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-- 發布時間：2006/5/15 16:28:53
-- 電力行業的兩種無線監控方案
配電負荷實時監測系統
簡 介
一、 系統背景
近年來，我國電力建設發展速度很快。兩網改造在有些地區已初步完成，用戶不僅要求有電用，而且要求用高質量的電，享受到更好的服務，提高電力部門電費實時性結算水平，建立區域乃至全國統一的電力大市場已成為所有電力部門的共識。同時，供電部門對用電側防竊電技術的要求也越來越迫切。由此帶來的對傳統結算手段的改進，對關口及配變計量監測點用電情況的監測的需求已越來越強烈。
目前電力系統配網自動化及配變監測的發展還處在初級階段，只是在少數城市進行了局部試點。由于饋線開關及配電變壓器分布點多、位置雜亂。建立一個時效性強，可靠性高、投資省的通信信道網絡困難非常大，并已成為配網自動化及配電大、中用戶用電管理系統進行大面積推廣的最主要障礙。
對于解決通信網的傳統方案，電力部門作過多種方式的嘗試，但都沒能得到大面積推廣，究其原因，主要有以下幾個方面的限制因素：
l 投資太多
l 工程量太大
l 速度慢、時效性差
l 運行維護困難
l 終端設備價格太高
l 終端設備安裝維護困難
二、 系統概述
為解決上述電網設備及組網特點，和提高目前電網自動化管理水平，我公司專門研制的 配電負荷測控終端與GPRS通訊模塊或CUT2000/SUT2000高速數傳電臺組網，配以功能齊全的 配電負荷監控主控軟件、DSC通訊前置機軟件等構成 配電負荷實時監測系統。該系統基于工業網絡和計算機網絡，并實現雙網無縫連接。為解決公變、專變、農變現場數據采集傳輸服務提供了最方便、最可靠、最經濟的通訊傳輸手段，解決了長期以來數據采集網絡系統難度大、成本高、可靠性差、構建復雜的瓶頸問題。
配電負荷實時監測系統是當前和未來電力系統突破地域、網域、時空限制最有效的管理和生產工具；是對電網配電設備實現最佳的配電網控制和信息管理的最佳解決手段。該系統可以實現對配電設備運行進行實時綜合監測，解決了供電部門所關心的電網配電設備運行狀況問題，為計算供電可靠性、供電質量等提供了最基本的資料，為配電網的改造、設備的增容提供了可靠的保證。
通過本系統的運行，將隨時掌握配電網絡的運行狀況，為改善電力服務質量、提高電力管理和決策水平、提高經濟運行指標提供數據依據。
三、 系統組成
本系統由工業網絡設備和計算機網絡設備兩部分組成：
工業網絡設備，硬件部分：
l 配電負荷測控終端
l GPRS通訊模塊或CUT2000/SUT2000高速數傳電臺
l Nport De-211串口通訊服務器
計算機網絡設備，軟件部分：
l 配電負荷監控主控軟件
l DSC通訊前置機軟件
l Web系統分析軟件
l 基于GIS平臺的監測服務和應用開發支持
四、 系統網絡圖
根據構成工業網絡的設備不同將形成兩種網絡：
一種為 配電負荷測控終端、無線蜂窩高速數傳電臺（CUT2000/SUT2000高速數傳電臺）與Nport De-211串口通訊服務器構成的工業網絡與計算機網絡構成的 配電負荷實時監測系統如圖1所示: 
此主題相關圖片如下：
第二種為 配電負荷測控終端、與GPRS通訊模塊構成的工業網絡與計算機網絡構成的 配電負荷實時監測系統如圖示：
此主題相關圖片如下：
五、 系統特點
1、系統通訊通道穩定、可靠
無線蜂窩電臺組網系統采用230MHz無線頻段作為數據通信通道， 監控終端、CUT2000/SUT2000高速數傳電臺（230MHz）、Nport De-211串口通訊服務器組成專用的無線蜂窩網絡。由于是國家電力公司專用無線頻點，所以通道穩定、可靠，且不需架設線路。
GPRS方式組網系統采用GPRS數據通信通道，在 監控終端、GPRS基站、GPRS交換機房、供電公司之間建立一個虛擬專網(VPN)，為保證通道的穩定、可靠，在移動機房與電力公司機房直接敷設光纜聯接，所有數據經過加密傳輸，確保任何數據不受非法侵入修改，且前期投入及日常維護費用少。
2、數據采集功能強大
監控終端是在全電子式配電負荷監控終端與CUT2000/SUT2000高速數傳電臺（230MHz）或GPRS通信模塊組合配套，使之成為具備配變監測、用戶計量、負荷監控等功能的智能終端設備。 監控終端通過國電公司自動化研究院檢測中心的標準測試，并且通過中心實驗室及現場比對測試。具有故障分析和記錄及實時報警功能，為電網的故障分析提供依據；對配變負荷容量溢度分析，為電力公司擴容、增容提供可靠依據。
3、系統具有開放性、通用性
本系統在方案設計時就考慮將主站做成數據采集、分析、轉發一體的數據倉庫共享模式。系統開發時遵循開放性、通用性的原則，一是標準的采集數據庫，適用于不同廠家的終端入網；二是實時，定時召測不同類型終端的數據。通過與MIS系統、調度自動化、配網自動化系統、地理信息系統的數據共享，實現采集的配電變壓器信息得到二次利用。三是進行Web發布，可以實現及時方便的查詢分析。
4、功能完善的應用軟件，確保系統的先進性、實用性
監控終端傳輸過來的數據，通過網絡化編程技術的加工、處理后，開發出的應用軟件滿足負荷自動分析、自動抄表、設備故障自動報警、電網諧波分析、電壓合格率、供電可靠性、功率因數的統計分析、無功補償及統計分析補償效果管理等要求。
