GPRS在低压配变监控中的应用

⑴生成任意时段的电能量分时统计报表；

⑵生成任意时段的负荷率、电压合格率、负荷不平衡度报表；

⑶生成任意时段的配变综合分析报表；

⑷生成任意时段的无功补偿投切记录报表、停电、告警记录报表；

⑸生成任意时段的配变参数趋势曲线。

3．配电综合测控仪的功能

3．1遥测功能

配电综合测控仪实时测量存储以下配变参数：

⑴三相电压Ua、Ub、Uc及频率F；

⑵三相电流Ia、Ib、Ic及中性线电流I0；

⑶三相功率因数cosφa、cosφb、cosφc；

⑷三相有功功率Pa、Pb、Pc；

⑸三相无功功率Qa、Qb、Qc；

⑹配变工作环境温度T。

以上各量在存储间隔内的最大值、最小值、平均值存储作历史数据保存，存储间隔可以任意设置（调节范围1～120分钟可调，调节细度1分钟），存储时间84天以上。

3．2电能计量功能

⑴三相有功电量；

⑵三相无功电量。

电量按存储间隔定时存储在存储器中。

3．3统计功能

⑴统计记录三相电压越上限、越下限的起止时间；

⑵统计记录三相电流越上限的起止时间；

⑶统计记录配变停电起止时间；

⑷统计记录配变最大需量及发生时间。

以上各量立即存储在存储器内。

3．4遥信功能

配电综合测控仪采集以下信号及SOE：

⑴配变超高温；

⑵配变缺相；

⑶配变高压侧开关变位（支持智能开关）；

⑷配变低压侧开关变位（支持智能开关）；

⑸三相电压越上限；⑹变压器过载；

⑺通讯故障；

⑻装置故障。

以上异常信号出现必须上报，上报至主站的反应时间不超过5分钟，当配电综合测控仪发送上报信息后没有收到主站的确认信号时，应进行重发，重发次数由主站设置，上报的主动权按异常状况的类型可由主站单独设置。

3．5遥控功能

配电综合测控仪根据主站的指令对相应的开关或其它被控对象进行远方合闸、跳闸操作。

⑴配变高压侧开关变位（支持智能开关）；

⑵配变低压侧开关变位（支持智能开关）；

⑶其它需要控制的被控对象。

3．6低压智能无功补偿功能

为了有效降低配电网的线损，提高供电质量，需要对配变低压侧进行智能无功补偿，保持系统的无功平衡，提高配变功率因数，实现技术降损。配电综合测控仪具备低压智能无功补偿控制功能，具有以下特点：

⑴采用科学的补偿算法，以无功功率作为控制物理量，以用户设定的功率因数作为投切门限；避免了在小负荷，低功率因数时，因电容器的频繁投切而造成的损坏电器元件的情况，提高了系统的稳定性，不会产生过补和补偿不足。

⑵灵活多变的控制方式，可根据现场电容器组的情况自由选择以下三种补偿方式：“三相分补”、“三相共补”、“共补+分补”；每路输出控制的电容器容量和接线方式可根据现场情况自由设定；

⑶1～12路输出控制回路，对多级电容采用过零快速投切。可支持控制无触点复合开关，实现过零投切电容器和控制交流接触器投切电容器。

3．6远程通讯功能

配电综合测控仪具备于主站进行数据通讯的功能。主要传送以下数据和命令：

⑴下行（主站至配电综合测控仪）数据和命令：广播校时、定值设定（电压上、下限，电流上限）、无功补偿控制参数设置、变比设置、存储间隔设置、实时数据巡检、历史数据召测等。

⑵上行（配电综合测控仪至主站）数据和命令：实时数据、历史数据、告警信号、遥信量的上送等。

六．GPRS组网的接入方式

GPRS接入方式示意图，如图4所示。

1．数据终端（GPRSDTU）的接入

中国移动GPRS网络为用户提供CMNET和APN两个网络接入方式，CMNET通常用于公众用户接入Internet，APN针对相关行业用户使用。APN用户通常在一个组内，需要设定用户名和密码，具有更好的安全性，APN用户可以申请绑定移动内网的固定IP地址。配变监控可选用CMNET和 APN两种接入方式。

2．数据中心（DSC）的接入

数据中心的接入有多种方式，结合GPRS承载网络的特点和GPRS应用领域的具体要求进行组网。组网形式的选择主要由业务数据量、时延、可行性要求、数据保密性、网络状况决定。现提供以下四种接入方案，以供参考。

图4

方案一：GPRS接入，适合总数据带宽需求不太大的应用，例如使用Polling传输协议的数据采集系统；全部数据在GPRS网内运行；要求所有 GPRS终端之间可以直接通讯，所有终端接入到同一个专有APN；数据中心的GPRS数据终端接入点绑定固定IP地址（即至少提供一个绑定移动内网固定 IP地址的SIM卡）。

