電力調(diào)度監(jiān)控自動化系統(tǒng)

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　　一、需求分析  　　電力調(diào)度是電力行業(yè)最核心的業(yè)務之一。電力調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心和調(diào)度終端(RTU)兩大部分組成。電力調(diào)度監(jiān)控自動化系統(tǒng),可以通過分散分布的各個遠端采集單元RTU采集覆蓋密集的電網(wǎng)上的信息, 可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集、電網(wǎng)實時運行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實現(xiàn)遠程控制與調(diào)節(jié)、事故報警、越限/變位報警、數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計、工作信息登錄、自動化系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、事故追憶等功能。 　　電力調(diào)度自動化系統(tǒng)幫助調(diào)度員及時了解、掌握電力情況，監(jiān)控電網(wǎng)信息，通過對電力信息的實時掌控可以優(yōu)化資源調(diào)配，更有效地利用和調(diào)配有限的電力資源。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是幫助電力系統(tǒng)運行調(diào)度人員及時掌握電網(wǎng)運行狀況，并及時合理地調(diào)度系統(tǒng)運行的有力工具，它能大大的提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效益并極大的減輕調(diào)度人員和各分站運行人員的勞動強度。 　　目前，全國已形成五級調(diào)度管理系統(tǒng)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)主要由國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)一級網(wǎng)，區(qū)域二級網(wǎng)， 省級三級網(wǎng)，地市四級網(wǎng)和縣級五級網(wǎng)，覆蓋各級調(diào)度中心和直調(diào)發(fā)電廠、變電站。目前一級網(wǎng)基本建成，二、三級網(wǎng)工程正在實施，少數(shù)省市已經(jīng)開始建設四級網(wǎng)。隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設的完成和逐步成熟，電力數(shù)據(jù)的傳輸和聯(lián)網(wǎng)工作成為下一步工作重點。采用CDMA1X無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務能有效地利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)實時傳輸，解決有線通道所無法解決的問題，電力數(shù)據(jù)通過CDMA1X移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)后,進行相應的計算和存儲,得到精確的量化的實時,調(diào)度員掌握了這樣的信息,做出相應的反映。滿足電力調(diào)度自動化發(fā)展的需要。CDMA1X是一種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務。 　　CDMA1X是中國聯(lián)通在完善優(yōu)化CDMA網(wǎng)絡建設過程中推出的第2.75代通信技術，它在目前的IS-95 CDMA網(wǎng)絡的基礎上進一步升級了無線接口，使其支持高速補充業(yè)務信道，從而可實現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務。CDMA1X在傳遞速率、功能方面較GPRS具有突出的技術優(yōu)勢， CDMA1X 理論速率153.6Kbps，目前實際測試速率為80kbps，超過目前普通有線電話撥號上網(wǎng)的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)?-3倍。 　　特別適合像金融交易、遠程監(jiān)測等行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。CDMA1X通信方式更適合于電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務，以往的電力調(diào)度基本上是靠人工方式來進行，采用電話線傳送數(shù)據(jù)或手工抄錄，實時性差，費用也不便宜。CDMA1X無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢：1)CDMA1X用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)點，無需擔心線路的維護或有線在移機時導致的通訊中斷。建設新的監(jiān)測點無需進行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設備安裝方便。 　　2)終端價格比較低。與DDN相比，較DTU或DDN專線Modem其終端價格便宜很多。3)CDMA1X資費便宜，計費合理。CDMA1X 資費包月比有線電話網(wǎng)絡資費還便宜。電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線(DDN、幀中繼)。CDMA1X還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務質(zhì)量進行計費。在CDMA1X網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，監(jiān)測點既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。