GPRS在低壓配變監(jiān)控中的應用

⑴生成任意時段的電能量分時統(tǒng)計報表；

⑵生成任意時段的負荷率、電壓合格率、負荷不平衡度報表；

⑶生成任意時段的配變綜合分析報表；

⑷生成任意時段的無功補償投切記錄報表、停電、告警記錄報表；

⑸生成任意時段的配變參數趨勢曲線。

3．配電綜合測控儀的功能

3．1遙測功能

配電綜合測控儀實時測量存儲以下配變參數：

⑴三相電壓Ua、Ub、Uc及頻率F；

⑵三相電流Ia、Ib、Ic及中性線電流I0；

⑶三相功率因數cosφa、cosφb、cosφc；

⑷三相有功功率Pa、Pb、Pc；

⑸三相無功功率Qa、Qb、Qc；

⑹配變工作環(huán)境溫度T。

以上各量在存儲間隔內的最大值、最小值、平均值存儲作歷史數據保存，存儲間隔可以任意設置（調節(jié)范圍1～120分鐘可調，調節(jié)細度1分鐘），存儲時間84天以上。

3．2電能計量功能

⑴三相有功電量；

⑵三相無功電量。

電量按存儲間隔定時存儲在存儲器中。

3．3統(tǒng)計功能

⑴統(tǒng)計記錄三相電壓越上限、越下限的起止時間；

⑵統(tǒng)計記錄三相電流越上限的起止時間；

⑶統(tǒng)計記錄配變停電起止時間；

⑷統(tǒng)計記錄配變最大需量及發(fā)生時間。

以上各量立即存儲在存儲器內。

3．4遙信功能

配電綜合測控儀采集以下信號及SOE：

⑴配變超高溫；

⑵配變缺相；

⑶配變高壓側開關變位（支持智能開關）；

⑷配變低壓側開關變位（支持智能開關）；

⑸三相電壓越上限；⑹變壓器過載；

⑺通訊故障；

⑻裝置故障。

以上異常信號出現必須上報，上報至主站的反應時間不超過5分鐘，當配電綜合測控儀發(fā)送上報信息后沒有收到主站的確認信號時，應進行重發(fā)，重發(fā)次數由主站設置，上報的主動權按異常狀況的類型可由主站單獨設置。

3．5遙控功能

配電綜合測控儀根據主站的指令對相應的開關或其它被控對象進行遠方合閘、跳閘操作。

⑴配變高壓側開關變位（支持智能開關）；

⑵配變低壓側開關變位（支持智能開關）；

⑶其它需要控制的被控對象。

3．6低壓智能無功補償功能

為了有效降低配電網的線損，提高供電質量，需要對配變低壓側進行智能無功補償，保持系統(tǒng)的無功平衡，提高配變功率因數，實現技術降損。配電綜合測控儀具備低壓智能無功補償控制功能，具有以下特點：

⑴采用科學的補償算法，以無功功率作為控制物理量，以用戶設定的功率因數作為投切門限；避免了在小負荷，低功率因數時，因電容器的頻繁投切而造成的損壞電器元件的情況，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會產生過補和補償不足。

⑵靈活多變的控制方式，可根據現場電容器組的情況自由選擇以下三種補償方式：“三相分補”、“三相共補”、“共補+分補”；每路輸出控制的電容器容量和接線方式可根據現場情況自由設定；

⑶1～12路輸出控制回路，對多級電容采用過零快速投切。可支持控制無觸點復合開關，實現過零投切電容器和控制交流接觸器投切電容器。

3．6遠程通訊功能

配電綜合測控儀具備于主站進行數據通訊的功能。主要傳送以下數據和命令：

⑴下行（主站至配電綜合測控儀）數據和命令：廣播校時、定值設定（電壓上、下限，電流上限）、無功補償控制參數設置、變比設置、存儲間隔設置、實時數據巡檢、歷史數據召測等。

⑵上行（配電綜合測控儀至主站）數據和命令：實時數據、歷史數據、告警信號、遙信量的上送等。

六．GPRS組網的接入方式

GPRS接入方式示意圖，如圖4所示。

1．數據終端（GPRSDTU）的接入

中國移動GPRS網絡為用戶提供CMNET和APN兩個網絡接入方式，CMNET通常用于公眾用戶接入Internet，APN針對相關行業(yè)用戶使用。APN用戶通常在一個組內，需要設定用戶名和密碼，具有更好的安全性，APN用戶可以申請綁定移動內網的固定IP地址。配變監(jiān)控可選用CMNET和 APN兩種接入方式。

2．數據中心（DSC）的接入

數據中心的接入有多種方式，結合GPRS承載網絡的特點和GPRS應用領域的具體要求進行組網。組網形式的選擇主要由業(yè)務數據量、時延、可行性要求、數據保密性、網絡狀況決定。現提供以下四種接入方案，以供參考。

圖4

方案一：GPRS接入，適合總數據帶寬需求不太大的應用，例如使用Polling傳輸協議的數據采集系統(tǒng)；全部數據在GPRS網內運行；要求所有 GPRS終端之間可以直接通訊，所有終端接入到同一個專有APN；數據中心的GPRS數據終端接入點綁定固定IP地址（即至少提供一個綁定移動內網固定 IP地址的SIM卡）。

方案二：Internet接入方式，GRE隧道與RADIUS可選。GRE兩端地址、RADIUSSERVER地址和企業(yè)路由器端口地址都必須是公有的。考慮到IP地址廣播，企業(yè)端的路由器端口地址，GRE隧道端地址，RADIUSServer地址應由為該企業(yè)提供Internet連接的ISP提供；不存在跨區(qū)域的問題，企業(yè)數據中心服務器與中國移動GGSN服務器不必在同一城市。