方案二：Internet接入方式，GRE隧道与RADIUS可选。GRE两端地址、RADIUSSERVER地址和企业路由器端口地址都必须是公有的。考虑到IP地址广播，企业端的路由器端口地址，GRE隧道端地址，RADIUSServer地址应由为该企业提供Internet连接的ISP提供；不存在跨区域的问题，企业数据中心服务器与中国移动GGSN服务器不必在同一城市。

方案三：专线接入，适合电力、金融、证券、工业监控等行业使用；企业通过专线接入中国移动的路由器，移动为用户提供公有或移动私有IP地址。数据安全性好，稳定可靠，传输延迟小。

方案四：直接接入，适用于没有接入Internet、而且对安全要求极高的企业。适合电力、金融、证券等行业使用；企业在运营商一端放置GRE路由器，路由器不经过GPRS防火墙直接接入GPRS内部网络。

以上四种方案，根据用户在配变监控应用的具体情况，选用性价比高、运行可靠的介入方式。

3．GPRS数据中心与用户应用程序接口

GPRS数据中心与应用系统的应用软件接口两种方式，即动态连接库（DLL）和GPRS数据中心服务程序转发方式。动态连接库方式需要进行接口程序的编程与开发。

七．GPRS的传输效率与稳定性

1．数据链路传输方式

中国移动的GPRS网络经过实际测试，网络的数据传输质量和稳定性较好，同时考虑到数据传输的冗余性和效率问题，建议采用UDP方式传输业务数据，对于无冗错处理的文件数据传输可采用TCP方式。

2．传输效率

2．1用户数据传输效率（用户数据占网络层总数据的比例）

采用不同的组网方式、不同的数据包长度，有不同的传输效率。下面假设当前最长所能支持的最大用户数据包长的情况下，即1024字节包长。

仅支持GPRSDTU主动发起到数据中心的数据传输：最大传输效率（w）=97.3%

支持双向主动互传：最大传输效率（w）=95.9%

2．2传输时延（从发送到接收数据之间的时间）

不同的数据包长度，传输的时延不同。根据目前移动的网络状况，一般一个包长为100到200字节之间的数据包可以在1秒内互传完毕。大于200字节的数据包平均在1秒到3秒之间可以互传完毕。

3．稳定性

3．1有效率：发送成功数据占总发送数据比例

根据目前的GPRS网络测试的结果来看，在网络正常的情况下，一般数据包的成功率都在99.9%以上。

3．2稳定性综合参数：有效率x传输效率

网络有效带宽和最大传输单元（MTU）之间存在着极其重要的关系，一般MTU增大到200字节以上不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，测试结果表明MTU的最优大小是250字节左右。

3．3链路检测与激活

对于经常性传输和实时性要求较高的数据传输，通常需要考虑设置心跳功能，以确保电路永远在线并激活，心跳间隔根据网络质量和应用要求进行设置，采用心跳方案的连接运行费用比较高。

八．系统应用GPRS通讯采用的技术

GPRS通讯的最大特点是按流量计费，当然只要合理控制通讯流量，就能有效节约运行成本。珠海市伊特高科技有限公司研制的ETPD配电综合监控系统，成功的应用了数据流量控制技术和GPRS模块定时报告、GSM短信激活技术，保证提供可靠数据的同时，有效的降低了运行成本。

1．数据流量控制技术

配变监控的应用在于监视配变运行状态，提高用电质量。对配变的监控基本上分考核和监控两个过程，需要掌握配变运行的异常数据和状态，对于稳定运行的数据，只要在允许范围内，可以不作通讯上传处理也可。

根据应用情况，在配电综合测控仪通讯控制上设计了科学的“数据流量控制器”，可根据用户需要通过设置“数据流量管理器”死区值和越死区时限来控制数据流量，并确定越上限及下限值，“数据流量管理器”死区值和越死区时限随时从主站下传给配电综合测控仪。

采用“数据流量控制器”控制技术可靠的保证了系统的运行，又有效的降低了运行成本。

2．定时报告应用技术

配变监控系统对实时性没有很高的要求，可以不采用设置心跳功能保持连接，只需要采用设置定时报告的方式，配电综合测控仪需要传送数据时直接激活 GPRS模块进行通讯，主站需要通讯时，采用发短信方式激活GPRS模块，与配电综合测控仪通讯。省去保持连接的维护数据量，节约运行成本。

九．结束语

一户一表、抄表到户工程结束，能源紧缺，系统电源性缺电，全国拉闸限电、有序错峰用电的形势下；国家电网公司要求全面推进电力需求侧管理，满足用户对用电质量和用电可靠性的要求，要求加快配电低压负荷控制管理自动化水平，同时对配变低压监控、管理的科学化和电力需求侧管理（DSM）的智能化提出新的需求：准确、科学、有效降低线损的配变低压监控的必要性更加突出。采用GPRS通讯的ETPD配电综合监控系统以其先进的技术，精确的测量准确度和科学的设计、制造，在配变低压监控的科学管理中将大展身手，保证配电网安全、经济、可靠地运行，在配电低压自动化管理中发挥重要地作用。