GPRS在簡易變電站數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

1 、引言

21ic智能電網(wǎng)：在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中要求對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控。在這些具體應(yīng)用中，有些遠(yuǎn)程終端(RTU)從很遠(yuǎn)或者危險(xiǎn)場所中的設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并向中央主控室(CCR)的SCADA終端發(fā)送數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警。在遠(yuǎn)程終端(RTU)和SCADA系統(tǒng)間安裝的遙測設(shè)備負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)。使用遙測技術(shù)的根本性問題是成本(初投資與通信費(fèi)用)和通信的穩(wěn)定性。隨著IT網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的改善、一些簡易變電站的劇增，有線通信線路不能及時(shí)聯(lián)絡(luò)到位，遙測應(yīng)用中的商用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)變得更加普遍，這樣可以降低初期啟動(dòng)成本，并且可以提供相對(duì)穩(wěn)定的通信。

2 、自動(dòng)化通道現(xiàn)狀

我公司調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已組網(wǎng)多年，公司所屬10多個(gè)廠站(35KV變電站)與公司主站形成光纖自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)(微波備用)，遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的上傳及各種遙控命令的執(zhí)行準(zhǔn)確、無誤。而今年3月份我們新增的35KV徐莊變?yōu)橐缓喴?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/變電站">變電站，一臺(tái)主變(7500KVA)、4條10KV 饋線，日平均負(fù)荷3400KW。由于本簡易站位于我公司電網(wǎng)的最西北部，離最近的通信線路長達(dá)17KM，且地理?xiàng)l件復(fù)雜，不易架設(shè)。經(jīng)過分析對(duì)比我們決定應(yīng)用GPRS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)簡易站與主站之間的遠(yuǎn)動(dòng)、通信業(yè)務(wù)。

3、使用GPRS優(yōu)越性

不管實(shí)際上是否發(fā)送數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的電話線在連接時(shí)間內(nèi)的每一分鐘都會(huì)付費(fèi)。另一方面，在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)中使用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是通信的流量，而不取決于連接時(shí)間。為了最大限度地利用GPRS，鄭州凱特的KT-2200型裝置智能遠(yuǎn)程終端(RTU)與KTTS智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器軟件包設(shè)計(jì)了數(shù)項(xiàng)功能，以減少必須發(fā)送的軟件包數(shù)量。這種無需在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)等待(如報(bào)警)的方式大大降低了不必要的通信費(fèi)用

4、系統(tǒng)配置

從理論上來說GPRS的傳輸速率最大為171.2kbps。但常見的傳輸速率一般介于30～50 kbps之間，這是因?yàn)樗艿侥承┮蛩氐南拗疲热绲交?BTS)的距離，以及同一區(qū)域內(nèi)的用戶數(shù)量。

5、多種ISP配置的支持

KT-2200能通過ISP連接到GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)。盡管根據(jù)國家與地區(qū)不同服務(wù)類型各異，ISP均會(huì)按常規(guī)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)地址分配。

IP地址

一個(gè)IP地址是分配給設(shè)備的唯一地址，這樣它們就能在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上互相識(shí)別和通信。一共有兩種IP地址: 一種是靜態(tài)IP地址，它是網(wǎng)絡(luò)中唯一且固定的IP地址;另一種是動(dòng)態(tài)IP地址，它在設(shè)備每次啟動(dòng)時(shí)由動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)進(jìn)行分配。

使用靜態(tài)IP地址進(jìn)行RTU與SCADA的通信

RTU與SCADA基于靜態(tài)IP地址進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)(我公司所用為靜態(tài)IP地址)。

靜態(tài)IP地址

使用動(dòng)態(tài)IP地址進(jìn)行RTU與SCADA的通信

假如ISP不提供靜態(tài)IP地址，或假如靜態(tài)IP地址的服務(wù)費(fèi)比動(dòng)態(tài)IP地址高，從而無法為每一臺(tái)RTU提供一個(gè)靜態(tài)IP地址，這種情況下，就必須使用動(dòng)態(tài)IP地址。此時(shí)，要求動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)(DDNS)將主機(jī)名轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)IP地址，這樣RTU和SCADA就能使用一個(gè)固定的主機(jī)名進(jìn)行通信。

動(dòng)態(tài)IP地址

6、GPRS的故障轉(zhuǎn)移通信

眾所周知，GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到天氣條件或電信號(hào)干擾的影響，在極端惡劣的情況下通信甚至無法進(jìn)行。這種情況下，基于GSM網(wǎng)絡(luò)的、SCADA系統(tǒng)與RTU之間的GPRS連接隨時(shí)會(huì)中斷。但是KT-2200能自動(dòng)重建通信連接

通過監(jiān)視點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PPP)狀態(tài)進(jìn)行重新連接 ，這一功能與系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的性能相結(jié)合，可以確保數(shù)據(jù)永不丟失: 只要重建通信連接，KT-2200智能裝置就會(huì)自動(dòng)“抓取”數(shù)據(jù)。

7、結(jié) 論

SCADA遙測系統(tǒng)在調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用，所以它被要求必須能覆蓋廣泛的區(qū)域，并且能夠在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，同時(shí)，還要兼具運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。對(duì)于那些遠(yuǎn)離通信線路、或者不具備有線線路達(dá)到的簡易變電站，借助KT-2200智能型RTU，應(yīng)用GPRS技術(shù)也能到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

1、《GPRS技術(shù)》、呂捷編著、出版：北京郵電大學(xué)出版社 / 2001-8