GPRS在簡易變電站數(shù)據(jù)傳輸中的應用

1 、引言

21ic智能電網(wǎng)：在電力調度自動化系統(tǒng)中要求對遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控。在這些具體應用中，有些遠程終端(RTU)從很遠或者危險場所中的設備采集數(shù)據(jù)，并向中央主控室(CCR)的SCADA終端發(fā)送數(shù)據(jù)記錄和報警。在遠程終端(RTU)和SCADA系統(tǒng)間安裝的遙測設備負責收發(fā)數(shù)據(jù)。使用遙測技術的根本性問題是成本(初投資與通信費用)和通信的穩(wěn)定性。隨著IT網(wǎng)絡基礎設施的改善、一些簡易變電站的劇增，有線通信線路不能及時聯(lián)絡到位，遙測應用中的商用網(wǎng)絡基礎設施會變得更加普遍，這樣可以降低初期啟動成本，并且可以提供相對穩(wěn)定的通信。

2 、自動化通道現(xiàn)狀

我公司調度自動化系統(tǒng)已組網(wǎng)多年，公司所屬10多個廠站(35KV變電站)與公司主站形成光纖自愈環(huán)網(wǎng)結構(微波備用)，遠動信號的上傳及各種遙控命令的執(zhí)行準確、無誤。而今年3月份我們新增的35KV徐莊變?yōu)橐缓喴鬃冸娬?，一臺主變(7500KVA)、4條10KV 饋線，日平均負荷3400KW。由于本簡易站位于我公司電網(wǎng)的最西北部，離最近的通信線路長達17KM，且地理條件復雜，不易架設。經(jīng)過分析對比我們決定應用GPRS技術來實現(xiàn)簡易站與主站之間的遠動、通信業(yè)務。

3、使用GPRS優(yōu)越性

不管實際上是否發(fā)送數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的電話線在連接時間內的每一分鐘都會付費。另一方面，在全球移動通信系統(tǒng)(GSM)中使用GPRS移動數(shù)據(jù)業(yè)務時，資費標準是通信的流量，而不取決于連接時間。為了最大限度地利用GPRS，鄭州凱特的KT-2200型裝置智能遠程終端(RTU)與KTTS智能規(guī)約轉換器軟件包設計了數(shù)項功能，以減少必須發(fā)送的軟件包數(shù)量。這種無需在響應時間內等待(如報警)的方式大大降低了不必要的通信費用

4、系統(tǒng)配置

從理論上來說GPRS的傳輸速率最大為171.2kbps。但常見的傳輸速率一般介于30～50 kbps之間，這是因為它受到某些因素的限制，比如到基站(BTS)的距離，以及同一區(qū)域內的用戶數(shù)量。

5、多種ISP配置的支持

KT-2200能通過ISP連接到GPRS/GSM網(wǎng)絡。盡管根據(jù)國家與地區(qū)不同服務類型各異，ISP均會按常規(guī)實施網(wǎng)絡協(xié)議(IP)地址分配。

IP地址

一個IP地址是分配給設備的唯一地址，這樣它們就能在一個網(wǎng)絡上互相識別和通信。一共有兩種IP地址: 一種是靜態(tài)IP地址，它是網(wǎng)絡中唯一且固定的IP地址;另一種是動態(tài)IP地址，它在設備每次啟動時由動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)進行分配。

使用靜態(tài)IP地址進行RTU與SCADA的通信

RTU與SCADA基于靜態(tài)IP地址進行收發(fā)數(shù)據(jù)(我公司所用為靜態(tài)IP地址)。

靜態(tài)IP地址

使用動態(tài)IP地址進行RTU與SCADA的通信

假如ISP不提供靜態(tài)IP地址，或假如靜態(tài)IP地址的服務費比動態(tài)IP地址高，從而無法為每一臺RTU提供一個靜態(tài)IP地址，這種情況下，就必須使用動態(tài)IP地址。此時，要求動態(tài)域名系統(tǒng)(DDNS)將主機名轉換成動態(tài)IP地址，這樣RTU和SCADA就能使用一個固定的主機名進行通信。

動態(tài)IP地址

6、GPRS的故障轉移通信

眾所周知，GSM移動電話網(wǎng)絡會受到天氣條件或電信號干擾的影響，在極端惡劣的情況下通信甚至無法進行。這種情況下，基于GSM網(wǎng)絡的、SCADA系統(tǒng)與RTU之間的GPRS連接隨時會中斷。但是KT-2200能自動重建通信連接

通過監(jiān)視點對點(PPP)狀態(tài)進行重新連接 ，這一功能與系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的性能相結合，可以確保數(shù)據(jù)永不丟失: 只要重建通信連接，KT-2200智能裝置就會自動“抓取”數(shù)據(jù)。

7、結 論

SCADA遙測系統(tǒng)在調度系統(tǒng)自動化領域中已得到廣泛應用，所以它被要求必須能覆蓋廣泛的區(qū)域，并且能夠在惡劣的環(huán)境下運行，同時，還要兼具運行成本低的特點。對于那些遠離通信線路、或者不具備有線線路達到的簡易變電站，借助KT-2200智能型RTU，應用GPRS技術也能到預期的效果。

參考文獻：

1、《GPRS技術》、呂捷編著、出版：北京郵電大學出版社 / 2001-8