上海颐通GPRS无线数传终端在电力调度系统中的应用———上海颐通

［摘要］：电力调度是电力行业最核心的业务之一。电力调度系统由调度中心和调度终端(RTU)两大部分组 成。电力调度监控自动化系统,可以通过分散分布的各个远端采集单元RTU采集覆盖密集的电网上的信 息,可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视、事故追忆等功能。［关键词］：GPRS 无线数传终端电力调度系统
  一、需求分析

  电力调度是电力行业最核心的业务之一。电力调度系统由调度中心和调度终端(RTU)两大部分组
成。电力调度监控自动化系统,可以通过分散分布的各个远端采集单元RTU采集覆盖密集的电网上的信
息,可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视、事故追忆等功能。电力调度自
动化系统帮助调度员及时了解、掌握电力情况，监控电网信息，通过对电力信息的实时掌控可以优化
资源调配，更有效地利用和调配有限的电力资源。电力调度自动化系统是帮助电力系统运行调度人员
及时掌握电网运行状况，并及时合理地调度系统运行的有力工具，它能大大的提高电网运行的经济效
益并极大的减轻调度人员和各分站运行人员的劳动强度。  
  目前，全国已形成五级调度管理系统。电力调度数据网主要由国家电力调度数据一级网，区域二
级网，省级三级网，地市四级网和县级五级网，覆盖各级调度中心和直调发电厂、变电站。目前一级
网基本建成，二、三级网工程正在实施，少数省市已经开始建设四级网。 随着电力调度数据采集系统
建设的完成和逐步成熟，电力数据的传输和联网工作成为下一步工作重点。采用GPRS无线数据传输业 务能有效地利用电力调度数据网实现实时传输，解决有线通道所无法解决的问题，电力数据通过GPRS 移动数据网络传输到控制系统后,进行相应的计算和存储,得到精确的量化的实时,调度员掌握了这样的信息,做出相应的反映。满足电力调度自动化发展的需要。  
  GPRS是一种新型的移动数据通信业务。GPRS是中国移动在完善优化GPRS网络建设过程中推出的第2.5G通信技术，它在目前GPRS网络的基础上进一步升级了无线接口，使其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在传递速率、功能方面较GPRS具有突出的技术优势，特别适合像 金融交易、远程监测等行业的通信需求，完全取代过去传统的有线MODEM、X.25、数传电台、短信等通信方式。
  GPRS通信方式更适合于电力数据采集业务，比起以往的电力调度方式，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在移机时导致的通讯中
断。建设新的监测点无需进行拉线、埋线等工作。较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便。  
  2．终端价格比较低。比起无线电台、扩频通信、卫星通信等方式，终端的价格很低。
  3．GPRS资费便宜，计费合理。电力数据采集业务没有大数据量的信息传输，不必要采用资费很
高的专线（DDN、帧中继）。GPRS还可根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。在GPRS网中，用 户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样，监测点既不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。  
  4．GPRS能最好地支持频繁的、少量突发型数据业务。通信质量稳定可靠，永远在线。
  5．GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。由于GPRS网本身就是一个分组型数
据网, 支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）
互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。采用TCP/IP协议，较以前的无线数据网络（集群，
双向传呼，GSM短信息）而言，网络接入更加直接方便。  
  6．覆盖较好。比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，CDPD，CDMA）而言，其网络覆盖是比
较好的。
  
  二、系统原理
在电力系统中，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管
理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在偏远的地区，通过电
话线传送数据往往事倍功半。利用GPRS网络进行无线数据传输，成为电力部门选择的通信手段亮点之 一。变电站监测设备将采集到的电力数据和告警信息，通过GPRS网络，及时发送到电力管理部门，可 以实现对变电站设备的及时管理，大大提高了工作效率，为电力调度自动化提供了崭新方式。  
  上传信息： 来自RTU的信息首先连接ET1100 GPRS无线数传终端，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移动数  
据网络，然后通过ET1000 GPRS无线数传终端发送到RTU。
  
  三、方案说明
  1.变电所子站的GPRS通信设备选用ET1000 GPRS无线数传终端。
  2.为安全和信道保证，从移动的GPRS网关到调度中心建议用DDN或光纤等专线。并开通专有的
APN网络。  
  