方案三：專線接入，適合電力、金融、證券、工業(yè)監(jiān)控等行業(yè)使用；企業(yè)通過專線接入中國移動的路由器，移動為用戶提供公有或移動私有IP地址。數據安全性好，穩(wěn)定可靠，傳輸延遲小。

方案四：直接接入，適用于沒有接入Internet、而且對安全要求極高的企業(yè)。適合電力、金融、證券等行業(yè)使用；企業(yè)在運營商一端放置GRE路由器，路由器不經過GPRS防火墻直接接入GPRS內部網絡。

以上四種方案，根據用戶在配變監(jiān)控應用的具體情況，選用性價比高、運行可靠的介入方式。

3．GPRS數據中心與用戶應用程序接口

GPRS數據中心與應用系統(tǒng)的應用軟件接口兩種方式，即動態(tài)連接庫（DLL）和GPRS數據中心服務程序轉發(fā)方式。動態(tài)連接庫方式需要進行接口程序的編程與開發(fā)。

七．GPRS的傳輸效率與穩(wěn)定性

1．數據鏈路傳輸方式

中國移動的GPRS網絡經過實際測試，網絡的數據傳輸質量和穩(wěn)定性較好，同時考慮到數據傳輸的冗余性和效率問題，建議采用UDP方式傳輸業(yè)務數據，對于無冗錯處理的文件數據傳輸可采用TCP方式。

2．傳輸效率

2．1用戶數據傳輸效率（用戶數據占網絡層總數據的比例）

采用不同的組網方式、不同的數據包長度，有不同的傳輸效率。下面假設當前最長所能支持的最大用戶數據包長的情況下，即1024字節(jié)包長。

僅支持GPRSDTU主動發(fā)起到數據中心的數據傳輸：最大傳輸效率（w）=97.3%

支持雙向主動互傳：最大傳輸效率（w）=95.9%

2．2傳輸時延（從發(fā)送到接收數據之間的時間）

不同的數據包長度，傳輸的時延不同。根據目前移動的網絡狀況，一般一個包長為100到200字節(jié)之間的數據包可以在1秒內互傳完畢。大于200字節(jié)的數據包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。

3．穩(wěn)定性

3．1有效率：發(fā)送成功數據占總發(fā)送數據比例

根據目前的GPRS網絡測試的結果來看，在網絡正常的情況下，一般數據包的成功率都在99.9%以上。

3．2穩(wěn)定性綜合參數：有效率x傳輸效率

網絡有效帶寬和最大傳輸單元（MTU）之間存在著極其重要的關系，一般MTU增大到200字節(jié)以上不會明顯增加帶寬，但會增大平均延遲，測試結果表明MTU的最優(yōu)大小是250字節(jié)左右。

3．3鏈路檢測與激活

對于經常性傳輸和實時性要求較高的數據傳輸，通常需要考慮設置心跳功能，以確保電路永遠在線并激活，心跳間隔根據網絡質量和應用要求進行設置，采用心跳方案的連接運行費用比較高。

八．系統(tǒng)應用GPRS通訊采用的技術

GPRS通訊的最大特點是按流量計費，當然只要合理控制通訊流量，就能有效節(jié)約運行成本。珠海市伊特高科技有限公司研制的ETPD配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)，成功的應用了數據流量控制技術和GPRS模塊定時報告、GSM短信激活技術，保證提供可靠數據的同時，有效的降低了運行成本。

1．數據流量控制技術

配變監(jiān)控的應用在于監(jiān)視配變運行狀態(tài)，提高用電質量。對配變的監(jiān)控基本上分考核和監(jiān)控兩個過程，需要掌握配變運行的異常數據和狀態(tài)，對于穩(wěn)定運行的數據，只要在允許范圍內，可以不作通訊上傳處理也可。

根據應用情況，在配電綜合測控儀通訊控制上設計了科學的“數據流量控制器”，可根據用戶需要通過設置“數據流量管理器”死區(qū)值和越死區(qū)時限來控制數據流量，并確定越上限及下限值，“數據流量管理器”死區(qū)值和越死區(qū)時限隨時從主站下傳給配電綜合測控儀。

采用“數據流量控制器”控制技術可靠的保證了系統(tǒng)的運行，又有效的降低了運行成本。

2．定時報告應用技術

配變監(jiān)控系統(tǒng)對實時性沒有很高的要求，可以不采用設置心跳功能保持連接，只需要采用設置定時報告的方式，配電綜合測控儀需要傳送數據時直接激活 GPRS模塊進行通訊，主站需要通訊時，采用發(fā)短信方式激活GPRS模塊，與配電綜合測控儀通訊。省去保持連接的維護數據量，節(jié)約運行成本。

九．結束語

一戶一表、抄表到戶工程結束，能源緊缺，系統(tǒng)電源性缺電，全國拉閘限電、有序錯峰用電的形勢下；國家電網公司要求全面推進電力需求側管理，滿足用戶對用電質量和用電可靠性的要求，要求加快配電低壓負荷控制管理自動化水平，同時對配變低壓監(jiān)控、管理的科學化和電力需求側管理（DSM）的智能化提出新的需求：準確、科學、有效降低線損的配變低壓監(jiān)控的必要性更加突出。采用GPRS通訊的ETPD配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)以其先進的技術，精確的測量準確度和科學的設計、制造，在配變低壓監(jiān)控的科學管理中將大展身手，保證配電網安全、經濟、可靠地運行，在配電低壓自動化管理中發(fā)揮重要地作用。