GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用

　　1、概要

　　隨著世界風(fēng)云變化,通信行業(yè)也在俏無聲息發(fā)生著變化。從最早的縱橫制到現(xiàn)在的數(shù)字程控交換機(jī),設(shè)備在不斷的更新?lián)Q代,網(wǎng)絡(luò)也在不斷向前發(fā)展。

　　3G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已成為中國的一個熱門話題,移動通信技術(shù)以其迅猛的發(fā)展勢頭,不斷推陳出新,技術(shù)也在不斷擴(kuò)展,不斷完善。逐漸由以前的語音、視頻、數(shù)據(jù)分而發(fā)展的模式向綜合型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

　　電力系統(tǒng),作為一個特殊行業(yè),具有另外行業(yè)所不具有的特點(diǎn),因此,電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也就具有特殊性。需要根據(jù)電力系統(tǒng)的需求來進(jìn)行建設(shè)。隨著通信行業(yè)的發(fā)展,電力系統(tǒng)中那種一號信令、模擬中繼,已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)的需求。這就需要我們在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展,根據(jù)通信行業(yè)的新技術(shù),不斷挖掘,不斷摸索,尋求一種適合電力行業(yè)特征的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立獨(dú)特的新電力通信網(wǎng)絡(luò)。

　　2、GPRS技術(shù)簡介

　　GPRS的英文全稱為GeneralPacketRadioService,中文含義:整合封包無線服務(wù),它是利用“分封交換”(Packet-Switched)的概念所發(fā)展出的一套無線傳輸方式。所謂的分封交換就是將Date分裝成許多獨(dú)立的封包,再將這些封包一個一個傳送出去,形式上有點(diǎn)象寄包裹,采用分封交換的好處是只有在有資料需要傳送時才會占用頻寬,而且可以以傳輸?shù)馁Y料量計價,這對用戶來說是比較合理的計費(fèi)方式。

　　GPRS的應(yīng)用范圍:GPRS是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上開通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),在有GPRS承載業(yè)務(wù)支持的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上,GPRS可以提供系列交互式業(yè)務(wù)服務(wù):

　　2.1點(diǎn)對點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為兩個用戶或者多個用戶之間發(fā)送多分組的業(yè)務(wù),該業(yè)務(wù)要求有建立連接、數(shù)據(jù)傳送以及連接釋放等工作程序。

　　2.2單點(diǎn)對多點(diǎn)業(yè)務(wù)。根據(jù)某個業(yè)務(wù)請求者的要求,把單一信息傳送給多個用戶。該業(yè)務(wù)又可以分為點(diǎn)對多點(diǎn)多信道廣播業(yè)務(wù)、點(diǎn)對多點(diǎn)群呼業(yè)務(wù)和IP多點(diǎn)傳播業(yè)務(wù)。

　　2.3點(diǎn)對點(diǎn)無連接型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。各個數(shù)據(jù)分組彼此互相獨(dú)立,用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序,分組的傳送沒有邏輯連接,分組的交付沒有確認(rèn)保護(hù),是由IP協(xié)議支持的業(yè)務(wù)。

　　GPRS除了提供點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外,還能支持用戶終端業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、GSM短消息業(yè)務(wù)和各種GPRS電信業(yè)務(wù)。

　　3、電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　隨著電力系統(tǒng)改革的全面展開和不斷深入,電力逐步走向市場化。我國電力行業(yè)、電力部門在體制結(jié)構(gòu)、運(yùn)營管理方式上都發(fā)生了深刻變化。電力公司由過去的生產(chǎn)型向經(jīng)營型方向發(fā)展,電能作為電力公司的主要商品,它的銷售和其對應(yīng)的電費(fèi)回收已成為電力公司主要經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)。因此加大對配電網(wǎng)與用電網(wǎng)的監(jiān)測與管理,實(shí)現(xiàn)對大用戶電量的遠(yuǎn)程抄表和自動結(jié)算,改進(jìn)傳統(tǒng)的電費(fèi)結(jié)算手段,加強(qiáng)線損管理,提高防竊電能力,加大用電監(jiān)察水平,滿足廣大用戶對于供電的質(zhì)量和可靠性要求,是提高電力部門的生產(chǎn)經(jīng)營管理水平和管理效率,最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)商業(yè)化運(yùn)營,建立區(qū)域乃至全國統(tǒng)一的電力大市場而采取的重要舉措。

