無線數據傳輸技術在電力調度系統中的應用

曹輝++邵凡++魯燕++張馳++王一凡

摘 要：供電調度系統需要對變電站設備實時監測，通過架設光纖進行數據傳輸，但光纖架設受地理環境影響較大而且易損壞，造成通信中斷。GPRS無線網絡可以有效的在調度中心和變電站間建立傳輸通道，可靠性高，可作為備用通道。文章介紹基于GPRS無線數據傳輸技術，概述基于GPRS無線數據傳輸技術的無線通信系統的組成，給出無線通信系統的實施方案、安全措施與加密功能，具有較強的通信速度和可靠性。

關鍵詞：GPRS無線調度通信 GPRS無線數據傳輸技術 查詢 實時數據

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0076-02

電力調度系統由調度中心和調度終端（RTU）兩大部分組成。目前光纖通信主要應用在大部分電力系統通信中，但光纖隨著使用年限過長，發生老化的現象，進而導致電力調度系統發生故障，因而采用了一種基于GPRS無線數據傳輸技術的電力通信系統[1]。調度中心可通過GPRS無線數據傳輸系統與分布在各個變電站的數據采集單元RTU建立聯系，實現實時數據監測、遠程監控和控制、事件日志追憶等功能。

1 GPRS無線數據傳輸技術

電力調度系統可以通過各個遠端采集單元RTU采集電網上的信息，可實現實時無線數據采集、電網實時運行狀態的監視與顯示、實現遠程控制與調節等功能。電力調度系統為調度人員提供電網運行的實時數據，減輕調度人員和各個變電站工作人員的工作強度，提高電力系統的自動化水平。GPRS是電信運營商在優化通信網絡建設過程中提出的2.5G通信技術，進一步提升了數據傳輸速度，實現了高速互聯網接入服務。GPRS具有覆蓋面積廣、數據傳輸速度快、通信質量高、按流量計費和永遠在線等優點，特別適合應用在遠程監控等行業[2]。

GPRS無線傳輸數據具有如下優點。

（1）GPRS用戶可隨意移動自己的網點，無需擔心環境因素導致線路鋪設難度高和線路維護等問題，移動網點時無需考慮停機問題。

（2）終端價格比較低。

（3）GPRS資費低，計費合理。

（4）GPRS能很好地支持少量突發型、頻繁的數據業務。

（5）GPRS網絡接入速度快，能迅速接入現有數據網。

（6）覆蓋范圍大。

在電力系統中，為了進行現代化管理，往往實現電網調度現代化，需要對眾多變電站電力運行狀態實時監測并向調度中心傳送監控數據，執行調度中心發往所在發電廠或變電站的控制和調度命令。對大型的變電站架設光纖實現通信，但對處于偏遠地區的小型變電站，由于架設光纖成本太高和所處環境復雜很難實現光纖通信，于是基于GPRS的無線通信系統成為最佳選擇。通過GPRS將監測設備采集到的數據發送到調度中心，可以實現對變電站的管理，取得數據共享、資源共享，大幅度提高自動化的效率[3]。

2 無線通信系統

2.1 系統組成

系統示意圖如圖1所示。

該系統由以下部分組成。

（1）電力調度中心：調度中心設置多個GPRS無線傳輸機，分別與各個變壓站的監測系統的GPRS網絡建立一對一獨立聯網關系，建立與獨立于外界互聯網的聯網通道。無線傳輸機內置SIM卡，具有GPRS聯網功能，綁定南通供電系統專用網絡APN接入點的IP地址與變電站進行通信[4]。

（2）移動網絡：中國移動基站覆蓋面積大，監控點利用運營商的GPRS網絡實現與調度中心的數據通信。

（3）監控終端：終端的輸入口為RS232/RS485數據接口，它的作用是將監控點提供的需要傳輸的信號發送到無線網絡上，在終端中配有專用的無線通信模塊。無線通信模塊包括SIM卡，能通過GPRS網絡，利用TCP/IP網絡協議實現和主站的數據通信。

2.2 系統實施方案

變電站的數據由前置機發送，經處理、存儲之后由GPRS無線傳輸機進行T634規約的TCP/IP協議封包，通過GPRS APN網絡向調度中心傳送。調度中心服務器的數據通過串口服務器至GPRS無線智能傳輸機，進行TCP/IP協議封包，再通過GPRS APN網絡傳送到變電站，完成一次數據的通信。

變電站的GPRS設備通過串口連接在通信管理機上，與光纖通信處于同一級，GPRS無線通信作為備用通道，當光纖通信出現問題時，隨時可以切換到備用通道上，保證數據傳輸正常。

變電站使用GPRS無線智能傳輸機通過GPRS網絡采用一對一的獨立聯網方式和調度中心對應的GPRS無線智能傳輸機進行數據通信。所有接入點統一使用固定的APN，SIM卡綁定固定的IP地址[5]。

3 GPRS方案的安全性分析

電力調度數據網傳送電網設備信息、調度指令、繼電保護、控制信息和實時數據等重要信息，是電網運行的神經網絡，安全性是調度網絡的首要要求。

GPRS的物理數據本身已經采用了加密傳送。調度中心連接GPRS網絡，實現點對點傳輸，所有數據均與互聯網隔離，大大增強了信息的安全性。利用單獨的APN，類似于VPN方案，與外界互聯網隔離，提高數據安全。

4 結語

GPRS無線數據傳輸技術在電力調度系統中的應用，具有極高的性價比。作為備用通道，是光纖調度通信的有效補充，幾乎不受變電站地理位置的影響，可以有效地利用調度傳輸網實時傳輸監控數據，可靠性高，運行維護成本大大降低，提高了電力系統自動化水平。

參考文獻

[1] 陳堅，孫志月.MODEM通信編程技術[M].西安電子科技大學出版社，1998.

[2] 劉樂善，歐陽星明，劉學清.微型計算機接口技術及應用[M].華中理工大學出版社，2001.

[3] Andrew S Tanenbaum，著.計算機網絡[M].熊桂喜，王小虎，譯.北京：清華大學出版社，1999.

[4] 編程高手工作室.VisualC++6.0編程高手[M].北京：希望電子出版社，2001.

[5] 劉艦石，劉立中，彭雙巖.基于GPRS技術的調度自動化通信系統方案[J].電子世界，2012（21）：84-85.