4)CDMA1X能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。5)CDMA1X網(wǎng)絡接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于CDMA1X網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)過PSTN等網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(IP網(wǎng)或X.25網(wǎng))互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務。 　　采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(集群，雙向傳呼，GSM短信息)而言，網(wǎng)絡接入更加直接方便。6)覆蓋較好。比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA)而言，其網(wǎng)絡覆蓋是最好的。 　　二、系統(tǒng)原理 　　在電力系統(tǒng)中，常常需要對眾多的變電站設備進行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在偏遠的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用CDMA1X網(wǎng)絡進行無線數(shù)據(jù)傳輸，成為電力部門選擇的通信手段亮點之一。變電站監(jiān)測設備將采集到的電力數(shù)據(jù)和告警信息，通過CDMA1X網(wǎng)絡，及時發(fā)送到電力管理部門，可以實現(xiàn)對變電站設備的及時管理，大大提高了工作效率，為電力調(diào)度自動化提供了嶄新方式。 　　上傳信息： 來自RTU的信息首先由CDMA IP路由器進行TCP/IP協(xié)議封包和無線調(diào)制解調(diào)，再通過CDMA1X移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡向前置機/數(shù)據(jù)服務器傳送，經(jīng)主前置機/數(shù)據(jù)服務器處理、存儲后，向網(wǎng)上廣播，各工作站收到信息后進行相應處理。下傳信息： 來自工作站的信息首先傳送到主前置機/數(shù)據(jù)服務器，由其處理后發(fā)送到CDMA IP路由器進行TCP/IP協(xié)議封包和無線調(diào)制解調(diào)，再通過CDMA1X移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡發(fā)送到RTU。 　　三、系統(tǒng)框圖 　　基于GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的電力調(diào)度自動化通信系統(tǒng)如下圖所示： 圖1 GPRS電力調(diào)度自動化監(jiān)控系統(tǒng) 　　四、方案說明 　　1、變電所子站的CDMA1X通信設備選帶網(wǎng)絡接口的CDMA IP路由器，直接掛接在變電所子站的局域網(wǎng)絡上，和光纖接口的路由器處于同一局域網(wǎng)絡，設置光纖網(wǎng)為第一網(wǎng)關、CDMA IP路由器為第二網(wǎng)關，在光纖出現(xiàn)問題的時候，網(wǎng)絡自動切換到CDMA IP路由器。以網(wǎng)絡備份的成熟思想來解決比較可靠。 　　2、也可將CDMA IP路由器完全設置和光纖路由器一樣，在光纖出現(xiàn)問題的時候，由人工完全切換，讓CDMA IP路由器完全取代光纖路由器即可。 　　3、不建議變電站綜自設備通過非標的串口方式連接CDMA IP路由器，面臨二次開發(fā)工作，風險不確定。4、為安全和信道保證，從聯(lián)通的CDMA網(wǎng)關到調(diào)度中心建議用DDN或光纖等專線。并開通專有的APN網(wǎng)絡。      五、系統(tǒng)組成 　　5.1 電力監(jiān)控中心 　　監(jiān)控中心服務器申請配置Internet上固定的IP地址，或申請配置專線，通過光纖、DDN 等數(shù)據(jù)專線直接和移動中心機房的CDMA1X網(wǎng)絡連接。監(jiān)控中心服務器上安裝相關監(jiān)控系統(tǒng)軟件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務器、監(jiān)控中心服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器四個部分。 　　通信服務器負責實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設備狀態(tài)監(jiān)控等功能；　　監(jiān)控中心服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲、反控等功能；　　數(shù)據(jù)庫服務器進行數(shù)據(jù)存儲、備份；　　WEB服務器實現(xiàn)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務管理等功能?！　【唧w實現(xiàn)時，通信服務器、監(jiān)控中心服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB 服務器可以安裝在一臺服務器中，也可以安裝在不同服務器中。如果行業(yè)客戶要求對終端進行終端IP綁定，需要安裝RADIUS服務器，為系統(tǒng)提供AAA 認證和IP綁定功能。 　　5.2 移動網(wǎng)絡 　　利用中國聯(lián)通現(xiàn)有的CDMA1X網(wǎng)絡，監(jiān)控點和監(jiān)控中心系統(tǒng)的所有交換信息通過中國移動的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)傳輸。 　　5.3 監(jiān)控終端