  四、系统组成
  1. 电力监控中心：监控中心服务器申请配置Internet上固定的IP地址，或申请配置专线，通过
光纤、DDN 等数据专线直接和移动中心机房的GPRS网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软 件。监控系统软件包括通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB服务器四个部分。
  通信服务器负责实现行业数据通信协议、数据代理转发、通信设备状态监控等功能；
  监控中心服务器实现数据分析、存储、反控等功能；
  数据库服务器进行数据存储、备份；  
  WEB服务器实现实时监控、数据管理、业务管理等功能。 具体实现时，通信服务器、监控中心服
务器、数据库服务器、WEB 服务器可以安装在一台服务器中，也可以安装在不同服务器中。  
  2.移动网络：利用中国移动现有的GPRS网络，监控点和监控中心系统的所有交换信息通过中国移  
动的数据通信网关进行数据传输。
  3.监控终端：变电站设备通过RS232 串口直接与ET1000 GPRS 无线数传终端，并由其建立无线
数据连接。原则上，所有提供RS232/485接口的电力监测设备均能够用于该系统方案。  
  4.ET1022 GPRS无线数传终端介绍 ：ET1022GPRS无线数传终端(也叫GPRS DTU)内嵌自主研发的
IP协议栈，具有GPRS无线数传功能与SMS短信功能，用户设备接口为RS232/RS485/RS422，为用户数据提供透明信道，也可根据用户要求提供半透明信道。通过ET1022 GPRS无线数传终端，易于实现监控中心与远程设备之间的数据双向连接与传输。通过ET1000 GPRS无线数传终端，可实现点对点、点对多点数据传输网络。ET1022 GPRS无线数传终端具有永远在线、按流量计费、宽工作电压范围、可选短信工作方式等特点，可广泛应用于城市配网自动化、油田、环保、城市管网监控（煤气、供热、 自来水、污水管网）、路灯监控、水文、气象监测、交通管理、金融、零售、证券、煤矿安全监控等需要无线数据传输的行业。  
  基本功能：
  内嵌IP协议栈；支持PPP、TCP、UDP等协议；支持无线AT命令集；为用户数据提供透明信道；也
可根据用户要求进行协议分析或转换；可进行双向、对称、实时的全双工传输；所有工作参数可通过  
RS232串口进行设置，且可掉电保存；具备动态域名解析功能，支持数据中心的动态域名和IP地址；
GPRS下线自恢复功能；硬件看门狗，保证数传终端可靠运行。
  增强功能：
可根据数据中心命令切换GPRS与GSM信道；两种数传模式：GPRS数传与GSM短信数传；三种工作状态：设置状态、无线数传状态、低功耗状态；终端工作参数通过短消息进行设置，带加密保护；可短 信启动GPRS数传功能，可控制GPRS下线停止数据传输；内置实时时钟，精确到秒；可定时发送数据； 光电隔离的遥信、遥控功能；满足12位A/D的遥测功能。
  系统特点：  
  内嵌自主研发的IP协议栈；抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求；采用先进电源技术，供
电电源适应范围宽，提高设备的稳定性；采用高性能工业级GPRS模块；使用方便、灵活、可靠 ；支持双频GSM/GPRS；符合ETSI GSM Phase 2+标准 ；数据终端永远在线 ；支持用户RS-232/485接口 ；可通过串口和短消息进行设置 ；选配防潮外壳，适合室外应用 ；短消息数据备用通道(选项)；系统自诊断功能 。  
  
  五、GPRS方案的安全性分析
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。 该方案中如果监控中心直接连接到GPRS网络，
实质为内网方案，所有数据均与INTERNET 隔离。大大增强了信息的安全性。
  可以向移动中心申请单独的APN（网络接入点名称），类似于VPN 方案，可以限制非法SIM用户的  
登录。
  
  六、结论
  基于GPRS的电力调度在线监控方式具有较高的综合性能价格比。易于网络采集点的扩展，几乎不
受到网点规模的限制，可以在中国移动全网覆盖范围内使用。跨省份、跨地区网络也非常容易组建。  
  GPRS方案只是通信方式的改变，对上层应用软件系统几乎没有任何影响。同时对现在电力行业大
量存在的各种监测设备也不需要更换和进行硬件电路更改。