電力調(diào)度中的無線傳輸解決方案

一、需求分析

電力調(diào)度是電力行業(yè)最核心的業(yè)務(wù)之一。電力調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心和調(diào)度終端(RTU)兩大部分組成。電力調(diào)度監(jiān)控自動化系統(tǒng),可以通過分散分布的各個遠(yuǎn)端采集單元 RTU采集覆蓋密集的電網(wǎng)上的信息, 可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集、電網(wǎng)實時運行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)、事故報警、越限/變位報警、數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計、工作信息登錄、自動化系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、事故追憶等功能。 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)幫助調(diào)度員及時了解、掌握電力情況，監(jiān)控電網(wǎng)信息，通過對電力信息的實時掌控可以優(yōu)化資源調(diào)配，更有效地利用和調(diào)配有限的電力資源。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是幫助電力系統(tǒng)運行調(diào)度人員及時掌握電網(wǎng)運行狀況，并及時合理地調(diào)度系統(tǒng)運行的有力工具，它能大大的提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)效益并極大的減輕調(diào)度人員和各分站運行人員的勞動強度。

目前，全國已形成五級調(diào)度管理系統(tǒng)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)主要由國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)一級網(wǎng)，區(qū)域二級網(wǎng)， 省級三級網(wǎng)，地市四級網(wǎng)和縣級五級網(wǎng)，覆蓋各級調(diào)度中心和直調(diào)發(fā)電廠、變電站。目前一級網(wǎng)基本建成，二、三級網(wǎng)工程正在實施，少數(shù)省市已經(jīng)開始建設(shè)四級網(wǎng)。 隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)的完成和逐步成熟，電力數(shù)據(jù)的傳輸和聯(lián)網(wǎng)工作成為下一步工作重點。采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)能有效地利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)實時傳輸，解決有線通道所無法解決的問題，電力數(shù)據(jù)通過GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)后,進(jìn)行相應(yīng)的計算和存儲,得到精確的量化的實時,調(diào)度員掌握了這樣的信息,做出相應(yīng)的反映。滿足電力調(diào)度自動化發(fā)展的需要。

GPRS 是一種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。GPRS是中國移動在完善優(yōu)化GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中推出的第2.75代通信技術(shù)，它在目前GPRS網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級了無線接口，使其支持高速補充業(yè)務(wù)信道，從而可實現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。GPRS在傳遞速率、功能方面較GPRS具有突出的技術(shù)優(yōu)勢，特別適合像金融交易、遠(yuǎn)程監(jiān)測等行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。

GPRS通信方式更適合于電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，以往的電力調(diào)度基本上是靠人工方式來進(jìn)行，采用電話線傳送數(shù)據(jù)或手工抄錄，實時性差，費用也不便宜。GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢：

1)GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)點，無需擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)測點無需進(jìn)行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。

2)終端價格比較低。與DDN相比，較DTU或DDN專線Modem其終端價格便宜很多。

3)GPRS 資費便宜，計費合理。GPRS資費包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費還便宜。電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線(DDN、幀中繼)。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計費。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，監(jiān)測點既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。

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

5)GPRS 網(wǎng)絡(luò)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GPRS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(luò)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(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(集群，雙向傳呼，GSM短信息)而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。

6)覆蓋較好。比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA)而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是比較好的。

二、系統(tǒng)原理

在電力系統(tǒng)中，常常需要對眾多的變電站設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，成為電力部門選擇的通信手段亮點之一。變電站監(jiān)測設(shè)備將采集到的電力數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時發(fā)送到電力管理部門，可以實現(xiàn)對變電站設(shè)備的及時管理，大大提高了工作效率，為電力調(diào)度自動化提供了嶄新方式。

上傳信息： 來自RTU的信息首先由GPRS IP路由器進(jìn)行TCP/IP協(xié)議封包和無線調(diào)制解調(diào)，再通過GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向前置機/數(shù)據(jù)服務(wù)器傳送，經(jīng)主前置機/數(shù)據(jù)服務(wù)器處理、存儲后，向網(wǎng)上廣播，各工作站收到信息后進(jìn)行相應(yīng)處理。

下傳信息： 來自工作站的信息首先傳送到主前置機/數(shù)據(jù)服務(wù)器，由其處理后發(fā)送到GPRS IP路由器進(jìn)行TCP/IP協(xié)議封包和無線調(diào)制解調(diào)，再通過GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到RTU。

三、方案說明

1、變電所子站的GPRS通信設(shè)備選帶網(wǎng)絡(luò)接口的GPRS IP路由器，直接掛接在變電所子站的局域網(wǎng)絡(luò)上，和光纖接口的路由器處于同一局域網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置光纖網(wǎng)為第一網(wǎng)關(guān)、GPRS IP路由器為第二網(wǎng)關(guān)，在光纖出現(xiàn)問題的時候，網(wǎng)絡(luò)自動切換到GPRS IP路由器。以網(wǎng)絡(luò)備份的成熟思想來解決比較可靠。