无线数据传输技术在电力调度系统中的优点

 电力调度系统由调度中心和调度终端(RTU)两大部分组成。目前光纤通信主要应用在大部分电力系统通信中,但光纤随着使用年限过长,发生老化的现象,进而导致电力调度系统发生故障,因而采用了一种基于GPRS无线数据传输技术的电力通信系统[1]。调度中心可通过GPRS无线数据传输系统与分布在各个变电站的数据采集单元RTU建立联系,实现实时数据监测、远程监控和控制、事件日志追忆等功能。
1 GPRS无线数据传输技术
电力调度系统可以通过各个远端采集单元RTU采集电网上的信息,可实现实时无线数据采集、电网实时运行状态的监视与显示、实现远程控制与调节等功能。电力调度系统为调度人员提供电网运行的实时数据,减轻调度人员和各个变电站工作人员的工作强度,提高电力系统的自动化水平。GPRS是电信运营商在优化通信网络建设过程中提出的2.5G通信技术,进一步提升了数据传输速度,实现了高速互联网接入服务。GPRS具有覆盖面积广、数据传输速度快、通信质量高、按流量计费和永远在线等优点,特别适合应用在远程监控等行业[2]。
GPRS无线传输数据具有如下优点。
(1)GPRS用户可随意移动自己的网点,无需担心环境因素导致线路铺设难度高和线路维护等问题,移动网点时无需考虑停机问题。
(2)终端价格比较低。
(3)GPRS资费低,计费合理。
(4)GPRS能很好地支持少量突发型、频繁的数据业务。
(5)GPRS网络接入速度快,能迅速接入现有数据网。
(6)覆盖范围大。
在电力系统中,为了进行现代化管理,往往实现电网调度现代化,需要对众多变电站电力运行状态实时监测并向调度中心传送监控数据,执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。对大型的变电站架设光纤实现通信,但对处于偏远地区的小型变电站,由于架设光纤成本太高和所处环境复杂很难实现光纤通信,于是基于GPRS的无线通信系统成为最佳选择。通过GPRS将监测设备采集到的数据发送到调度中心,可以实现对变电站的管理,取得数据共享、资源共享,大幅度提高自动化的效率[3]。
2 无线通信系统
2.1 系统组成
系统示意图如图1所示。
该系统由以下部分组成。
(1)电力调度中心:调度中心设置多个GPRS无线传输机,分别与各个变压站的监测系统的GPRS网络建立一对一独立联网关系,建立与独立于外界互联网的联网通道。无线传输机内置SIM卡,具有GPRS联网功能,绑定南通供电系统专用网络APN接入点的IP地址与变电站进行通信[4]。
(2)移动网络:中国移动基站覆盖面积大,监控点利用运营商的GPRS网络实现与调度中心的数据通信。
(3)监控终端:终端的输入口为RS232/RS485数据接口,它的作用是将监控点提供的需要传输的信号发送到无线网络上,在终端中配有专用的无线通信模块。无线通信模块包括SIM卡,能通过GPRS网络,利用TCP/IP网络协议实现和主站的数据通信。
2.2 系统实施方案
变电站的数据由前置机发送,经处理、存储之后由GPRS无线传输机进行T634规约的TCP/IP协议封包,通过GPRS APN网络向调度中心传送。调度中心服务器的数据通过串口服务器至GPRS无线智能传输机,进行TCP/IP协议封包,再通过GPRS APN网络传送到变电站,完成一次数据的通信。
變电站的GPRS设备通过串口连接在通信管理机上,与光纤通信处于同一级,GPRS无线通信作为备用通道,当光纤通信出现问题时,随时可以切换到备用通道上,保证数据传输正常。
变电站使用GPRS无线智能传输机通过GPRS网络采用一对一的独立联网方式和调度中心对应的GPRS无线智能传输机进行数据通信。所有接入点统一使用固定的APN,SIM卡绑定固定的IP地址[5]。
3 GPRS方案的安全性分析
电力调度数据网传送电网设备信息、调度指令、继电保护、控制信息和实时数据等重要信息,是电网运行的神经网络,安全性是调度网络的首要要求。
GPRS的物理数据本身已经采用了加密传送。调度中心连接GPRS网络,实现点对点传输,所有数据均与互联网隔离,大大增强了信息的安全性。利用单独的APN,类似于VPN方案,与外界互联网隔离,提高数据安全。