GPRS在低壓配變監(jiān)控中的應(yīng)用

⑴生成任意時段的電能量分時統(tǒng)計報表；

⑵生成任意時段的負(fù)荷率、電壓合格率、負(fù)荷不平衡度報表；

⑶生成任意時段的配變綜合分析報表；

⑷生成任意時段的無功補(bǔ)償投切記錄報表、停電、告警記錄報表；

⑸生成任意時段的配變參數(shù)趨勢曲線。

3．配電綜合測控儀的功能

3．1遙測功能

配電綜合測控儀實時測量存儲以下配變參數(shù)：

⑴三相電壓Ua、Ub、Uc及頻率F；

⑵三相電流Ia、Ib、Ic及中性線電流I0；

⑶三相功率因數(shù)cosφa、cosφb、cosφc；

⑷三相有功功率Pa、Pb、Pc；

⑸三相無功功率Qa、Qb、Qc；

⑹配變工作環(huán)境溫度T。

以上各量在存儲間隔內(nèi)的最大值、最小值、平均值存儲作歷史數(shù)據(jù)保存，存儲間隔可以任意設(shè)置（調(diào)節(jié)范圍1～120分鐘可調(diào)，調(diào)節(jié)細(xì)度1分鐘），存儲時間84天以上。

3．2電能計量功能

⑴三相有功電量；

⑵三相無功電量。

電量按存儲間隔定時存儲在存儲器中。

3．3統(tǒng)計功能

⑴統(tǒng)計記錄三相電壓越上限、越下限的起止時間；

⑵統(tǒng)計記錄三相電流越上限的起止時間；

⑶統(tǒng)計記錄配變停電起止時間；

⑷統(tǒng)計記錄配變最大需量及發(fā)生時間。

以上各量立即存儲在存儲器內(nèi)。

3．4遙信功能

配電綜合測控儀采集以下信號及SOE：

⑴配變超高溫；

⑵配變?nèi)毕啵?br />
⑶配變高壓側(cè)開關(guān)變位（支持智能開關(guān)）；

⑷配變低壓側(cè)開關(guān)變位（支持智能開關(guān)）；

⑸三相電壓越上限；⑹變壓器過載；

⑺通訊故障；

⑻裝置故障。

以上異常信號出現(xiàn)必須上報，上報至主站的反應(yīng)時間不超過5分鐘，當(dāng)配電綜合測控儀發(fā)送上報信息后沒有收到主站的確認(rèn)信號時，應(yīng)進(jìn)行重發(fā)，重發(fā)次數(shù)由主站設(shè)置，上報的主動權(quán)按異常狀況的類型可由主站單獨設(shè)置。

3．5遙控功能

配電綜合測控儀根據(jù)主站的指令對相應(yīng)的開關(guān)或其它被控對象進(jìn)行遠(yuǎn)方合閘、跳閘操作。

⑴配變高壓側(cè)開關(guān)變位（支持智能開關(guān)）；

⑵配變低壓側(cè)開關(guān)變位（支持智能開關(guān)）；

⑶其它需要控制的被控對象。

3．6低壓智能無功補(bǔ)償功能

為了有效降低配電網(wǎng)的線損，提高供電質(zhì)量，需要對配變低壓側(cè)進(jìn)行智能無功補(bǔ)償，保持系統(tǒng)的無功平衡，提高配變功率因數(shù)，實現(xiàn)技術(shù)降損。配電綜合測控儀具備低壓智能無功補(bǔ)償控制功能，具有以下特點：

⑴采用科學(xué)的補(bǔ)償算法，以無功功率作為控制物理量，以用戶設(shè)定的功率因數(shù)作為投切門限；避免了在小負(fù)荷，低功率因數(shù)時，因電容器的頻繁投切而造成的損壞電器元件的情況，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會產(chǎn)生過補(bǔ)和補(bǔ)償不足。

⑵靈活多變的控制方式，可根據(jù)現(xiàn)場電容器組的情況自由選擇以下三種補(bǔ)償方式：“三相分補(bǔ)”、“三相共補(bǔ)”、“共補(bǔ)+分補(bǔ)”；每路輸出控制的電容器容量和接線方式可根據(jù)現(xiàn)場情況自由設(shè)定；

