基于CDMA 1X網(wǎng)絡配電網(wǎng)實時監(jiān)測組網(wǎng)系統(tǒng)

一、概述

　 配電變壓器是配電網(wǎng)中的一個重要設備，配電變壓器是電力供電的最基本單元，配電變壓器的監(jiān)控對配電自動化管理、線損分析、負荷預測、電力需求側(cè)的管理具有重大意義。

　　二、配電系統(tǒng)情況介紹

　 配電變壓器（簡稱配變）是配電網(wǎng)中將電能直接分配給低壓用戶的設備，是低壓（10KV）配電網(wǎng)與用戶380/220V配電網(wǎng)的分界點配變安裝與電線桿、配電房和箱式變電站，具有分散、地理環(huán)境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設影響等特點。

　　三、配變時實監(jiān)控系統(tǒng)的功能

　 通過對配變的實時監(jiān)控，可以及時掌握配變的運行情況，防止配變負荷嚴重超載導致設備的燒毀、三相負載嚴重不平衡導致配變的加速損壞，配變長期輕負荷運行導致的不經(jīng)濟運行狀態(tài)和大量感性負載運行導致的功率因數(shù)過低、高線損等。對配變運行實時監(jiān)測、抄取、分析、處理和控制，可以及時調(diào)整配變運行狀態(tài)，合理配置配變?nèi)萘?，調(diào)整配變的低壓智能無功補償控制等，保證配變安全、穩(wěn)定、高效的運行。完善、科學、準確的對配變實時監(jiān)控，為配電自動化管理提供可靠的運行數(shù)據(jù)和歷史資料，有效降低線損，為負荷預測、線損分析、電力需求側(cè)管理（DSM）提供準確的數(shù)據(jù)；準確打擊竊電，負荷預測指導擴容安裝等；為用電情況、用電性質(zhì)及用電負荷的增長趨勢分析，在進行系統(tǒng)增容、配變布點選擇等規(guī)劃工作提供科學的數(shù)據(jù)；同時提高工作效率，降低勞動成本，科學提高配電管理的自動化水平。

　　四、配變實時監(jiān)控通訊網(wǎng)絡的問題與要求

　　a、配變運行實時監(jiān)控通訊組網(wǎng)的問題

　 配變由于其安裝位置分布、安裝地點等問題，造成設備數(shù)量多、運行環(huán)境惡劣；地理地形分布不平衡，比較分散等特點。基于以上特點，光纖通訊、有線電纜、電力載波通訊組網(wǎng)無論在技術上，還是資金投入產(chǎn)出比上都不太可行，配變實時監(jiān)控的通訊組網(wǎng)一直困擾著配變實時監(jiān)控的推廣、實施。

　　b、配變運行實時監(jiān)控對通訊的要求

　 配變監(jiān)控的數(shù)據(jù)量較大，實時性要求不太高，監(jiān)控終端具有存儲功能，不必每個配變監(jiān)控終端同時占用一個通道與配變管理主站通訊。

　　需要具備選點召測通訊功能，配變管理管理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管理主站。

　　主站、終端建設、安裝、維護方便，運行成本低廉。

　　最好可提供透明傳輸通道或可兼容多種通訊協(xié)議。

　　五、配變實時監(jiān)控通訊網(wǎng)絡組網(wǎng)絡與方案比較

　　5.1 目前的通信系統(tǒng)

　 傳統(tǒng)的配電監(jiān)控系統(tǒng)采用的通信方式有公用電話交換網(wǎng)，無線數(shù)傳電臺和光纖的方式。

　　 公用電話交換網(wǎng)方案

　　公用電話家換網(wǎng)絡相當普及，有人工作和居住的地方就有公用電話交換網(wǎng)，公用電話交換網(wǎng)不僅可以用于通話還可以用于數(shù)據(jù)傳輸，但帶來的問題是撥號冗余時間太長,而且鏈路不便于維護。

　　 無線數(shù)傳電臺方案

　　無線數(shù)傳電臺適用于通訊點分散的數(shù)據(jù)監(jiān)控，恰好適用于配變監(jiān)控，其具有專用的數(shù)傳頻段，工作頻率：220MHz～240MHz。但初次開通需要向當?shù)氐臒o線電管理委員會交納一定費用，每年再交一定的頻率占用費，組網(wǎng)費用高；通訊距離有一定的限制（平原地帶最遠為50km），且受建筑物、山體的影響較大；需要專業(yè)人員維護管理，建設、維護費用很高。從現(xiàn)場運行情況來看，利用光纖通信時數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，抗干擾能力強。這種方式在初期投資時較大，光通信設備成本非常高，工程實施難度大。

