基于GPRS技术的调度自动化通信系统方案

献县电力局 刘舰石 刘立中 彭双岩

基于GPRS技术的调度自动化通信系统方案

献县电力局 刘舰石 刘立中 彭双岩

电力系统中需要对众多的变电站设备进行实时监测并将监测数据实时发送到调度主站的SCADA系统进行处理。由于各变电站分布分散，而且大多设置在偏远的地区，利用GPRS网络进行无线数据传输，成为目前电力通信研究的热门方向。系统可以通过分散分布的各个变电站的远端采集单元采集各个变电站远动信息，并有效地利用移动公司的GPRS网络实现实时传输。

GPRS；调度；通信

1.引言

电力系统中，常常需要对众多的变电站设备进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到调度主站的SCADA系统进行处理。由于各变电站分布分散，而且大多设置在偏远的地区，利用GPRS网络进行无线数据传输，成为目前电力通信研究的热门方向。系统可以通过分散分布的各个变电站的远端采集单元RTU采集各个变电站远动信息，并有效地利用移动公司的GPRS网络实现实时传输，电力数据通过GPRS移动数据网络传输到控制系统后，实现实时数据的采集、电网实时运行状态的监视与显示、实现远程控制与调节、事故报警、越限/变位报警、数据计算统计、工作信息登录、自动化系统运行状态监控、事故追忆等功能，调度员掌握了这样的信息，做出相应的反映。我局采用GPRS通道做为光纤通信通道的备用通道，既满足了调度自动化发展的需要，又保障了调度自动化系统的稳定运行，同时与传统的通信方案相比也节省了大量的人力、物力。

2.GPRS通信技术简介

GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称，它是一种新型的移动数据通信业务。目前的GPRS技术是中国移动在完善优化GPRS网络建设过程中推出的第2.75代通信技术，支持高速补充业务信道，从而可实现高速互联网接入服务。GPRS理论速率153.6Kbps，目前实际测试速率为80kbps。GPRS通信方式更适合于电力数据采集业务，有以下优势：

1）GPRS用户可随意分布和移动自己的网点，无需担心线路的维护或有线系统移动时导致的通讯中断。建设新的监测点无需进行拉线、埋线等工作。

2）终端价格比较低。与DDN相比，较DTU或DDN专线Modem其终端价格便宜很多。3）GPRS通信资费便宜，计费合理。GPRS资费包月比有线电话网络资费还便宜。只在传输数据时才计费，占线不计费。

4）GPRS技术能非常好地支持频繁、少量突发型数据业务。通信质量稳定可靠，永不掉线。

5）GPRS网络接入速度快，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。

3.系统工作原理

电力调度系统由调度中心和调度终端(RTU)两大部分组成。由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，调度监测中心计算机主机配置固定的IP地址，各个数据采集点采用GPRS数据传输设备和该主机进行通信。

上传信息：来自RTU的信息首先由GPRS采集处理器（变电站发送端）进行UDP协议或TCP/IP协议封包和无线调制解调，再通过GPRS移动数据网络向前置机/数据服务器传送，经主前置机/数据服务器处理、存储后，向网上广播，各工作站收到信息后进行相应处理。

下传信息：来自工作站的信息首先传送到主前置机/数据服务器，由其处理后发送到GPRS采集处理器（调度中心接收端）进行TCP/IP协议封包和无线调制解调，再通过GPRS移动数据网络发送到变电站的RTU。

各变电站的GPRS通信设备选用带网络接口的GPRS采集处理器，直接挂接在变电站的局域网络上，和光纤接口的交换机处于同一局域网络，设置光纤网为第一网关、GPRS IP路由器为第二网关，在光纤出现问题的时候，网络自动切换到GPRS采集处理器进行信号传输。

4.系统组网方式介绍

4.1 系统组成结构图（如图1）

4.2 调度监控中心

调度主站使用16个GPRS智能采集处理器，分别和16个变电站的GPRS智能采集处理器构成一一对应的联网关系，建立各自的联网通道。GPRS智能采集处理器内嵌中国移动公司的SIM卡，绑定GPRS网络APN接入点的固定IP地址，和变电站的设备进行通信。

4.3 变电站

GPRS智能采集处理器自动采集变电站自控设备的串口数据，通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连，通过GPRS智能采集处理器内置嵌入式程序对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS网络。

4.4 GPRS网络

变电站采集的数据经GPRS智能采集处理器对数据进行解码处理，转换成在GPRS网络数据传送的格式，通过中国移动的GPRS网络APN传输，传送到调度监控中心与之对应的GPRS智能采集处理器上。

5.系统实用性分析

5.1 安全性

电力调度数据网传送电网自动化信息、调度指挥指令、继电保护与安全自动装置控制信息等重要数据，是电力安全稳定运行的神经网络，安全性是调度网络的首要要求。GPRS的物理链路数据本身已经采用了加密传送。我局调度监控中心通过向移动中心申请单独的APN（网络接入点名称），直接连接到GPRS网络，这样不但将调度自动化数据均与INTERNET隔离，大大增强了信息的安全性，而且可以限制非法SIM用户的登录。从而在很大程度上保证了调度自动化数据的安全与稳定。

5.2 可行性

首先，中国移动的GPRS无线通信服务已经非常完善，完全可以满足我局各变电站数据传输的要求。其次，作为主光纤网络的备用通信方式，GPRS系统较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便，而且其通道只在传输数据时才计费，占线不计费，这样就大大节省了运行费用。

6.结论

基于GPRS技术的电力调度自动化通信方案具有较高的综合性价比。易于网络采集点的扩展，可以不受到网点规模的限制，可以在中国移动的全网覆盖范围内使用。可实现集中网络管理，可实现所有网点设备的集中管理。

图1 系统组成结构图

我局采用GPRS调度自动化通信方案做为备用通信方式，是对我局原有光纤通道的一次补充和完善，它只是通信方式的改变，对上层应用软件系统没有任何影响。同时对现在我局应用的各种变电站监测设备也不需要更换和进行硬件电路更改。所以它既提高了我局调度自动化系统的稳定性和可靠性，又大大缩短了增加一条备用通道专线的时间，同时又节省了大量人力、物力。

刘舰石（1982—），男，河北肃宁人，大学本科，助理工程师，现供职于献县电力局，研究方向：电力通信。