基于GPRS無線通信的配變自動化系統(tǒng)研究

1 前言

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的配電變壓器終端裝置已不能滿足配電自動化系統(tǒng)的要求，而且它們的數(shù)據(jù)傳輸多以有線通信方式為主，加之當前的電力產(chǎn)品功能單一，增加功能比較復雜，重復投資現(xiàn)象嚴重，增加了用戶的負擔。隨著無線網(wǎng)絡的發(fā)展，基于GSM網(wǎng)絡，以SMS為載體的自動抄表系統(tǒng)也發(fā)展起來，但這些方式都有各自的缺陷。而GPRS技術使得配變監(jiān)測系統(tǒng)利用Internet實現(xiàn)遠距離、寬范圍的數(shù)據(jù)傳輸和管理成為可能。

針對以上問題，設計了一種基于通用無線分組業(yè)務(GPRS)的新型智能化、低功耗、集成化的智能型配變自動化系統(tǒng)。配變監(jiān)測系統(tǒng)主要實現(xiàn)對線路配變變壓器運行狀態(tài)的監(jiān)視和無功功率動態(tài)補償，同時對低壓用戶進行抄表，并采用先進的無線通信技術彌補當前配變監(jiān)測系統(tǒng)的缺陷，更好地保證電網(wǎng)系統(tǒng)的正確運行，提高電網(wǎng)質量。

2 系統(tǒng)總體設計

基于GPRs無線通信的配變自動化系統(tǒng)主要包括基于GPRS的配變監(jiān)測系統(tǒng)和配變主站管理系統(tǒng)。配變監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)采集，并通過GPRS無線通信與主站管理系統(tǒng)連接，將電量數(shù)據(jù)上傳到主站，從而完成電力數(shù)據(jù)的管理，并實現(xiàn)無功補償。圖1示出配變監(jiān)測和管理系統(tǒng)的組成。低壓配變監(jiān)測系統(tǒng)終端與GPRS無線通信模塊組成配變監(jiān)測系統(tǒng)子站。

                     

3 配變監(jiān)測系統(tǒng)終

3．1 硬件設計

3．1．1系統(tǒng)結構

低壓配變監(jiān)測系統(tǒng)終端的組成邏輯框圖如圖2所示，裝置以T1公司的TMS320LF2407型DSP為核心，終端與GPRS無線通信模塊通過RS-485總線進行通信。

                
 
3．1．2 CPU模塊

CPU是控制器的核心部分，它不僅要處理輸入信號和輸出信號，而且要控制和協(xié)調各部分的工作。配變監(jiān)測終端控制器采用TI公司的TMS320LF-2407型低功耗DSP，它除了具有程序、數(shù)據(jù)分開的哈佛總線結構、流水線操作功能、單周期完成乘法的硬件乘法器之外，還具有低成本、低功耗、高性能等特點。

3．1．3電力數(shù)據(jù)采集模塊

在低壓配變監(jiān)測系統(tǒng)終端中，數(shù)據(jù)采集的準確與否直接影響系統(tǒng)最后的性能指標。采樣方法選用交流采樣，可以精確地得到電壓或電流的有效值、有功功率、無功功率和功率因數(shù)等。

電壓模擬信號采樣一般是通過電阻器和電容器相結合來分壓得到小電壓即阻容降壓。而電流采樣是通過并聯(lián)電流分流的原理對電流進行采樣取值。本系統(tǒng)同時采用鐵芯互感器和空心互感器。鐵芯互感器主要用來實現(xiàn)正常情況下電流值的測量，空心互感器只在過載情況下起作用，這樣就兼顧了電流的測量精度和測量范圍。

3．1．4人機接口模塊

人機界面主要包括鍵盤和液晶顯示。

(1)液晶顯示模塊

由于系統(tǒng)顯示的信息量較大，因此終端采用液晶顯示器作為系統(tǒng)的輸出設備。選用的液晶顯示器是肇慶金鵬科技有限公司的OCM4