大堤工程項目的配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)設計

徐溫泉

【摘要】在我國水利建設多年的發(fā)展以來，全新時期的治水思路和現(xiàn)代自動化與信息化具有密切的關系，水利工程的自動化信息化實現(xiàn)是傳統(tǒng)水利朝著現(xiàn)代水利變化的主要內(nèi)容。梅州大堤是保護梅州城區(qū)的重要防洪屏障，是廣東省十大堤圍之一，由南堤、北堤、東堤、西堤（其中西堤由梅縣水務局管理）組成，其在防洪安全中具有重要的作用。為了能夠有效提高工程項目的通信水平，提高防洪排澇的決策效率，就要實現(xiàn)工程項目過程中配電網(wǎng)的自動化通信，從而有效提高工程在供電過程中的可靠性，考慮到工程配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，結合今后工程的發(fā)展，促進工程配電自動化的建設，從而有序的開展配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的創(chuàng)建。

【關鍵詞】大堤工程；配網(wǎng)；自動化通信

引言

配電網(wǎng)不僅是地方電網(wǎng)中的主要基礎設備，也是電網(wǎng)中的重要組成內(nèi)容。配電網(wǎng)具有設備多、網(wǎng)絡規(guī)模大、結構復雜及通訊基礎較弱等特點，其處于電網(wǎng)末端，并不是直接和用戶接觸，對于電網(wǎng)整體供電的可靠性及投資的經(jīng)濟型具有直接的影響，也是輸電網(wǎng)供電中的重要內(nèi)容。實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化能夠有效提高配網(wǎng)調(diào)度運行及運維檢修服務的管理水平，從而有效提高工程供電的經(jīng)濟。在我國信息技術不斷發(fā)展的過程中，水利工程電網(wǎng)的信息通信水平也在不斷的提高，我國大部分的水利工程都實現(xiàn)了配網(wǎng)自動化通信，有效實現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、查詢及統(tǒng)計?；诖?，本文就以梅州大堤為例，探討此項目中的自動化通信系統(tǒng)設計。

1、配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)設計的整體結構

大堤工程項目的配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的設計，系統(tǒng)主要包括三層架構模式及二層架構模式，三層架構模式主要包括終端層、配電子站層及主站層，在三層架構中，通過中間層配電子展實現(xiàn)終端信息的分類匯總，之后通過配電子站送至主站中，滿足終端數(shù)據(jù)較大的需求。二層結構中主要包括終端層及主站層，終端信息直接送到主戰(zhàn)中，避免了中間環(huán)節(jié)，提高了配網(wǎng)終端信息的準確性及實時性。在主站接入容量充足的時候，優(yōu)先使用二層結構，能夠有效提高系統(tǒng)的效率。根據(jù)梅州大堤的規(guī)劃，共有47個電排站終端，使用二層機構模式能夠滿足此需求。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)使用系統(tǒng)主站與配電自動化終端的兩層架構，并且通過信息交互總線和其他系統(tǒng)相互連接，能夠有效實現(xiàn)應用集成及數(shù)據(jù)共享。

配電主站的主要目的是實現(xiàn)配電設備運行信息的實時監(jiān)測及控制；配電終端的主要目的是實現(xiàn)線路檢測點、開關等設備的數(shù)據(jù)收集及控制；配電信息交互總線的主要目的是實現(xiàn)網(wǎng)絡、用電信息、調(diào)用及生產(chǎn)管理等系統(tǒng)的相互連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享及應用的集成。

2、系統(tǒng)的硬件組成

圖1為系統(tǒng)的硬件結構，此系統(tǒng)核心部分包括GPRS數(shù)據(jù)通信。在單片機上電復位之后，首先初始化TL16，實現(xiàn)和外接模塊的統(tǒng)一處理，之后通過89C52接口實現(xiàn)CMS模塊的初始化，最后實現(xiàn)TL16的中斷掃描監(jiān)控。數(shù)據(jù)流通過RS進入到系統(tǒng)中，通過電平實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將電平配置的數(shù)據(jù)通過輸出引腳傳出數(shù)據(jù)流，之后進入到轉(zhuǎn)換芯片TL中，這時候數(shù)據(jù)流表示為串口形式，在TL接收到數(shù)據(jù)之后滿足一個字節(jié)進行傳出，否則數(shù)據(jù)丟失。TL通過中斷INT為單片機提供一個信號，表示單片機能夠?qū)崿F(xiàn)此數(shù)據(jù)的讀取。在TL16具有一個高電平中斷的時候，通過反相器從引腳中得到低電平中斷，并且通過單片機引腳傳送到單片機中，這個時候單片機通過引腳發(fā)出高電平信號，由反相器引腳輸出，再通過TL16引腳選中。這個時候單片機在接收到中斷信號之后會將地址傳出，鎖存到其他引腳中，之后TL16得到地址鎖存信號之后，將數(shù)據(jù)流通過并口的方式從引腳中輸出，再通過單片機所有引腳中輸入。這個過程會有大量數(shù)據(jù)進行傳入，所以就要通過引腳CS傳送到反相器中，之后傳出一個低電平信號，將數(shù)據(jù)暫存器選中，將數(shù)據(jù)通過引腳暫存到暫存器其中，之后單片機對其進行調(diào)用。

