基于GPRS的电网调度自动化系统

一、前言

随着科学技术的发展，实现电网调度的自动化已成为电力系统发展的趋势。电力系统的迅猛发展需要完善、先进和实用的电网调度自动化系统来保证。目前国调及网、省调3级调度系统均已配备了电网调度自动化系统，并先于一次系统实现全国联网。现我国90%的电源和220kV以上电网的实时信息得到有效和准确的采集，调度自动化水平有明显进步和提高，尤其是厂站基础自动化设备可靠性和管理水平大大提高，其提供的准确而有效的实时信息已成为调度员进行电网安全、经济调度的主要依据。

电网调度实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。为此，本文特对电网调度自动化的必要性及其实现方案作简单的讨论。本文讨论利用GRPS作为通信手段，建立配电变压器监测系统。

电网调度自动化系统是根据电网调度的实际需要，以大型地调系统的要求为设计出发点，充分考虑到中、小系统以及集控中心站系统的特殊性，整个系统以稳定性、实用性、先进性、易维护性为主要设计目标，配置极其灵活，应用领域相当广泛，可以很好地满足不同用户的需求。全部程序均采取面向对象方法的设计，系统维护、扩展甚为方便。

在电网调度自动化系统的通信中，可以采用数传电台、GSM短消息、光纤接入等方式。数传电台的优势是除了每年的频点费以外，平时运行无需额外费用;缺点是受地形、气候的影响较大，造成系统的可靠性、实时性较差，无法主动上报。GSM短消息方式可以实现主动上报;缺点是按条收费，运行费用高，而且在节假日短消息中心服务器繁忙时延时相当长。光纤通信稳定可靠，但是施工成本投入大、扩展性差、设备维护方面不方便。而GPRS通信则避免了以上问题。

通用分组无线业务GPRS 是在现有GSM系统上发展出来的一种新无线数据传数业务，目的是给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。 GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。GPRS永远在线，按流量计费，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。

二、系统概述

电网调度系统的开发目标是建立一个安全可靠，能提供各种高级服务，并有为应用程序的执行和实施提供较强功能的开放式平台和运行在该平台的多个相对独立的应用子系统组成的系统，成为一个符合配电系统现代化管理要求的，分布式，开放式，模块化，可扩充的配电变压器综合管理系统。基础平台除提供基本的硬件技术和操作系统内核外，还提供诸如数据库系统、信息传递、人机界面、实时环境应用程序等基础服务。基于基础平台之上的各应用子系统包括：能量管理(EMS)、配电变压器管理、线损管理、自动抄表、VQC功能，谐波数据，购电量管理，数据查询，自动报表，图表和与其他系统的接口等。这些子系统之间在开放系统结构(OSA)基础上实现有机的横向和纵向集成，形成一个完整的配电变压器综合管理信息系统。

GPRS电网调度自动化系统的网络架构如下图所示，系统分为三个部分，分别是监控中心主站、GPRS数据传输终端、监控终端设备。主站主要完成人机交互工作;网络代理服务器主要负责网络数据链路建立和数据收发的透明中转;GPRS数据传输终端完成信息的上送与下发;监控终端设备主要完成数字量与模拟量的采集。

本系统中心服务器通过GPRS APN专线接入企业路由器，进入GPRS APN内网，获取固定IP地址。监测点数据无需路由到Internet网络，监测点DTU也采用该APN内的SIM卡。采用这种方式组成点对多点网络具有安全性高的特点，且稳定性高、适时性好。

GPRS数据传输终端上电后，它会根据预先设定在其内部的IP地址主动访问中心GPRS DTU服务器，和监控中心建立TCP/IP链路。监控中心主站本身维护接入的每个终端的IP地址和ID号，当主站要向某个监控终端提出数据请求时，它会根据IP地址和ID号来找到对应的终端，将命令下发到该终端，终端响应后通过GRPS数据传输终端把数据发到网络代理服务器端口，通过端口影射转发到监控中心主站，即完成了一个应答式的通讯流程。

三、系统结构

系统分为三个部分，分别是监控终端设备、GPRS数据传输终端、监控中心主站。

(1)、监控终端设备

该监测系统采用的综合系数检测设备(RTU)是根据电力需求侧管理技术要求设计、制造的一种高科技产品。它采用高精度数字采样处理技术，集数据采集、显示、存储、通讯等多功能于一体，并可通过后台软件将储存记录的数据以图表或报表的形式显示、打印和分析。其科技领先，功能强大、可靠性高，可广泛应用于配电自动化系统的监测。其主要功能有：