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淺析配網(wǎng)TMR系統的兩種GPRS抄表方式
一、GPRS在配網(wǎng)通信系統中的特點(diǎn)
1 配網(wǎng)通信系統的要求
配網(wǎng)自動(dòng)化系統就是利用現代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù),實(shí)現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制和配電管理的系統。通信系統是配網(wǎng)自動(dòng)化系統中的重要系統。配網(wǎng)自動(dòng)化系統要通過(guò)可靠的通信手段,將控制中心(主站)的控制命令下發(fā)到各執行機構或遠方終端,同時(shí)將遠方監控單元(RTU、DTU、TTU、FTU等)所采集的各種信息上傳至控制中心(主站)。通信系統的好壞很大程度上決定了配網(wǎng)自動(dòng)化系統的優(yōu)劣。為滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化的要求,通信系統必須滿(mǎn)足以下要求:
(1)通信的可靠性。(2)通信的實(shí)時(shí)性。(3)通信的雙向性。還要考慮通信系統的建設費用、系統的可擴充性、使用和維護的方便性。
隨著(zhù)GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展,為配網(wǎng)自動(dòng)化的通信系統提供了新的解決方案。
2 GPRS系統概述及特點(diǎn)
GPRS 是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱(chēng),是在現有GSM系統上發(fā)展出來(lái)的一種高效、低成本的移動(dòng)數據通信業(yè)務(wù)。GPRS系統具有以下特點(diǎn):
(1)永遠在線(xiàn)。(2)高速傳輸。(3)組網(wǎng)簡(jiǎn)單、迅速、靈活。(4)按流量計費。
3 GPRS無(wú)線(xiàn)通訊系統的組成
GPRS無(wú)線(xiàn)通訊系統由遠程終端、數據傳輸網(wǎng)絡(luò )、監測中心三部分組成。
(1)遠程終端:
遠程終端位于配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò )、分段開(kāi)關(guān)等設備位置,通過(guò)RS-232/422/485接口直接連接到開(kāi)關(guān)上,實(shí)現對開(kāi)關(guān)參數的采集、存儲、預處理,經(jīng)過(guò)TCP/IP協(xié)議封裝加密后,通過(guò)內嵌式GPRS模塊將數據發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò )最近的BSS移動(dòng)基站,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送至監控中心,實(shí)現設備和監控中心系統的實(shí)時(shí)在線(xiàn)連接。同時(shí),遠程終端還可將監測中心發(fā)送的遙控指令傳給開(kāi)關(guān)控制模塊,對開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制操作。
(2)數據傳輸網(wǎng)絡(luò ):
遠程終端采集的數據經(jīng)處理打包后轉換成在公網(wǎng)數據傳送的格式,通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò )通過(guò)SGSN(Serving GPRS Support Node GPRS服務(wù)支持節點(diǎn))、GGSN(Gate GPRS Support Node GPRS網(wǎng)關(guān)支持節點(diǎn))設備與GPRS運營(yíng)商路由器連接。GPRS運營(yíng)商路由器與監控中心通過(guò)DDN數字數據網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)連接。
(3)監測中心
監控中心服務(wù)器申請配置固定IP地址,采用GPRS運營(yíng)商提供的DDN專(zhuān)線(xiàn),與GPRS網(wǎng)絡(luò )相連。數據傳輸到監控中心后對接收的數據進(jìn)行還原處理。
4 GPRS可以滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化的要求
根據配網(wǎng)自動(dòng)化對通信系統的要求,下面從通信的可靠性、實(shí)時(shí)性、雙向性討論GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式是否能滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化的要求。
(1)通信的可靠性。
目前,GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式已在電力系統中大量應用,如配電變壓器綜合測試系統、負控系統。大量的實(shí)踐表明,GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式的可靠性完全能滿(mǎn)足可靠性的要求。