⑶1～12路輸出控制回路，對多級電容采用過零快速投切。可支持控制無觸點復(fù)合開關(guān)，實現(xiàn)過零投切電容器和控制交流接觸器投切電容器。

3．6遠(yuǎn)程通訊功能

配電綜合測控儀具備于主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的功能。主要傳送以下數(shù)據(jù)和命令：

⑴下行（主站至配電綜合測控儀）數(shù)據(jù)和命令：廣播校時、定值設(shè)定（電壓上、下限，電流上限）、無功補(bǔ)償控制參數(shù)設(shè)置、變比設(shè)置、存儲間隔設(shè)置、實時數(shù)據(jù)巡檢、歷史數(shù)據(jù)召測等。

⑵上行（配電綜合測控儀至主站）數(shù)據(jù)和命令：實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、告警信號、遙信量的上送等。

六．GPRS組網(wǎng)的接入方式

GPRS接入方式示意圖，如圖4所示。

1．?dāng)?shù)據(jù)終端（GPRSDTU）的接入

中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)為用戶提供CMNET和APN兩個網(wǎng)絡(luò)接入方式，CMNET通常用于公眾用戶接入Internet，APN針對相關(guān)行業(yè)用戶使用。APN用戶通常在一個組內(nèi)，需要設(shè)定用戶名和密碼，具有更好的安全性，APN用戶可以申請綁定移動內(nèi)網(wǎng)的固定IP地址。配變監(jiān)控可選用CMNET和 APN兩種接入方式。

2．?dāng)?shù)據(jù)中心（DSC）的接入

數(shù)據(jù)中心的接入有多種方式，結(jié)合GPRS承載網(wǎng)絡(luò)的特點和GPRS應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求進(jìn)行組網(wǎng)。組網(wǎng)形式的選擇主要由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量、時延、可行性要求、數(shù)據(jù)保密性、網(wǎng)絡(luò)狀況決定?，F(xiàn)提供以下四種接入方案，以供參考。

圖4

方案一：GPRS接入，適合總數(shù)據(jù)帶寬需求不太大的應(yīng)用，例如使用Polling傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；全部數(shù)據(jù)在GPRS網(wǎng)內(nèi)運行；要求所有 GPRS終端之間可以直接通訊，所有終端接入到同一個專有APN；數(shù)據(jù)中心的GPRS數(shù)據(jù)終端接入點綁定固定IP地址（即至少提供一個綁定移動內(nèi)網(wǎng)固定 IP地址的SIM卡）。

方案二：Internet接入方式，GRE隧道與RADIUS可選。GRE兩端地址、RADIUSSERVER地址和企業(yè)路由器端口地址都必須是公有的?？紤]到IP地址廣播，企業(yè)端的路由器端口地址，GRE隧道端地址，RADIUSServer地址應(yīng)由為該企業(yè)提供Internet連接的ISP提供；不存在跨區(qū)域的問題，企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器與中國移動GGSN服務(wù)器不必在同一城市。

方案三：專線接入，適合電力、金融、證券、工業(yè)監(jiān)控等行業(yè)使用；企業(yè)通過專線接入中國移動的路由器，移動為用戶提供公有或移動私有IP地址。數(shù)據(jù)安全性好，穩(wěn)定可靠，傳輸延遲小。

方案四：直接接入，適用于沒有接入Internet、而且對安全要求極高的企業(yè)。適合電力、金融、證券等行業(yè)使用；企業(yè)在運營商一端放置GRE路由器，路由器不經(jīng)過GPRS防火墻直接接入GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

以上四種方案，根據(jù)用戶在配變監(jiān)控應(yīng)用的具體情況，選用性價比高、運行可靠的介入方式。

3．GPRS數(shù)據(jù)中心與用戶應(yīng)用程序接口

GPRS數(shù)據(jù)中心與應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用軟件接口兩種方式，即動態(tài)連接庫（DLL）和GPRS數(shù)據(jù)中心服務(wù)程序轉(zhuǎn)發(fā)方式。動態(tài)連接庫方式需要進(jìn)行接口程序的編程與開發(fā)。

七．GPRS的傳輸效率與穩(wěn)定性

1．?dāng)?shù)據(jù)鏈路傳輸方式

中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過實際測試，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性較好，同時考慮到數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂嘈院托蕟栴}，建議采用UDP方式傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對于無冗錯處理的文件數(shù)據(jù)傳輸可采用TCP方式。