圖1系統(tǒng)的硬件結構

3、系統(tǒng)的配網(wǎng)檢測管理模塊

梅州大堤配網(wǎng)自動化通信是將大堤沿岸配電站信息收集到堤段管理中心，在工作站中存儲及管理數(shù)據(jù)信息，之后數(shù)據(jù)會通過網(wǎng)絡集中在自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。此模塊的頁面為各個站的配電接線圖，能夠?qū)⒏鞣N配電信息顯示出來，并且其開關狀態(tài)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的變化而更新。圖2為配網(wǎng)檢測管理模塊的結構。

圖2配網(wǎng)檢測管理模塊的結構

數(shù)據(jù)整合的主要目的就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的提取及整理，并且對因為通信等因素導致的數(shù)據(jù)終端等數(shù)據(jù)錯誤實現(xiàn)插補，使其能夠在固定的時段中實現(xiàn)正常數(shù)據(jù)的連續(xù)工作。

實時及歷史信息查詢通過圖形化形式在電子地圖中將電排站位置進行顯示，之后將電排站的實時電氣數(shù)據(jù)清楚的標記出來，在一定時間定期對數(shù)據(jù)進行刷新，從而為用戶提供直觀形象的監(jiān)視界面。且此界面電排站能夠進入到歷史數(shù)據(jù)查詢中，對其所有數(shù)據(jù)進行查詢。

配電信息查詢主要是通過圖片和文字相互結合方式對配網(wǎng)中的所有信息進行查詢，比如設備的型號、建設的規(guī)模及創(chuàng)建時間等，并且還能夠通過系統(tǒng)管理模式實現(xiàn)其的修改及更新。

4、配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的創(chuàng)建

4.1 選擇組網(wǎng)方案。

現(xiàn)代接入網(wǎng)通信技術主要是光纖通信EPON技術，其被廣泛應用到地區(qū)及工程配網(wǎng)通信中。使用光纖通技術主要包括：ONU終端設備選擇雙PON口對其進行保護及自愈；ONU設備使用工業(yè)級，從而能夠滿足工程在惡劣環(huán)境中的運行需求；其能夠在環(huán)網(wǎng)柜等開關中配置，能夠滿足設備信息到變電站上傳的需求；實現(xiàn)OUN設備IP地址的劃分及規(guī)劃，能夠避免網(wǎng)絡出現(xiàn)網(wǎng)絡風暴。

4.2 配網(wǎng)通信網(wǎng)絡架構。本文中工程使用的是三遙配電終端數(shù)據(jù)，其能夠通過10kV通信接入網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入，之后通過SDH設備及四級通信網(wǎng)傳送到自動化主站系統(tǒng)中，二遙配電終端數(shù)據(jù)通過無線公網(wǎng)實現(xiàn)和運營商網(wǎng)絡的接入，之后通過轉(zhuǎn)線和配電主動化主站系統(tǒng)進行連接。

4.3 通信網(wǎng)絡創(chuàng)建方案。配電自動化業(yè)務通過現(xiàn)代四級通信網(wǎng)絡進行承載，在傳輸站點實現(xiàn)以太網(wǎng)接口板的配置，變電站中的設備在加入傳輸網(wǎng)中通過以外網(wǎng)電口實現(xiàn)。在站點中配置OLT設備，使用光纖通信技術創(chuàng)建通信網(wǎng)，使用手拉手的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡組網(wǎng)，在工程建設區(qū)域中的開關站及電排站中配置ONU設備。

4.4 通信網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。創(chuàng)建通信網(wǎng)絡管理監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)的連接、故障管理、拓撲管理及系統(tǒng)接入、安全管理等，并且能夠針對不同通信設備實現(xiàn)不同管理界面的設計。

5、結語

本文針對現(xiàn)代工程配單檢測終端的種類較多，數(shù)量較大及業(yè)務存在較大差異的現(xiàn)象，通過光纖EPON技術設計了配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠具有良好的通信速率，并且降低成本，滿足現(xiàn)代工程電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的實際需求，其還能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)通信及電力設備的監(jiān)控，具有較強的實時性、較高的傳輸速率等。

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