(2)通信的實(shí)時(shí)性和雙向性
GPRS網(wǎng)絡(luò )接入速度快,支持中、高速率數據傳輸,可提供9.05—171.2kbit/s的數據傳輸速率(每用戶(hù)),能在0.5 —1秒之內恢復數據的重新傳輸。
二、配網(wǎng)中TMR的應用
電網(wǎng)電能量目前基本采用人工讀表、現場(chǎng)讀表及部分遠方撥號等傳統方式采集,然后人工匯總、統計、分析、計算,效率低,不便存儲、分析、應用,用電、計劃、生產(chǎn)等部門(mén)所需的各種電量數據不完整、不及時(shí),給各級領(lǐng)導和部門(mén)的分析和決策造成困惑。
建成電網(wǎng)電能量計量計費系統(TMR)后,可實(shí)現如下轉變:
1、統一電網(wǎng)電能量的采集,保證全網(wǎng)電能量數據同源一致,避免重復投資和交叉管理。
2、電能量全過(guò)程自動(dòng)采集、處理、存儲、輸出,減輕了用電、計量、計劃、調度、負控等部門(mén)的勞動(dòng)強度,為各級領(lǐng)導、部門(mén)提供及時(shí)、準確的服務(wù)(網(wǎng)上監測、查詢(xún))。
3、用電異常監測:可實(shí)時(shí)監測電能表的運行狀況,通過(guò)綜合分析處理,可實(shí)現用電異常告警(防竊電)。
4、可完成電量數據的分析:可按不同費率不同時(shí)段完成各類(lèi)電能量的計量計費。
三、勝利油田濱南TMR系統兩種方案的比較
濱南電力于2000年實(shí)行專(zhuān)業(yè)化管理,出口線(xiàn)路現歸濱南采油廠(chǎng)維護管理。濱南配網(wǎng)計費系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TMR)最早建立于2002年。當時(shí)為了采集線(xiàn)路出口電量,采用電能采集器采集變電所所有線(xiàn)路的電表電量,電臺傳輸方式。分別在變電所安裝東營(yíng)萬(wàn)達廠(chǎng)家電表和東方電能采集器,電流取自線(xiàn)路所裝斷路器,一部分電表由于斷路器的PT損壞造成電表讀數不正確;電壓取自變電所出口所裝的一個(gè)三相五柱PT,另一部分電表由于變電所線(xiàn)路所屬不同的母線(xiàn),電壓電流相序問(wèn)題而導致電表沒(méi)有讀數。
1、方案的提出
為了進(jìn)一步完善TMR系統,實(shí)時(shí)監控變電所出口電量,對配網(wǎng)TMR系統做如下方案:
方案一:在各條線(xiàn)路出口安裝高壓計量。高壓計量由組合PT,電能表,通訊模塊三部分組成。
主要原理:由通訊模塊采集電能表數據向配網(wǎng)TMR系統發(fā)送數據。
估計發(fā)生費用:線(xiàn)路條數(65)*高壓計量單價(jià)(1.5萬(wàn)元)=97.5萬(wàn)元
安裝示意圖如下
主要原理:由電能表計量每條線(xiàn)路開(kāi)關(guān)的PT、CT,再由電能采集器采集電能表數據向配網(wǎng)TMR系統進(jìn)行轉發(fā)。
估計發(fā)生費用:變電所數(12)*采集器單價(jià)(4萬(wàn)元)+電能表(0.4萬(wàn)元)*線(xiàn)路總數(65)=74萬(wàn)元
三相五柱PT8臺*單價(jià)(0.6萬(wàn)元)=4.8萬(wàn)元
總計78.8萬(wàn)元
安裝示意圖如下:
2、兩個(gè)方案的比較
(1)調試工作:使用的電能采集器的電表需要與線(xiàn)路出口開(kāi)關(guān)的PT以及CT有直接聯(lián)系。并且關(guān)系到變電所相序問(wèn)題以及CT精度問(wèn)題,所以方案二的調試工作難度大。
(2)故障處理:方案一由于每條線(xiàn)路安裝高壓計量,不可避免的造成事故率的上升(組合PT的燒壞等),但是由于高壓計量組成簡(jiǎn)單,能夠比方案二更快的對故障進(jìn)行處理,且其它的非故障線(xiàn)路的電表數據傳輸不受影響。
(3)數據準確性:方案二中由于線(xiàn)路出口開(kāi)關(guān)老化,不能保證計量CT的準確性。并且,由于電表是由采集器統一采集,大大增加了數據的誤碼率。該方案最大的問(wèn)題在于一旦出現問(wèn)題一個(gè)變電所的所有線(xiàn)路的電能都無(wú)法采集。
(4)可靠性比較:方案二由于涉及采集器通訊、電能表接線(xiàn)以及線(xiàn)路開(kāi)關(guān)接線(xiàn)等多方面技術(shù),降低了正常運行的可靠性。而安裝高壓計量,比較直觀(guān)簡(jiǎn)單,一條線(xiàn)路出現問(wèn)題,其它非故障線(xiàn)路不受影響,運行可靠性大大增加。
(5)費用比較:根據上面所計算費用情況,安裝高壓計量的費用與安裝采集器的費用相對要多。
四、結論及建議
通過(guò)以上分析認為,線(xiàn)路出口安裝高壓計量是簡(jiǎn)單可行的,數據傳輸和數據準確率也得到保證,所以建議在各線(xiàn)路出口安裝高壓計量。
參考文獻:
配網(wǎng)自動(dòng)化系統利用GPRS技術(shù)進(jìn)行通訊的探討 作者呂永東劉頌菊陳建民
淺談電網(wǎng)電能量計量計費系統(TMR)的應用 作者:niuge
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