　　在實(shí)現(xiàn)大用戶的電量抄收,配電變壓器的監(jiān)測與線損分析系統(tǒng)建設(shè)方案中,采集對象有著地理位置分散,采集點(diǎn)多,數(shù)據(jù)量少,實(shí)時性要求不高等特點(diǎn)。因此利用目前移動通信公司最新推出GPRS通信技術(shù)的通信專網(wǎng),對工業(yè)及商業(yè)大用戶和配電臺區(qū)變壓器電量的抄收和監(jiān)測,最終實(shí)現(xiàn)整個配網(wǎng)的線損動態(tài)監(jiān)視,較以往采用GSM短信息及無線電臺專網(wǎng)和其他有線的方式又上了一個新的技術(shù)臺階。其可靠性和信號覆蓋率等技術(shù)指標(biāo)是其他無線方式無可比擬的。GPRS專網(wǎng)接入服務(wù),進(jìn)行電能計量、電站監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)終端數(shù)據(jù)的自動實(shí)時采集和監(jiān)控,大大提高了電網(wǎng)監(jiān)測的技術(shù)含量和工作效率。

　　4、GPRS在電力系統(tǒng)解決方案

　　GPRS專網(wǎng)技術(shù),是通過裝有GPRS模塊數(shù)據(jù)采集器對客戶端電表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,再由GPRS(或GSM)網(wǎng)絡(luò)及光纖專線線路將數(shù)據(jù)送到公司數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,服務(wù)器再對各網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、跟蹤、分析。通過GPRS專網(wǎng)采集數(shù)據(jù)克服了以往人工抄表的諸多不便:一方面是利用GPRS專網(wǎng)、光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,提高了工作效率,減少了人工成本;另一方面是利用裝有GPRS模塊的數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行采集,提高了數(shù)據(jù)提取的準(zhǔn)確率和及時性。

　　4.1方案實(shí)施

　　通過中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)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(shí)時傳遞到地、市、省級的集中監(jiān)控中心,以實(shí)現(xiàn)對電力監(jiān)測設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式管理。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),實(shí)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(luò),縮短建設(shè)周期,降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn),而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡單。GPRS電力遠(yuǎn)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(diǎn)組成,利用中國移動現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò),電表數(shù)據(jù)通過中國移動的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。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(fù)費(fèi)率電表通過485傳到電表集中器,電表集中器通過RS232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(luò),通過GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至配電數(shù)據(jù)中心,實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時在線連接。

　　4.2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(luò),配電中心計算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址,各個電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。

　　4.2.1系統(tǒng)組成

　　4.2.1.1電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn):電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(fù)費(fèi)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(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò),通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至電力公司數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)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,也可以同時支持多個電表,實(shí)現(xiàn)對電表參數(shù)的采集、存儲、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實(shí)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(jìn)行控制操作。

　　4.2.1.2配電中心。配電中心服務(wù)器申請配置固定IP地址,采用省移動通信公司提供的DDN專線,與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬,當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量增加,中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。配電中心服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證,后傳送到配電中心計算機(jī)主機(jī),通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。配電中心計算機(jī)主機(jī)可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計費(fèi)管理,對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗、計算、存儲、分析、管理等,可對異常情況進(jìn)行告警,同時對用戶使用情況實(shí)時監(jiān)控,保證電力局的合法收益。

　　4.2.1.3GPRS/GSM移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進(jìn)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(luò)進(jìn)行傳輸,最終傳送到配電中心IP地址。由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò),配電中心計算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址,各個電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。