方式，從運(yùn)行情況來看，其故障率較高，裝置在三年內(nèi)更換率達(dá)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(diǎn)。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(jìn)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(jìn)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(xì)化設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、采集數(shù)據(jù)項(xiàng)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(shí)施

進(jìn)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(diǎn)，通過GPRS無線通訊方式，實(shí)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(jìn)行采集設(shè)置，實(shí)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(shí)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(diǎn)

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(yuǎn)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(yuǎn)程維護(hù)和配置等多種優(yōu)點(diǎn)。

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(jī)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(jī)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(fù)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?jǐn)Q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(yùn)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(diǎn)、計量點(diǎn)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(yùn)行在Web服務(wù)器上，通過對象序列化方式實(shí)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(shí)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(jìn)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(jī)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(xiàng)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(fù)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(jī)交互界面，運(yùn)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(fù)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(jìn)行有效管理，對未能及時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工臨時操作、及時追補(bǔ)。

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(yùn)行顯示，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)通道自動采集運(yùn)行穩(wěn)定可靠，對電能量起到了實(shí)時監(jiān)測的效果， GPRS采集相比撥號Modem采集具有實(shí)用性強(qiáng)、通訊費(fèi)用低、故障率低、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等多項(xiàng)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(xiàn)

[1] 王思彤，王長瑞.大區(qū)電網(wǎng)電力市場的網(wǎng)關(guān)及其電能計量系統(tǒng)[J].電網(wǎng)技術(shù)，1999，23(6):62-65.

[2] 徐平平， 邱玉春. 電力集中抄表中的通信技術(shù)[J]. 電力系統(tǒng)通信， 1999(4).

[3] 江蘇方天電力技術(shù)有限公司.非統(tǒng)調(diào)電廠上網(wǎng)關(guān)口電能量自動采集系統(tǒng)系統(tǒng)方案[M].2009.