　　5.2 CDMA 1X通信方案

　 中國聯(lián)通CDMA 1X網(wǎng)絡的出現(xiàn)，為配電監(jiān)控系統(tǒng)提供了新解決途徑。

CDMA 1X技術，一種基于CDMA移動分組業(yè)務，面向用戶可提供移動分組的IP或X.25連接，它有許多優(yōu)勢，主要是無線高技術程度很高，空中無線接口、核心網(wǎng)信令協(xié)議的標準非常嚴格、完整，而且與INTERNET實現(xiàn)互連互通。特別是2.5G CDMA 2000第一階段，可為用戶提供較高速率（最高速率可達371Kbps）和可變速率（實際速率在80～120Kbps）的數(shù)據(jù)信息，便于用戶在任何時間、任何地點上網(wǎng)。

　 在電力監(jiān)控系統(tǒng)中采用CDMA 1X網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，可以大大的降低通信系統(tǒng)的一次性投資，而且減少了工程實施中調(diào)試通信系統(tǒng)的時間，降低了通信系統(tǒng)的維護費用。尤其對于面廣、點稀的配網(wǎng)系統(tǒng)（如農(nóng)網(wǎng)），這種通信方式具有很好的經(jīng)濟性。

六、基于CDMA 1X網(wǎng)絡配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

　　6.1 基于CDMA 1X網(wǎng)絡配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

　　配變實時監(jiān)控系統(tǒng)由以下三部分組成：

　　 配變管理主站；

　　 配變監(jiān)控終端（配電綜合測控儀）；

　　 CDMA 1X通訊通道。

　　其中配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)集配變監(jiān)測、無功補償控制、CDMA遠程抄表和數(shù)據(jù)分析、處理為一體的配變綜合監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用《北京東方訊科技配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)》作為配變測控管理軟件。

　 采用北京東方訊科技的TCD800作為數(shù)據(jù)傳輸通道，組成配變監(jiān)控系統(tǒng)。CDMA 1X網(wǎng)絡由聯(lián)通提供，網(wǎng)絡工作可靠、技術服務良好。

　　6.2 配電綜合測控系統(tǒng)的主要功能

　　 遙測功能

　　 電能計量功能

　　 統(tǒng)計功能

　　 遙信功能

　　 遙控功能

　　 低壓智能無功補償功能

　　 遠程通訊功能

　　6.3 實際運行情況與優(yōu)化設計

　　CDMA 1X通訊的最大特點是按流量計費，當然只要合理控制通訊流量，就能有效節(jié)約運行成本。北京東方訊科技設計的配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)，成功的應用了數(shù)據(jù)流量控制技術和CDMA模塊定時報告、短信激活技術，保證提供可靠數(shù)據(jù)的同時，有效的降低了運行成本。

　　數(shù)據(jù)流量控制技術

　 配變監(jiān)控的應用在于監(jiān)視配變運行狀態(tài)，提高用電質(zhì)量。對配變的監(jiān)控基本上分考核和監(jiān)控兩個過程，需要掌握配變運行的異常數(shù)據(jù)和狀態(tài)，對于穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù)，只要在允許范圍內(nèi)，可以不作通訊上傳處理也可。根據(jù)應用情況，在配電綜合測控儀通訊控制上設計了科學的“數(shù)據(jù)流量控制器”，可根據(jù)用戶需要通過設置“數(shù)據(jù)流量管理器”死區(qū)值和越死區(qū)時限來控制數(shù)據(jù)流量，并確定越上限及下限值，“數(shù)據(jù)流量管理器” 死區(qū)值和越死區(qū)時限隨時從主站下傳給配電綜合測控儀。

　 采用“數(shù)據(jù)流量控制器”控制技術，可靠的保證了系統(tǒng)的運行，又有效的降低了運行成本。

　　定時報告應用技術

　 配變監(jiān)控系統(tǒng)對實時性沒有很高的要求，可以不采用設置心跳功能保持連接，只需要采用設置定時報告的方式，配電綜合測控儀需要傳送數(shù)據(jù)時直接激活 CDMA模塊進行通訊，主站需要通訊時，采用發(fā)短信方式激活CDMA模塊，與配電綜合測控儀通訊。省去保持連接的維護數(shù)據(jù)量，節(jié)約運行成本。

　　七、無線傳輸方式的優(yōu)勢

　北京東方訊科技充分利用中國聯(lián)通CDMA 1X網(wǎng)絡，有CDMA網(wǎng)絡覆蓋的地方就能夠傳輸數(shù)據(jù)。跟傳統(tǒng)的配電監(jiān)控系統(tǒng)相比，無線傳輸具有如下優(yōu)勢：

　?。?）網(wǎng)絡架構(gòu)穩(wěn)定。當有一個新的檢測點時，無需改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構(gòu)，只需要增加相應的數(shù)據(jù)傳輸設備。

　?。?）設備安裝簡單。建設新的分站點無需進行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設備安裝方便。

　?。?）CDMA 1X資費便宜，計費合理。CDMA1X 資費包月比有線電話網(wǎng)絡資費還便宜。

　　（4）CDMA 1X能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。

　?。?）CDMA1X網(wǎng)絡接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于CDMA1X網(wǎng)本身就是一個分　　組型數(shù)據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)過PSTN等網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或X.25網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡接入更加直接方便。