GPRS技術在電力系統采集監控與運行中的應用

摘 要：本文通過移動公司的GPRS技術，將電力設備的運行數據和狀態數據通過無線的方式返回到電力公司的信息系統，以做相應的處理，并可通過該系統，實現系統的遠程控制等。電力用戶、設備、線路等監控系統在每一個需要進行監控的地方設置一個數據采集器，隨時通過GPRS網絡將采集到的數據發送到服務器中，在服務器上有相應的處理流程，對數據進行處理，完成對數據的監控，根據在線采集的信息可以實時對遠程的設備進行遠程操作。利用MAS（移動代理服務器）系統，向用戶提供諸如停電通知、電力新政策、故障預報等信息，同時用戶也可根據自己的需要定制所需的相關內容（用電量及電費查詢、欠費催繳、停電通知及停電信息查詢等），實現電力信息與客戶實時交互。

關鍵詞：GPRS；數據采集器；實時交互

前言

目前中國移動的GPRS網在本省轄區內全部覆蓋無盲區；通訊設備安裝簡潔、方便，有GPRS信號覆蓋的地方，就可以直接安裝，免去了有線方式的布線和無線方式的基站建設。GPRS無線專網，一旦用戶的GPRS通訊設備上網，利用其長期在線通訊方式，為用電管理提供實時性好、穩定性高的數據傳輸。有效解決了電力系統各計量點分布廣，點多分散，采用有線方式涉及到布線問題，采用無線方式涉及到頻段占用問題，采用現有的電線載波方式涉及到可靠性問題[1]。

1 系統功能

由省級電力公司建設全省的遠程監控系統，設立一中心服務器，并租用一條到移動公司GPRS接入交換機的專線，通過防火墻對外界進行隔離，確保網絡安全性基礎上實現地市分級管理。各地市分公司也租用一條省移動的專線，建立一套本地服務系統，處理本地采集的數據。輸配電單元在每一個需要進行監控的地方設置一個數據采集器，隨時通過GPRS網絡將采集到的數據發送到服務器中，在服務器上有相應的處理流程，對數據進行處理，完成對數據的監控，根據在線采集的信息可以實時對遠程的設備進行遠程操作。

1.1 電力用戶、設備、線路等監控功能

電力用戶、設備、線路等監控系統通過GPRS無線集中抄表終端的RS-485通訊接口和所有電能表（小于等于32塊）的RS-485通訊接口并聯起來（兩根總線方式）。抄表裝置負責定時采集電表的各項數據，定時監測電能表的A、B、C相是否有缺相，并且定時存儲抄表數據；GPRS無線集中數傳部分負責定時傳送抄表數據，及時上報電能表的A、B、C相的缺相報警情況。另外，還要完成缺相報警恢復上報，電能表校時等工作。

GPRS無線遠程集抄終端，每天根據用戶設定的時間，定時抄所有的電表，并保存在大容量的存儲器內，這種存儲器保存的數據不怕掉電，系統最多可存儲一周內的定時抄表數據（小于100只表），以便在GPRS網絡出現異常修復后，仍能把每天定時抄錄的所有電能表數據上傳到中心網站數據庫服務器。

GPRS無線集抄器智能判斷某電能表是否有A、B、C相失壓，一旦發現失壓及時報警到中心網站服務器；在局域網、廣域網上的用戶如有授權均可以遠程對網站服務器實行部分操作功能，如：抄表、查詢、統計、瀏覽、分析、打印等；由于GPRS遠程集抄終端能保存一周內的定時抄表數據，系統能自動通過GPRS公網無線遠程抄表，能自動對數據進行判斷分析，發現問題及時報警；系統具有對可疑電能表進行實時跟蹤監測功能，由于GPRS網的特點是永遠在線，因此對電能表的實時跟蹤監測。具體的實現原理拓撲圖見后[2]。

1.2 電力短信客服實現的功能

通過移動代理服務器與用電管理系統處于同一局域網中，兩者之間通過網線相連接。一臺管理終端用于短信服務應用系統的系統管理，短信編輯終端用于處理和編輯短信。移動代理服務器與移動的短信網關通過DDN專線（或者INTERNET）相連接。利用MAS（移動代理服務器）系統，向用戶提供諸如停電通知、電力新政策、故障預報等信息，同時用戶也可根據自己的需要定制所需的相關內容，如，用電量及電費查詢、欠費催繳、停電通知及停電信息查詢等，實現行業信息的良性反饋。主要有兩方面應用：

