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GPRS網(wǎng)絡(luò)組建變電站RTU自傳輸網(wǎng)絡(luò)的方案 | |
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第一,、 系統(tǒng)概述
GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，它采用先進的無線分組技術(shù),，GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù),，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效,、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的,、少量的數(shù)據(jù)傳輸,，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kb/s,，實際應(yīng)用帶寬大約在40-100Kb/s,。
只要GSM網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋到的地方都可以實現(xiàn)連接到GPRS網(wǎng)，通過G網(wǎng)進行數(shù)據(jù)流的傳輸交換,，數(shù)據(jù)進入移動網(wǎng)絡(luò),，可以通過Internet、GPRS
MODEM,、專線接入三種方式和各供電公司調(diào)度中心運動系統(tǒng)進行通信,，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)建立的變電站綜自信息通道網(wǎng)絡(luò)比建設(shè)載波通信、光纖通信節(jié)約成本,，效益高。主站,、終端建設(shè),、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(xié)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(shè)備數(shù)量多,、地理地形分布不平衡,，比較分散，環(huán)境惡劣等特點,。配變監(jiān)控的數(shù)據(jù)量較大,，實時性要求高，長時間不間斷傳送數(shù)據(jù),，配變調(diào)度員可隨時召測配變監(jiān)控終端的實時數(shù)據(jù),。對特殊的影響配變運行的越限告警信號，配變監(jiān)控終端要及時上傳到配變調(diào)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(wǎng)方案,；
1,、建設(shè)載波通信方案
建議沒有實現(xiàn)上傳綜自信息的35kV變電站，都建設(shè)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(zhuǎn)接至各自供電公司的縣調(diào)中心遠動系統(tǒng)。
1）此方案需的實施包括以下內(nèi)容
A)設(shè)備選型,；
針對不同的35kV變電站選擇不同型號的載波設(shè)備,，氣候因素、距離因素都是需要考慮的問題,。
B)設(shè)備購置,；
C)載波機安裝；
D)載波設(shè)備調(diào)試,；
E)業(yè)務(wù)割接上傳,；
2）此方案所需資金
 2、建設(shè)光纖通信方案
建設(shè)光纖通信不但要進行光設(shè)備選型,、安裝,、調(diào)試，而且還要進行光纜架設(shè)，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(shè)光纜不經(jīng)濟,。不僅需要考慮光纜的選型,、購置，還要考慮光纜的架設(shè),，整體投資大,，效益低，資金回收慢,。
3,、建設(shè)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信方案
GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，它采用先進的無線分組技術(shù),，GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù),，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效,、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的,、少量的數(shù)據(jù)傳輸,，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kb/s,，實際應(yīng)用帶寬大約在40-100Kb/s,。
只要GSM網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋到的地方都可以實現(xiàn)連接到GPRS網(wǎng)，通過G網(wǎng)進行數(shù)據(jù)流的傳輸交換,，數(shù)據(jù)進入移動網(wǎng)絡(luò),，可以通過Internet、GPRS
MODEM,、專線接入三種方式和各供電公司調(diào)度中心運動系統(tǒng)進行通信,。
假設(shè)35kV變電站終端站點40個，設(shè)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(lián)網(wǎng)設(shè)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(jié)約成本,，而且不存在大量繁重的設(shè)備安裝工作。
綜上所述,，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)建立35kV變電站的綜自信息通道網(wǎng)絡(luò)比建設(shè)載波通信,、光纖通信節(jié)約成本,，效益高。主站,、終端建設(shè)、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(xié)議,。
為了保證綜自信息的安全性以及便于維護，采用數(shù)據(jù)流傳輸交換進入移動網(wǎng)絡(luò),，通過專線接入方式和各供電公司調(diào)度中心進行通信,。
第三、基于GPRS網(wǎng)絡(luò)組建變電站自傳輸網(wǎng)絡(luò)的方案
整個GPRS組網(wǎng)方案可以分為兩個部分實施：一是移動GPRS網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器組網(wǎng),，二是通過光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鞴╇姽尽?/div>
1,、移動GPRS網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器組網(wǎng)
移動GPRS網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器組網(wǎng)采取防火墻+中心控制計算機+MOXA組網(wǎng)方案：
1）數(shù)據(jù)中心服務(wù)器與移動G網(wǎng)組網(wǎng)絡(luò)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(shè)置相關(guān)DTU參數(shù)（端口,、速率,、數(shù)據(jù)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(yè)局通訊機房；
