一種可通過短信遠(yuǎn)程重啟的配網(wǎng)自動(dòng)化終端通信模塊設(shè)計(jì)

引言

配網(wǎng)自動(dòng)化終端是配網(wǎng)自動(dòng)化的重要組成部分,可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)可視、可測和可控,更為配電網(wǎng)故障快速定位、隔離、復(fù)電控制等提供可靠保障。配網(wǎng)自動(dòng)化終端與主站的通信質(zhì)量直接影響配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及調(diào)度。當(dāng)前配網(wǎng)自動(dòng)化終端采用光纖專網(wǎng)、無線公網(wǎng)兩種方式與主站通信。其中配網(wǎng)自動(dòng)化終端采用無線公網(wǎng)通信時(shí),受使用環(huán)境、天氣、無線信號等因素影響,容易與主站斷開網(wǎng)絡(luò)連接。但采用無線公網(wǎng)通信的配網(wǎng)終端一般都是在農(nóng)村、山區(qū)等分布廣、較分散的區(qū)域;運(yùn)維半徑大、風(fēng)險(xiǎn)大、成本高。當(dāng)配網(wǎng)終端與主站的通信中斷時(shí),其三遙數(shù)據(jù)均無法上送至主站,該設(shè)備成為孤立設(shè)備,直接影響調(diào)度監(jiān)控。發(fā)生此種情況時(shí),只能由運(yùn)維人員到配網(wǎng)自動(dòng)化終端的安裝地點(diǎn)現(xiàn)場進(jìn)行故障排查及處理,增加了運(yùn)維壓力。

在配網(wǎng)自動(dòng)化終端運(yùn)維管理中,我們發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)此種情況的配網(wǎng)自動(dòng)化終端有很大一部分是由于通信模塊內(nèi)部程序出錯(cuò)或因溫濕度異常等不可控因素導(dǎo)致宕機(jī)。其處理方式很簡單,只需重啟通信模塊即可使其恢復(fù)正常運(yùn)行,并與主站重新建立網(wǎng)絡(luò)通道連接,恢復(fù)通信,重新上線。為提高配網(wǎng)自動(dòng)化終端的在線率,減輕終端運(yùn)維壓力,提高配電網(wǎng)可靠性,我們通過對配網(wǎng)自動(dòng)化終端通信模塊進(jìn)行技術(shù)改造,使得主站能通過手機(jī)短信對其進(jìn)行遠(yuǎn)程重啟。

1配網(wǎng)自動(dòng)化終端新型通信模塊的設(shè)計(jì)方案

1.1通信模塊的硬件設(shè)計(jì)

當(dāng)前的通信模塊采用單一物聯(lián)網(wǎng)卡,與主站建立無線網(wǎng)絡(luò)鏈路通道。本方案通過在原有基礎(chǔ)上,增加了短信收發(fā)單元,使得通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)、短信雙重通信方式,可以和主站進(jìn)行信息交互。其中,短信收發(fā)單元用來遠(yuǎn)程重啟通信模塊,如圖1所示。

（1)短信收發(fā)單元:讀取收到的短信或發(fā)送短信。收發(fā)短信的s1M卡,可以是獨(dú)立的s1M卡,也可以與s1M物聯(lián)卡共用。

（2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元:用于建立無線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

（3)數(shù)字加密/解密單元:為短信數(shù)據(jù)及無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)提供數(shù)字加密支持。

（4)數(shù)據(jù)處理單元:對接收的短信數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

(5）執(zhí)行單元:執(zhí)行相應(yīng)的操作。

(6）數(shù)據(jù)采集單元:接收/發(fā)送被采集對象的相關(guān)數(shù)據(jù)。

經(jīng)重新設(shè)計(jì)后的新型通信模塊具有了短信與無線網(wǎng)絡(luò)兩種加密信息通道,與主站實(shí)現(xiàn)了N-1信息通道交互。

1.2通信模塊短信重啟流程設(shè)計(jì)

為確保配網(wǎng)自動(dòng)化終端安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,僅由主站進(jìn)行短信重啟,不受外界垃圾短信的干擾,其短信必須進(jìn)行安全驗(yàn)證。在本方案中,短信是經(jīng)主站進(jìn)行數(shù)字加密,終端接收到短信后,通過相應(yīng)的程序驗(yàn)證短信來源是否安全可信后,才對短信解密,并讀取短信指令,按指令重啟通信模塊。短信重啟流程設(shè)計(jì)如圖2所示。

2新型通信模塊的應(yīng)用前景及其效果評估

根據(jù)我們?nèi)粘＿\(yùn)維經(jīng)驗(yàn),配網(wǎng)自動(dòng)化終端的在線率通常在95%左右,也就是說通常有5%的終端不在線,即與主站通信中斷。我們發(fā)現(xiàn)這部分出現(xiàn)通信中斷的終端,有50%左右是可通過重啟通信模塊來恢復(fù)的。

一個(gè)地市局至少也有幾千臺采用無線公網(wǎng)的配網(wǎng)自動(dòng)化終端,由于配網(wǎng)自動(dòng)化終端安裝位置分布廣、距離遠(yuǎn),需消耗大量人力、物力、時(shí)間,才能滿足正常的運(yùn)維需求。如果采用這種新型通信模塊,只要有20%的故障終端能通過短信遠(yuǎn)程重啟來解決通信中斷問題,即可減輕運(yùn)維壓力,節(jié)省運(yùn)維經(jīng)費(fèi),減少故障處理時(shí)間。以某局終端數(shù)量2000臺,當(dāng)月終端在線率95%,短信重啟成功率20%來計(jì)算,當(dāng)采用了新型通信模塊后,當(dāng)月產(chǎn)生效益如表1所示。

當(dāng)前,配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展迅速,自動(dòng)化終端應(yīng)用數(shù)量眾多,配電終端所面臨的問題主要在于數(shù)量眾多,分布面廣,運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,可靠性難以保證,運(yùn)維壓力及運(yùn)維成本逐年增加。而通過使用短信遠(yuǎn)程重啟的新型通信模塊,可極大地減少運(yùn)維量及運(yùn)維成本:提升配網(wǎng)自動(dòng)化終端的在線率,提高經(jīng)濟(jì)效益,提高配電網(wǎng)的供電可靠性。因此,新型通信模塊的應(yīng)用前景將越來越廣闊。

3結(jié)語

配網(wǎng)自動(dòng)化終端通信模塊的改造,增加了配網(wǎng)自動(dòng)化終端的聯(lián)網(wǎng)能力,為主站新增了對配網(wǎng)自動(dòng)化終端的遠(yuǎn)程管理、運(yùn)維功能。遠(yuǎn)程維護(hù)管理功能可以從根本上改善配網(wǎng)自動(dòng)化終端在線率,可提高配電網(wǎng)的智能調(diào)控效果、運(yùn)行中的通信性能及故障處理能力,進(jìn)而提升配電網(wǎng)供電的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。