電力監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、        挨家挨戶敲門查電表的方式，無論是對敲門的人來講，還是對被敲門的人來講，都是一件麻煩的事情?，F(xiàn)在已有許多住宅用戶都用上了預付費電卡，省去了查表的麻煩，但對電力部門來說，數(shù)據(jù)統(tǒng)計和實時監(jiān)測仍然是一個有待解決的問題。   一、方案介紹         通過中國移動的GPRS網(wǎng)絡系統(tǒng)，電力部門可將工業(yè)和民用電表采集的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時傳遞到地、市、省級的集中監(jiān)控中心，以實現(xiàn)對電力監(jiān)測設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式管理。GPRS網(wǎng)絡可為電力

2、系統(tǒng)提供了簡單高效的通信傳輸手段。         中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務平臺上構(gòu)建電力遠程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成 本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護簡單。         GPRS電力遠程抄表系統(tǒng)由位于電力局的配電中心和位于居民小區(qū)的電表數(shù)據(jù)采集點組成，利用中國移動現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡，電表數(shù)據(jù)通過中國移動的GPRS/GSM網(wǎng)絡進行傳輸。

3、         居民小區(qū)的所有電表首先連接到電表集中器，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復費率電表通過485傳到電表集中器，電表集中器通過RS232/RS485口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，電表數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議封裝后發(fā)送到中國移動的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，通過GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送至配電數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實時在線連接。    二、方案優(yōu)點    GPRS無線電力遠程抄表系統(tǒng)具備如下特點：     1、可靠性高：與SMS

4、短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個采集點同時進行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡本身具備完善的頻分復用機制，并具備極強的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺的多機頻段“碰撞”現(xiàn)象。    2、實時性強：由于GPRS具有實時在線特性，數(shù)據(jù)傳輸時延小，并支持多點同時傳輸，因此GPRS監(jiān)測數(shù)據(jù)中心可以多個監(jiān)測點之間快速，實時地進行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。     3、可對電表設(shè)備進行遠程控制：通過GP

5、RS雙向系統(tǒng)還可實現(xiàn)對電表設(shè)備進行遠程控制，進行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制操作。     4、建設(shè)成本少低：由于采用GPRS的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)備就可以，不需要為遠程抄表進行專門布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低；     5、集抄范圍廣：GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對集抄的控制和管理。而且，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。     6、系統(tǒng)的傳輸容量大，擴

6、容性能好：配電數(shù)據(jù)中心要和每一個電表數(shù)據(jù)采集點保持實時連接。由于電表數(shù)據(jù)采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴展性能，一個監(jiān)控中心可輕松支持幾千個電表數(shù)據(jù)采集器的通信接入。    7、數(shù)據(jù)傳送速率高：每個電表數(shù)據(jù)采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（10Kbps）的需求。   &#

7、160; 8、系統(tǒng)運營成本低：采用GPRS公網(wǎng)通信，全國范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費率計費，省去昂貴的漫游費用, GPRS網(wǎng)絡可按數(shù)據(jù)實際通信流量計費，(1分-3分/1K字節(jié))，也可以按包月不限流量收費，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。   三、系統(tǒng)構(gòu)建         由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡，配電中心計算機主機配置固定的IP地址，各個電表數(shù)據(jù)采集點采用GPRS模塊和該主機進行通信。（一）系統(tǒng)組成    1、電表數(shù)據(jù)采集點：   

8、60;   電表數(shù)據(jù)采集點位于居民小區(qū)的信息中心，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復費率電表首先通過RS485接口通過雙絞線連接到位于小區(qū)信息中心的電表集中器，電表集中器再通過RS232接口或RS485接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡，通過 GPRS網(wǎng)絡傳送至電力公司數(shù)據(jù)中心電力遠程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實時在線連接。        電表集中器通過RS485接口直接連接到電表上，既可支持單個電表，也可以

9、同時支持多個電表，實現(xiàn)對電表參數(shù)的采集、存儲、預處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實時傳送到配電中心；同時，電表集中器還可將配電中心發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊，對電表進行控制操作。     2、配電中心。     a）公網(wǎng)接入方案    服務器采用公網(wǎng)方式接入Internet，如ADSL撥號/電信專線寬帶上網(wǎng)等，申請公網(wǎng)固定IP地址；可以實現(xiàn)中小容量的電表數(shù)據(jù)采集應用。    b）專網(wǎng)接入方案        服務器采用省移動通信公司提供的D

10、DN專線,申請配置固定IP地址，與GPRS網(wǎng)絡相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當電表數(shù)據(jù)采集點數(shù)量增加，中心不用擴容即可滿足需求，可實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)采集應用。       監(jiān)控中心RADIUS服務器接受到GPRS網(wǎng)絡傳來的數(shù)據(jù)后先進行AAA認證，后傳送到監(jiān)控中心計算機主機，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進行還原顯示，并進行數(shù)據(jù)處理，這樣進一步增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信安全性能。       配電中心計算機主機可進行業(yè)務管理和計費管理，對電力數(shù)據(jù)進行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況