（1）通知類應用

辦公自動化相關的通知類消息，主要是公告通知，郵件到達通知，事物督辦通知，項目管理督辦通知。通知形式可以采用SMS，WAP_PUSH，通知形式可以進行設定，根據通知重要程度進行設定，重要的通知采用自動語音通知，語音通知可以查閱是否接聽了通知，并且可以設定按鍵，根據按鍵進行回復，系統可以得到回復結果。辦公自動化系統通過應用拓展就可以進行多種方式的通知。

生產管理系統的安全生產以及應急處理通知，根據系統內部自動設定門限值，超過門限值，系統自動進行SMS以及WAP_PUSH等。

電力營配系統的停電通知，電費催繳。電費的欠費通知，對于催繳電費起到很大作用。

電力客戶服務系統的停電通知，停電信息對于電力大用戶來說非常重要，需要在一定時間內進行通知。通知的方式可以進行選擇，可以通過多種通信方式進行通知。

（2）交互類應用

交互類消息服務包括停電線路，停電范圍通告，電力事故緊急處理預案，用戶電費查詢，電力緊缺指數查詢，電費帳戶余額查詢，以往累計用電查詢。交互類消息可以通過交互式語音應答，交互短消息，WAP方式進行查詢，短消息方式查詢，返回結果可以通過EMAIL，SMS，WAP_PUSH等通信形式，可以通過語音查詢，email sms wap_push方式返回，查詢者可以根據需要制定通過哪一種通信方式返回查詢結果。

交互類應用另外一類應用主要是對于內部工作人員工作場景變化，沒有計算機桌面和內部網絡的支持，需要專業的數據和必須的辦公通信。這種應用主要是把內部信息化系統的部分功能，通過WAP方式延伸到手機終端。延伸到手機終端的專業應用必須符合以下條件，充分發揮手機的便攜優勢，規避其處理，存儲，交互能力相對低的劣勢，把大量復雜的邏輯運算和交互流程在計算機桌面進行維護和整理，使用手機終端進行必要的交互處理。例如，電力線路巡檢的人員，可以通過智能手機在野外作業的時候方便的查閱內部系統的專業數據，可以通過圖文并茂的形式看到某一個地點的線路的專業數據，對于出現的一些現場問題進行描述，完成野外電力巡檢。

MAS移動代理服務器網絡拓撲結構如圖所示。

2 系統的安全性防范措施

采集終端選用了大容量的鐵電存儲器，它可以保存一周的電表數據，不怕掉電，其重復讀寫次數為10億次，，可確保抄表數據不被丟失；為了保證傳輸數據正確無誤，所有數據的收發均增加了兩種以上的校驗，數據的檢驗重發，使數據傳輸更加準確、可靠；為了防止黑客和其它非法人員訪問該抄表中心，在服務器前端增加硬件防火墻，以有效防止非法用戶入侵，來保證系統中心的安全性；后臺中心的可靠性，后臺服務器的硬盤鏡像和雙機熱備份，它能確保數據庫的可靠性和安全性；服務器和專線之間增加硬件防火墻，可防止黑客和非法用戶的訪問和破壞；另外在服務器系統中安裝網絡防病毒軟件系統；數據傳輸的可靠性，在抄表終端到后臺中心的數據傳輸中，為了確保數據的準確性、可靠性，中國移動的GPRS無線網采取了多種校驗糾錯措施，該系統為了增強傳輸的可靠性，又在內部通訊協議兩種校驗，進一步加強數據傳輸的穩定性、可靠性；抄表終端的可靠性，為了提高抄表終端設備運行的穩定性、可靠性，在電子元器件方面，采用了高可靠性的工業級大規模集成電路，如單片機、GPRS通訊模塊、串口傳輸芯片、看門狗電路等，它大大增加設備的抗干擾能力，提高其穩定性；存儲器采用高性能大容量的鐵電存儲器（可刷新10億次），掉電后仍能保存1周內的數據。在程序處理方面，采用異常自復位方法，防止程序運行死機；數據備份保存，超時重發，緩存補發等措施，保證抄表數據和傳送數據的準確性。

3 結束語

可大面積降低線損；為反竊電提供了一種有效的高技術手段；可有效提高供電的可靠性；具有實時抄表功能，可大大減少抄收人員的工作量；為將來供電營銷自動化提供可靠數據和技術基礎；信息化、自動化互動化的運行方式和現代化管理可提高企業工作效率。

參考文獻

[1]韓冰，李芬華.GPRS技術在數據采集和監控中的應用[J].電子技術，2003.

[2]隨慧斌，趙建國，王宏偉.電力系統中GPRS應用的組網方式[J].山東大學學報，2005.

作者簡介：趙軼彥（1979-）男，山西省電力公司計量中心，碩士研究生。