2．傳輸效率

2．1用戶數(shù)據(jù)傳輸效率（用戶數(shù)據(jù)占網(wǎng)絡(luò)層總數(shù)據(jù)的比例）

采用不同的組網(wǎng)方式、不同的數(shù)據(jù)包長度，有不同的傳輸效率。下面假設(shè)當(dāng)前最長所能支持的最大用戶數(shù)據(jù)包長的情況下，即1024字節(jié)包長。

僅支持GPRSDTU主動發(fā)起到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸：最大傳輸效率（w）=97.3%

支持雙向主動互傳：最大傳輸效率（w）=95.9%

2．2傳輸時延（從發(fā)送到接收數(shù)據(jù)之間的時間）

不同的數(shù)據(jù)包長度，傳輸?shù)臅r延不同。根據(jù)目前移動的網(wǎng)絡(luò)狀況，一般一個包長為100到200字節(jié)之間的數(shù)據(jù)包可以在1秒內(nèi)互傳完畢。大于200字節(jié)的數(shù)據(jù)包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。

3．穩(wěn)定性

3．1有效率：發(fā)送成功數(shù)據(jù)占總發(fā)送數(shù)據(jù)比例

根據(jù)目前的GPRS網(wǎng)絡(luò)測試的結(jié)果來看，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，一般數(shù)據(jù)包的成功率都在99.9%以上。

3．2穩(wěn)定性綜合參數(shù)：有效率x傳輸效率

網(wǎng)絡(luò)有效帶寬和最大傳輸單元（MTU）之間存在著極其重要的關(guān)系，一般MTU增大到200字節(jié)以上不會明顯增加帶寬，但會增大平均延遲，測試結(jié)果表明MTU的最優(yōu)大小是250字節(jié)左右。

3．3鏈路檢測與激活

對于經(jīng)常性傳輸和實時性要求較高的數(shù)據(jù)傳輸，通常需要考慮設(shè)置心跳功能，以確保電路永遠(yuǎn)在線并激活，心跳間隔根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置，采用心跳方案的連接運行費用比較高。

八．系統(tǒng)應(yīng)用GPRS通訊采用的技術(shù)

GPRS通訊的最大特點是按流量計費，當(dāng)然只要合理控制通訊流量，就能有效節(jié)約運行成本。珠海市伊特高科技有限公司研制的ETPD配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)，成功的應(yīng)用了數(shù)據(jù)流量控制技術(shù)和GPRS模塊定時報告、GSM短信激活技術(shù)，保證提供可靠數(shù)據(jù)的同時，有效的降低了運行成本。

1．?dāng)?shù)據(jù)流量控制技術(shù)

配變監(jiān)控的應(yīng)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(yīng)用情況，在配電綜合測控儀通訊控制上設(shè)計了科學(xué)的“數(shù)據(jù)流量控制器”，可根據(jù)用戶需要通過設(shè)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(shù)可靠的保證了系統(tǒng)的運行，又有效的降低了運行成本。

2．定時報告應(yīng)用技術(shù)

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(shè)置心跳功能保持連接，只需要采用設(shè)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 GPRS模塊進(jìn)行通訊，主站需要通訊時，采用發(fā)短信方式激活GPRS模塊，與配電綜合測控儀通訊。省去保持連接的維護(hù)數(shù)據(jù)量，節(jié)約運行成本。

九．結(jié)束語

一戶一表、抄表到戶工程結(jié)束，能源緊缺，系統(tǒng)電源性缺電，全國拉閘限電、有序錯峰用電的形勢下；國家電網(wǎng)公司要求全面推進(jìn)電力需求側(cè)管理，滿足用戶對用電質(zhì)量和用電可靠性的要求，要求加快配電低壓負(fù)荷控制管理自動化水平，同時對配變低壓監(jiān)控、管理的科學(xué)化和電力需求側(cè)管理（DSM）的智能化提出新的需求：準(zhǔn)確、科學(xué)、有效降低線損的配變低壓監(jiān)控的必要性更加突出。采用GPRS通訊的ETPD配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)以其先進(jìn)的技術(shù)，精確的測量準(zhǔn)確度和科學(xué)的設(shè)計、制造，在配變低壓監(jiān)控的科學(xué)管理中將大展身手，保證配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運行，在配電低壓自動化管理中發(fā)揮重要地作用。