11、進行告警，同時對用戶使用情況實時監(jiān)控，保證電力局的合法收益。      圖1 GPRS電力遠程抄表系統(tǒng)方案    3、GPRS/GSM移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡：        電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行傳輸，最終傳送到監(jiān)控中心IP地址。 （二）系統(tǒng)方案         各電表使用GPRS透明數(shù)據(jù)

12、傳輸終端，通過移動的GPRS網(wǎng)絡與配電中心相連。電表使用GPRS普通數(shù)據(jù)卡或APN專用數(shù)據(jù)卡，同時監(jiān)控中心對各點GPRS終端編號進行登記, 并與采集點信息進行關(guān)聯(lián)，以便識別和維護處理。采集中心運行數(shù)據(jù)采集中心系統(tǒng)軟件，實時采集電表數(shù)據(jù)。 （三）采用鴻道通訊DATGPRS V88產(chǎn)品為例        DATGPRSV88數(shù)據(jù)監(jiān)控儀針對工業(yè)SCADA系統(tǒng)的RTU終端的應用需求，在可靠性、電磁兼容性、接口、工作溫度范圍及輸入輸出等方面均采用產(chǎn)品化和工業(yè)化設(shè)計，保證了長期不間斷工作的穩(wěn)定性和可靠性，可廣泛應用于遠程數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)

13、控等領(lǐng)域。     功能特點:系統(tǒng)提供多種輸入輸出接口資源：    a.12路12位模擬量采集，輸入阻抗250歐姆，標準420mA(15VDC)輸入，也可在20mA范圍內(nèi)任意輸入，量程和零點可任意設(shè)置。    b.8路脈沖量/開關(guān)量輸入，脈沖量與開關(guān)量輸入通過軟件設(shè)置。    c.4個繼電器(220VAC3A)形式的干觸點輸出，通過短信、GPRS指令遠程設(shè)置可打開與關(guān)斷繼電器。    d.1個獨立的RS232口，1個獨立的RS485口，可作設(shè)置參數(shù)和儀表數(shù)據(jù)直讀用，如流量計數(shù)據(jù)直讀(流量計必須提

14、供標準RS232/485接口和讀取數(shù)據(jù)的協(xié)議)。    e.1個3.3VDC(I<45mA)輸出，為霍爾元器件等小型一次儀表提供電源。    f.提供擴展板接口，可以和數(shù)據(jù)采集擴展板鏈接，實現(xiàn)更強功能的系統(tǒng)。    報警功能：改變開關(guān)量狀態(tài)報警（如上升沿報警和下降沿報警報警），模擬量上下限報警（如供水管網(wǎng)壓力報警），流量報警（如瞬時流量過大和過小報警），并以短信和電話的形式通知負責人，同時可設(shè)置4個報警電話號碼和4個IP(域名)地址。    系統(tǒng)采用移動或移動的GSM/GPRS/CDMA通信平臺，具有不受地理

15、限制、穩(wěn)定、可靠、成本低等優(yōu)點。    數(shù)據(jù)定時保存，時間間隔可設(shè)置(1分鐘1天)，最多可保存一年的歷史數(shù)據(jù)，用戶可以模糊查詢有效期內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。    數(shù)據(jù)定時上傳，為滿足不同客戶可同時設(shè)置4個總臺電話號碼和4個IP（GPRS）地址，上發(fā)時間間隔可獨立設(shè)置(1分鐘1天)。    系統(tǒng)具有智能糾錯能力，對設(shè)置位數(shù)、設(shè)置范圍、格式有錯的都會提示，并指出出錯的指令。    一條短信包含多個時間段的數(shù)據(jù)，節(jié)約了數(shù)據(jù)費用。    數(shù)據(jù)LCD顯示，有鍵盤操作，可操作菜單設(shè)置參數(shù)，查詢參數(shù)和查看歷史數(shù)據(jù)，同

16、時顯示實時數(shù)據(jù)。    與普通手機友好的短信互動，并密碼驗證，所有數(shù)據(jù)參數(shù)都可通過短信設(shè)置。    可與上位機(PC機)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,設(shè)置參數(shù)和查看數(shù)據(jù)。    短信和GPRS數(shù)據(jù)包發(fā)送計數(shù)器，便于用戶了解話費余額。    （四）安全措施         由于電力遠程抄表系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。     1、APN專網(wǎng)模式：利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍，可以有效避免非法入侵。采用中國移動分配的專門的APN進行無線網(wǎng)絡接入，在網(wǎng)絡側(cè)對SIM卡和APN進行綁定，只有屬于指定行業(yè)的SIM卡才能訪問專用APN。普通手機號的GPRS終端無法呼叫專門的APN。     2、對于特定用戶，可通過數(shù)據(jù)中心給每個移動終端分配特定的ID和密碼，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的ID和密碼的移動終端將無法登錄進入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進一步增強。