淺談GPRS技術在用電信息采集系統中的應用

樊學萍 徐文濤

1，寧夏寧東供電局，靈武市 751408；2，寧夏電力公司95598供電服務中心，銀川市 750001

淺談GPRS技術在用電信息采集系統中的應用

樊學萍1徐文濤2

1，寧夏寧東供電局，靈武市 751408；2，寧夏電力公司95598供電服務中心，銀川市 750001

GPRS以其傳輸速率高、實時在線、資源利用率高等優勢在電力系統監控中得到了廣泛的應用。本文利用GPRS這一特點，簡要敘述了通過GPRS技術將電力系統的電量、需量、電壓、電流、功率、功率因數以及計量設備的工況信息等相關參數和數據進行上傳，并且能夠實現對專變電力負荷進行遠程控制。

GPRS；負控終端；自動抄表；用電信息采集

引言

為適應電力需求的不斷增長和電力市場發展，服務智能電網建設，加強電力營銷信息自動化的應用，實現供用電雙方雙向互動，提高優質服務的技術基礎，按照國家電網公司實現“全采集、全覆蓋、全費控”的目標，體現智能電網“信息化、自動化、互動化”的建設要求，本文利用GPRS技術來實現采集系統和采集終端的互聯、互通，從而滿足電能信息采集需要。

1 GPRS技術特點

GPRS 是通用分組無線服務技術(General PacketRadio Service)的簡稱，它是在現有全球移動通信系統(global system for mobile communications，GSM)基礎上發展起來的一種移動數據業務[2]，具有與GSM 相同的無線調制標準、頻帶及T D M A 幀結構。G P R S 網絡采用分組交換和分組傳輸的概念，以實現用戶數據與無線網絡資源的最佳結合以及IP 協議的透明傳送。

相對于原有的GSM 而言，GPRS 在數據業務的承載和支持方面有了更加明顯的優勢：

1.1 傳輸速度快

相對GSM 9.6kbps 的傳輸速度而言，GPRS 擁有最高達171.2kbps 的訪問速度。

1.2 資源利用率高

GSM 采用電路交換技術，利用率低，而GPRS 采用分組交換技術，通過多用戶的業務服用， 更有效地利用了無線網絡信道資源。

1.3 建立時間短

GSM 需要10-30S 的時間才能建立連接，而GPRS 只需要極短的時間就可訪問相關請求。

1.4 費用低

GSM 是按連接時間計費的，而GPRS僅按數據流量計費， 具有低廉的接入費用。GPRS特別適用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸，具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優點。電能表數據經現場采集終端收集后，通過GPRS網絡發送到電力公司用電信息采集系統主站，并對數據進行處理保存。若主站系統要對采集設備進行參數下發或遠程時，主站系統將參數或命令通過GPRS網絡傳輸到采集設備中，由采集設備執行下發參數和斷路器動作的命令，從而來實現遠程控制的功能。

2 GPRS在用電信息采集系統中的應用

2.1 基于GPRS的用電信息采集系統物理架構 （如圖1）

基于GPRS 的用電信息采集系統由系統主站和采集設備兩大部分組成，其中系統主站部分采用單獨組網，與其它應用系統以及GPRS信道采用防火墻進行安全隔離，保證系統的信息安全。主站網絡的物理結構主要由營銷系統服務器、前置采集服務器以及相關的網絡設備組成。

圖1 基于GPRS的用電信息采集系統物理架構圖

采集設備是指安裝在現場的終端及計量設備，主要包括專變終端、可遠傳的多功能電能表、集中器、采集器以及電能表計等。

2.2 系統主站與采集設備的通信連接以及數據處理

系統主站服務器采用固定的公網IP 地址，與采集設備通過APN數據專線和移動公司GPRS服務器進行連接。采集設備負責電力負荷情況的采集以及利用GPRS 將信息進行發送， 將采集到的電量、需量、電壓、電流、功率、功率因數以及計量設備的工況信息等相關參數和數據，通過GPRS發送到系統主站。

系統主站接受到GPRS網絡傳來的數據，先要通過防火墻進行安全認證，然后通信接口機將數據傳輸到信息內網，利用信息內網將數據發至前置采集服務器，由前置機服務器將數據進行解析，最后由應用服務器和數據庫服務器對數據進行處理和保存。

2.3 GPRS模塊要求

GPRS模塊采用GTM900C 無線模塊，它是一款兩頻段的GSM/GPRS 無線模塊，支持標準的AT 命令， 是高速數據傳輸等應用解決方案的理想選擇。GTM900C對外提供了UART 接口，最大波特率可設為115200bps，MCU 只需要通過該接口向其發送AT 指令， 就可以進行相關操作。此外，GTM900C帶有SIM卡接口， 只要外接的SIM卡開通了GPRS，即可實現GPRS 功能。

2.4 GPRS在用電信息采集系統中的應用

2.4.1 GPRS在變電站電量采集中的應用

為了實現國網公司“全采集、全覆蓋、全費控”的目標，我們在一些偏遠的未敷設光纜的變電站中，采用GPRS作為上行通信信道對改變電站電量進行采集。GPRS通信不但有效降低了供電企業用于變電站電量采集的資金投入，還能降低每月抄表所耗費的資源。GPRS通信對供電企業在抄表、線損計算、變電站母線電量平衡率的計算等方面節省量相當大的開支，為智能電網的建設提供了有效地技術支持。

2.4.2 GPRS在專變電量采集中的應用

目前，對于專變用戶的停電、催費等業務均為人工進行，客戶停電告知困難，為實現用電預付費功能，降低電費回收風險，在用戶側安裝用電信息采集終端是供電企業發展的必然趨勢。采集終端工作的可靠性直接會影響到供電企業和用電客戶雙方的利益，因此必須采用一種通訊可靠的技術來完成主站系統和專變集終端的通信。由于用戶處不可能敷設供電企業的通訊光纜，并且電力線載波技術目前無法應用到專變用戶處，因此只能采用無線通訊的技術來實現主站系統和專變采集終端的通信，GPRS是實現此項功能的首選。

采用GPRS專變用戶進行電量采集，不僅能節省大量的抄表費用，而且可根據需要隨時進行抄表；利用負荷管理的“遙信”及“遙控”功能，還能及時了解用戶用電情況，必要時還可按照限電序位表拉閘限電，實現專變用戶預付費功能，有效降低了電費回收的風險。

2.4.3 GPRS在集中抄表中的應用

GPRS是連接集中抄表終端和系統主站的通信信道，起著雙方數據交換的作用。集中抄表終端將小區內安裝的電能表的數據進行采集，并通過GPRS將這些數據集中發送到系統主站，實現實時在線遠程自動抄表。

3 結語

GPRS在用電信息采集系統中的應用，提高了供電企業的抄表效率和工作質量，節省了因抄表所耗費的大量人力、物力，為供電企業降低電費回收風險，核算線損提供了有力的技術支持，是一項為供電企業創造了效益的成功實例。

參考資料

[1]陳穎新.GPRS無線抄表系統設計與實現[J].機電技術，2008(1):56～57.

[2]李惠宇, 羅小莉, 于盛林. 一種基于GPRS的配電自動化系統方案[J].電力系統自動化，2003,27(24):63～66.

[3]李靜波.專變、公變用戶用電信息采集系統建設[J].農村電氣化，2010，08：43～44

[4]國家電網公司營銷部.電力用戶用電信息采集系統系列標準[S]，2010，05：5～7

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.059

作者介紹

樊學萍（1983-），女，助理工程師，從事客戶服務工作；

徐文濤（1982-），男，助理工程師，從事供電服務工作。