摘 要：伴隨電力系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化的越來越普及與完善，配電網(wǎng)也逐步實(shí)現(xiàn)了信息化與自動(dòng)化，而配電變壓器中的運(yùn)行數(shù)據(jù)作為配電網(wǎng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測與管理配電變壓器的運(yùn)行參數(shù)十分重要，為此構(gòu)建配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)利于實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器的運(yùn)行狀況。在此，本文將基于GPRS通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：GPRS；通信網(wǎng)絡(luò)；GSM；配變遠(yuǎn)程監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，在我國供電工程中配電變壓器發(fā)揮著重要作用，是作為一種靜止的電氣設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一種數(shù)值交流電壓（電流）轉(zhuǎn)變成相同頻率的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）設(shè)備。伴隨電力系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化的越來越普及與完善，配電網(wǎng)也逐步實(shí)現(xiàn)了信息化與自動(dòng)化，而配電變壓器中的運(yùn)行數(shù)據(jù)作為配電網(wǎng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測與管理配電變壓器的運(yùn)行參數(shù)十分重要，為此構(gòu)建配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)利于實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器的運(yùn)行狀況。但受制于地形、氣候、網(wǎng)絡(luò)等的影響，配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)缺乏一定的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時(shí)性，進(jìn)而影響系統(tǒng)主動(dòng)上報(bào)功能的發(fā)揮，而基于GPRS通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下的配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以有效解決以上的系統(tǒng)不足。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建立配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，組成相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用子系統(tǒng)，其能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)提供開放性、強(qiáng)功能的應(yīng)用程序運(yùn)行平臺(tái)，對(duì)程序的執(zhí)行與實(shí)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、高級(jí)的、安全的、可靠的系統(tǒng)管理與服務(wù)，能夠有效滿足分布式、模塊化、擴(kuò)充式的系統(tǒng)運(yùn)行需求。而關(guān)于配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其需要考慮一系列基礎(chǔ)服務(wù)（如人機(jī)界面、信息傳遞、數(shù)據(jù)庫等）要求，因而系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)子系統(tǒng)主要由配電變壓器管理、數(shù)據(jù)查詢、自動(dòng)抄表、諧波數(shù)據(jù)、線損管理、VQC功能、購電量管理等部分構(gòu)成。這些子系統(tǒng)在基于OSA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模式下，形成橫向、縱向集成式開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其中，在GPRS通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)部分：①監(jiān)控中心主站，其主要負(fù)責(zé)人機(jī)交互的操作；②網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器，其相當(dāng)于一個(gè)透明中轉(zhuǎn)站，可建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路，并完成數(shù)據(jù)收發(fā)；③GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，負(fù)責(zé)上送、下發(fā)數(shù)據(jù)信息；④監(jiān)控終端設(shè)備，負(fù)責(zé)采集數(shù)字量與模擬量。

2 系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)控終端

在GPRS的配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控終端主要運(yùn)用配電綜合監(jiān)測儀來組成，其引用高精度數(shù)字采樣處理技術(shù)，依據(jù)電力需求側(cè)管理技術(shù)、配變負(fù)荷監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)。運(yùn)用GPRS理論，提供通用分組無線業(yè)務(wù)，即在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新無線數(shù)據(jù)傳數(shù)業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲(chǔ)、通訊等功能。同時(shí)，GSM系統(tǒng)能夠?yàn)橐苿?dòng)用戶提供高速無線IP或X.25服務(wù)，在171.2Kbit/s帶寬、40～100Kbit/s應(yīng)用帶寬的條件下，配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性更高、功能更強(qiáng)大，能夠運(yùn)用后臺(tái)軟件將儲(chǔ)存記錄的數(shù)據(jù)以圖表或報(bào)表的形式顯示、打印和分析。可提供TCP/IP連接的信道，以實(shí)現(xiàn)INTERNET連接與數(shù)據(jù)傳輸操作，這種系統(tǒng)的監(jiān)控終端具有科技領(lǐng)先的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

2.2 GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端

監(jiān)控中心與終端的通訊實(shí)現(xiàn)要依靠GPRS數(shù)據(jù)的傳輸，本系統(tǒng)采用了YN2010GRPS DTU，其功能特點(diǎn)有：（1）互連式TCP/IP Internet內(nèi)嵌的協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)；（2）采用AT命令界面，使程序設(shè)計(jì)更為便捷；（3）利用RS232接口方式改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通訊方式；（4）能夠通過串口進(jìn)行程序升級(jí)。

GPRS多采用分組交換技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，每一無線信道都具備共享功能，用戶可根據(jù)需求選用多個(gè)無線信道，從而達(dá)到資源的有效利用。用戶在使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)能夠在用戶端口的分組轉(zhuǎn)移模式下進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，采用流量計(jì)費(fèi)方式，實(shí)現(xiàn)永不斷線。低成本的GPRS無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能夠適用于網(wǎng)絡(luò)突發(fā)性與頻繁性的數(shù)據(jù)傳輸，這種特點(diǎn)也給用戶提供了一種高效發(fā)的服務(wù)方式。

2.3 監(jiān)控中心主站

監(jiān)控中心主站是GPRS的配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的核心部分，內(nèi)部層由操作系統(tǒng)、系統(tǒng)支持軟件層、基礎(chǔ)應(yīng)用層、高級(jí)應(yīng)用層構(gòu)成。其中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸、電力系統(tǒng)模型是系統(tǒng)支持軟件層的組成要素，而電力系統(tǒng)模型又分為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜碗娏ο到y(tǒng)設(shè)備。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，其主要由基礎(chǔ)庫、運(yùn)行庫、標(biāo)準(zhǔn)庫、歷史庫組成。在數(shù)據(jù)采集與傳輸部分中，其主要通過各種通訊協(xié)議從不同終端來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并利用網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，但對(duì)這些數(shù)據(jù)不要用進(jìn)行處理。而在基礎(chǔ)應(yīng)用層中，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，運(yùn)用GUI界面向用戶顯示信息。電力系統(tǒng)的管理，以及決策的做出，需要在高級(jí)應(yīng)用層中完成，其主要依據(jù)是前面三個(gè)應(yīng)用層所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的配變遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中可采用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)代理器主要有LAN、ADSL等網(wǎng)絡(luò)連接，或采用固定IP與公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS進(jìn)行解析服務(wù)，且出于安全性問題，監(jiān)控中心主站一般不會(huì)直接連接在internet上，而是采用獨(dú)立的局域網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的建立與收發(fā)。當(dāng)GPRS的數(shù)據(jù)傳輸終端上電后會(huì)根據(jù)設(shè)定IP地址或域名進(jìn)行服務(wù)器訪問，并通過代理服務(wù)器建立TCP/IP互聯(lián)，監(jiān)控中心主站在向其他網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸請求時(shí)，其能夠根據(jù)不同的IP地址與ID號(hào)來進(jìn)行對(duì)應(yīng)終端匹配，并將命令傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)接收終端，終端接收響應(yīng)后將通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸把數(shù)據(jù)下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)端口再通過服務(wù)器端口反饋至監(jiān)控中心主站，完成通訊流程。

[參考文獻(xiàn)]

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