5、系統工程實施和后期維護簡單方便、快捷。
配電負荷實時監測系統由于采用無線蜂窩電臺或GPRS通訊模塊等設備組網，所以不需現場布線，工程施工十分簡單、工程周期大大縮短。且工程后期不會出現線路老化、其他人為或非人為因素造成的線路中斷等常規有線組網遇見的問題。所以后期工程管理也特別方便、可靠。
六、 系統功能
a) 通訊終端支持多種通道和通訊方式，為數據采集網絡的構建提供了極其簡便快捷的配置方法。
b) 通訊通道實時在線，永不掉線，傳輸快速，運行成本低。
c) 終端支持定時、實時數據采集。采集的數據包括：電流、電壓、正反向有功無功功率、視在功率、正反向有功無功電能、需量及最大需量出現時間、功率因素、諧波、頻率、油溫、報警和開關量信號等實時量和電壓合格率、停電時間等統計量。
d) 定時數據定時自動采集、保存，保證數據完整和不間斷。
e) 提供實時不間斷監測功能和多種實時負荷曲線的比較功能。
f) 提供實時數據分析、定時數據分析功能，提供指定時段越限分析統計值和越限時段表，為評估當前時段供電質量、用電負荷提供即時支持。
g) 提供任意時段原始數據報表、匯總統計報表的生成打印。
h) 提供Web發布系統
i) 提供基于GIS平臺的配電配變監測和遠程抄表功能。
j) 提供實時報警消息處理功能。
k) 系統實施區域-線路-終端的多級管理和配置模式。
l) 系統可進行歷史故障記錄和分析
七、 系統功能圖
此主題相關圖片如下：
八、 系統安裝與實施
主臺軟件運行配置要求：
l 系統：Windows 2000 Professional
l 數據庫：IBM DB 5.2以上中文版（客戶端）或MS SQL 2000 企業版
（客戶端）
l 地理庫: GIS運行環境，Arc/Info 8.1 SDE以上版本
l 機器配置：P4 2.0GHZ, 512MB RAM, 17’以上顯示器，1024X768
顯示分辨率, 128MB顯示內存，８0GB 以上硬盤可用空間，光驅
l 網絡環境：100MB速率局域網
通訊前置機運行配置要求：
l 系統：Windows 2000 Server
l 機器配置：P4 2.0GHZ, 512MB RAM, 15’以上顯示器，1024X768
顯示分辨率, 256MB顯示內存，40GB 以上硬盤可用空間，光驅
l 網絡環境：100MB速率局域網
l 如果作公網、局域網的邊界計算機，需Internet IP地址及其專用接入網卡，局域網網卡、帶路由功能的防火墻系統，服務代理設置和路由表配置。
數據庫服務器運行配置要求：
l 系統：Windows 2000 Server
l 數據庫：IBM DB 5.2以上中文版或MS SQL 2000 企業版
l 機器配置：Petium 2.0GHZ, 512MB RAM, 1024X768顯示分辨率,
100GB 以上硬盤可用空間
l 網絡：100MB速率局域網
系統工程安裝布署的實施步驟:
i. 為 配電負荷終端和數字蜂窩通訊終端安裝/GPRS通訊模塊在配電變壓器附近，并配置通訊參數。 現場安裝通訊終端。
ii. 安裝通訊前置機軟件，調試通過。
iii. 安裝本系統使用的數據庫服務器（可以將本系統的數據庫系統加入到現有系統的數據庫服務器或數據空間中）。
iv. 在安裝主臺的目標機器上安裝數據庫客戶端和GIS系統客戶端。
v. 在目標機器上安裝主臺軟件，啟動后進行系統配置和必要的數據登錄系統正常投運。
九、 效益分析
本項目的實施，將會極大地提高供電企業的信息化和自動化管理水平,將根本改變供電公司目前配電配變負荷數據全靠人工采集而導致的監測數據混亂的狀況。本項目可以實現對配電配變負荷數據及運行狀態的24小時實時在線監測，對了解配變運行工況、保護配變的正常、安全運行，提高配變營銷考核能力，提高整個配電負荷的管理水平起著至關重要的重用。
該項目的實施也會帶來明顯的社會經濟效益；以100臺公用配變實施該項目為例，其效益簡單計算如下：
1、 證了設備的安全運行，以往每年都有大約5-10臺/100臺由于過負荷或缺相等問題損壞，直接損失20-35萬元，間接（損失供電）損失超過20萬元；
2、以前100臺設備的負荷數據需要人工5人抄收，每人每月工資按2000元計，5人每年支付12萬元。
盡此兩項就為供電企業每年節約約60萬元，而由于配電負荷實時數據帶來的售電量的增加以及其它的社會效益更是無法用數字來計算的。
十、 系統總結
通過本系統的實施解決了我們在配電管理方面缺乏有效監測、分析手段的問題，對提高配電管理起到了促進作用。在生產管理方面：利用本系統提供的數據支持，解決了電壓合格率、無功優化等方面的問題，滿足生產指標管理的需要。在經營管理方面：通過對配電變壓器、終端采集設備的實時監控并自動上傳功能，使計量回路PT斷線、表計故障等造成電量少計、漏計的問題得以及時發現。通過實時分析，最大程度減少了供電損耗，為防竊電工作提供技術支持，提高供電企業的直接經濟效益。
總之，基于GPRS/CDMA配電負荷實時監測系統的成功應用必將提高供電公司的生產管理水平和供用電管理的安全性和經濟性，為實現供用電管理數字化、信息化和現代化開創了一條新路。同時對設備管理、用電管理、城網規劃方面都會有很大幫助。
深圳市宏電技術開發有限公司
2006年4月15日