基于GPRS通信網絡的配變遠程監控系統的設計

摘 要：伴隨電力系統信息化、自動化的越來越普及與完善，配電網也逐步實現了信息化與自動化，而配電變壓器中的運行數據作為配電網正常運行的基礎數據，實時監測與管理配電變壓器的運行參數十分重要，為此構建配變遠程監控系統利于實時監測配電變壓器的運行狀況。在此，本文將基于GPRS通信網絡對配變遠程監控系統設計進行探討。

關鍵詞：GPRS；通信網絡；GSM；配變遠程監控；系統設計

當前，在我國供電工程中配電變壓器發揮著重要作用，是作為一種靜止的電氣設備能夠實現對一種數值交流電壓（電流）轉變成相同頻率的另一種或幾種數值不同的電壓（電流）設備。伴隨電力系統信息化、自動化的越來越普及與完善，配電網也逐步實現了信息化與自動化，而配電變壓器中的運行數據作為配電網正常運行的基礎數據，實時監測與管理配電變壓器的運行參數十分重要，為此構建配變遠程監控系統利于實時監測配電變壓器的運行狀況。但受制于地形、氣候、網絡等的影響，配變遠程監控系統缺乏一定的穩定性、可靠性、實時性，進而影響系統主動上報功能的發揮，而基于GPRS通信網絡技術支持下的配變遠程監控系統設計，可以有效解決以上的系統不足。

1 系統結構設計

建立配變遠程監控系統，組成相對獨立的應用子系統，其能夠為配電網提供開放性、強功能的應用程序運行平臺，對程序的執行與實施進行實時監測，從而實現現代化、高級的、安全的、可靠的系統管理與服務，能夠有效滿足分布式、模塊化、擴充式的系統運行需求。而關于配變遠程監控系統的結構設計，其需要考慮一系列基礎服務（如人機界面、信息傳遞、數據庫等）要求，因而系統應用結構的基礎子系統主要由配電變壓器管理、數據查詢、自動抄表、諧波數據、線損管理、VQC功能、購電量管理等部分構成。這些子系統在基于OSA系統結構的模式下，形成橫向、縱向集成式開放系統結構。其中，在GPRS通信網絡基礎上構建的網絡架構主要劃分為四個部分：①監控中心主站，其主要負責人機交互的操作；②網絡代理服務器，其相當于一個透明中轉站，可建立網絡數據鏈路，并完成數據收發；③GPRS數據傳輸終端，負責上送、下發數據信息；④監控終端設備，負責采集數字量與模擬量。

2 系統的詳細設計

2.1 監控終端

在GPRS的配變遠程監控系統中，監控終端主要運用配電綜合監測儀來組成，其引用高精度數字采樣處理技術，依據電力需求側管理技術、配變負荷監測標準來進行系統監控終端的設計。運用GPRS理論，提供通用分組無線業務，即在現有GSM系統上發展出來的一種新無線數據傳數業務，能夠實現系統的數據采集、顯示、存儲、通訊等功能。同時，GSM系統能夠為移動用戶提供高速無線IP或X.25服務，在171.2Kbit/s帶寬、40～100Kbit/s應用帶寬的條件下，配變遠程監控系統的可靠性更高、功能更強大，能夠運用后臺軟件將儲存記錄的數據以圖表或報表的形式顯示、打印和分析。可提供TCP/IP連接的信道，以實現INTERNET連接與數據傳輸操作，這種系統的監控終端具有科技領先的優勢，可實現廣泛應用。

2.2 GPRS數據傳輸終端

監控中心與終端的通訊實現要依靠GPRS數據的傳輸，本系統采用了YN2010GRPS DTU，其功能特點有：（1）互連式TCP/IP Internet內嵌的協議棧網絡；（2）采用AT命令界面，使程序設計更為便捷；（3）利用RS232接口方式改進網絡通訊方式；（4）能夠通過串口進行程序升級。

GPRS多采用分組交換技術進行網絡傳輸，每一無線信道都具備共享功能，用戶可根據需求選用多個無線信道，從而達到資源的有效利用。用戶在使用網絡數據傳輸時能夠在用戶端口的分組轉移模式下進行數據的發送和接收，采用流量計費方式，實現永不斷線。低成本的GPRS無線分組數據業務能夠適用于網絡突發性與頻繁性的數據傳輸，這種特點也給用戶提供了一種高效發的服務方式。

2.3 監控中心主站

監控中心主站是GPRS的配變遠程監控系統中的核心部分，內部層由操作系統、系統支持軟件層、基礎應用層、高級應用層構成。其中，數據庫系統、數據采集與傳輸、電力系統模型是系統支持軟件層的組成要素，而電力系統模型又分為網絡拓撲和電力系統設備。在數據庫系統中，其主要由基礎庫、運行庫、標準庫、歷史庫組成。在數據采集與傳輸部分中，其主要通過各種通訊協議從不同終端來進行數據的采集，并利用網絡向系統傳輸數據，但對這些數據不要用進行處理。而在基礎應用層中，對采集的數據進行處理，運用GUI界面向用戶顯示信息。電力系統的管理，以及決策的做出，需要在高級應用層中完成，其主要依據是前面三個應用層所產生的數據。

3 結論

GPRS通信網絡的配變遠程監控系統中可采用的網絡服務代理器主要有LAN、ADSL等網絡連接，或采用固定IP與公網動態IP+DNS進行解析服務，且出于安全性問題，監控中心主站一般不會直接連接在internet上，而是采用獨立的局域網，通過網絡代理服務器來進行網絡數據的建立與收發。當GPRS的數據傳輸終端上電后會根據設定IP地址或域名進行服務器訪問，并通過代理服務器建立TCP/IP互聯，監控中心主站在向其他網絡終端進行數據傳輸請求時，其能夠根據不同的IP地址與ID號來進行對應終端匹配，并將命令傳輸到網絡接收終端，終端接收響應后將通過GPRS數據傳輸把數據下發到網絡代理服務端口再通過服務器端口反饋至監控中心主站，完成通訊流程。

[參考文獻]

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