C.在電業(yè)局通訊機房配置一臺兩端口防火墻,，以達到阻隔移動網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò),，從而增加網(wǎng)絡(luò)安全性。
D.在防火墻內(nèi)網(wǎng)級聯(lián)一臺工控服務(wù)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(wù),。對外接受各個變電站RTU通過GPRS發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。對內(nèi),，根據(jù)不同的源端口,，或者源IP地址將數(shù)據(jù)分發(fā)到MOXA卡不同的RS232接口之上。
F.RS232接口接入光傳輸設(shè)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(wǎng)方案在業(yè)界已經(jīng)有成熟案例,，便于開發(fā),、維護和擴展,。星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對中心控制計算機上的軟件服務(wù)的功能和性能要求非常高。
2,、由光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至各供電公司縣調(diào)中心,。
各站綜自信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機房，通過MOXA卡進行協(xié)議轉(zhuǎn)換分離出不同站點的信息,，再通過光傳輸設(shè)備傳送到各供電公司,。
2）方案闡述：
A. 分配和統(tǒng)計MOXA卡不同COM口具體對應(yīng)是那些35kV變電站，進行資源分配,，根據(jù)業(yè)務(wù)量規(guī)劃光傳輸設(shè)備的資源,；
B. 備份傳輸網(wǎng)數(shù)據(jù)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(yīng)于各自縣調(diào)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(zhuǎn)接,，轉(zhuǎn)接至縣調(diào)中心，并對整個V.2⒏通道做個大環(huán)測試,；
D. 綜自信息業(yè)務(wù)的割接上傳及調(diào)試,，在縣調(diào)PCM對應(yīng)RS232接口接收到數(shù)據(jù)后,，通過RS232電纜連接到SCADA前置機
第四,、方案優(yōu)點
GPRS變電站監(jiān)測遠程系統(tǒng)具備如下特點：
1、實時性強：
由于GPRS具有實時在線特性,，系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收,、處理多個/所有數(shù)據(jù)采集點的數(shù)據(jù),。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求,。
2,、可對變電站設(shè)備進行遠程控制：
通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實現(xiàn)對變電站設(shè)備進行遠程控制,，進行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制操作,。
3,、建設(shè)成本少低：
由于采用GPRS的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)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(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi),，都可以完成對邊電站設(shè)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(qū),、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求,。
5、系統(tǒng)的傳輸容量大：
配電數(shù)據(jù)中心要和每一個變電站數(shù)據(jù)采集點保持實時連接,。由于變電站數(shù)據(jù)采集點數(shù)量眾多,，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要,。
6,、數(shù)據(jù)傳送速率高：
每個變電站數(shù)據(jù)采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達171.2kbit/s,，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右,，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(jiān)測遠程系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性,。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán),，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障,，系統(tǒng)也不能中斷運行。 1,、APN專網(wǎng)模式：利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入某系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)接入,，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡和APN進行綁定，只有屬于指定行業(yè)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tǒng),，系統(tǒng)的安全性進一步增強,。
3、安全的防火墻過濾,，設(shè)置防火墻軟件保障系統(tǒng)安全。
第六,、結(jié)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(shù)量眾多,，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不方便。應(yīng)用GPRS遠程自動傳輸后,，為電力部節(jié)約人力資源,，從而有不可估量的經(jīng)濟效益，對改善服務(wù)質(zhì)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(jiān)測系統(tǒng)在電力管理自動化中應(yīng)用是非常適合我國國情的,，充分利用現(xiàn)有資源和技術(shù)，GPRS遠程自動抄表系統(tǒng)必將在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中大放異彩,，為電力部門創(chuàng)造出更加輝煌的業(yè)績,。 | |
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