探究GPRS网络在配电自动化中的应用

探究GPRS网络在配电自动化中的应用

王佳

关键词：GPRS；网络；配电自动化；应用

从我国整体的电力系统来看，大部分的电力系统都具有数据网络。数据网络是基础的设施，具有一定的实时性，负责承载了平时的电网通信。但是，信息技术的进步，不同类型的数据网络混合使用，将这给数据网络带来了很大的安全隐患。同时，不同电网在安全层次上有所不同。因此，电力系统构在构建的过程中，要以配网自动化为基础，充分运用GPRS技术，提高安全防护的水平，在最大程度上，实现数据网的优化。

1GPRS技术的概述

中国移动GPRS是通用分组无线业务的英文简称，是以现有的GSM网络为基础，实施的一种新型的分组数据传输技术。GPRS作为一组无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接,支持在用户与网络接入点之间的数据传输点对点、点对多点两种承载业务。它可充分利用现有GSM网络,使运营商在GSM业务范围上开展更多的移动分组数据业务,具有持续性、实时性特点,适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS采用分组交换技术,数据传输速率最高理论值能达171.2kb/s,但实际速度受到编码的限制和各终端的限制,可能会有所不同。目前配电自动化监控数据的传输速率一般为1200-9600bit/sGPRS的数据传输速率远远高于此速率要求,它也是按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，也就是根据流量进行收费。以这项技术为基础，再加上移动公司推出了包月制收费，GPRS特别适合于远程监控、远程计数等小流量高频率传输的数据业务。在配电自动化通信系统中，比起传统的光纤等方式，GPRS更适合施工、运行费用较少，也不需要维护，还能实现永远在线、快速登陆，并且，安全可靠。

二、配电网中GPRS网络

（一）配电网应用GPRSModem解决方案

在配电自动化系统中，通过Internet建立了虚连接技术，利用了GPRS的贯通性，提高了系统的实时性。因为连接是虚拟的，经过通讯中心时，应用了独特的加密压缩算法，降低了通讯流量，为系统的安全性、可靠性提供了保障。

（二）数据处理流程

（1）呼叫发起

GPRSModem上电后主动携带网络中心分配的用户名，密码呼叫中国移动分配给用户网络中心的APN，这个过程是自动完成的，不需人工操作。

（2）认证签权

在子站(或主站)设置的RADIUS服务器，为各节点终端分配内部的IP地址,各终端发出PPP上下报文请求连接，由RADIUS服务器签权FTU、TTU终端的MSISDN或IMSI号码之后，分配IP地址。

自爱移动网络中，通过GGSN网关，能够把呼叫请求、用户名、密码送到子站、或主站的RA-DIUS服务器。当RADIUS服务器接受到呼叫请求，对IP地址进行分配，将已分配的IP地址，连接于各FTU、TTU的GPRSModem。

三、配电网GPRS网络的应用

（一）基于GPRS的配网监控智能终端

GPRS通信方式下的配网监控智能终端，实际上，由配网监控终端单元FTU(或TTU)和无线智能传控终端设备组成。无线智能传控终端设备,我们选择的是ETPro++系列GPRSModem,它内嵌TCP/IP协议,集成了IP模块和GPRS模块两部分，GPRS模块采用工业级的SIEMENSMC35,兼容MC35的所有AT命令集;IP模块内嵌TCP/IP协议。两个模块相对独立，不过，所有的标准AT命令都通过IP模块透明地传给GPRS模块执行。ETPro++提供TTL、232、485多种数据接口，将TTL与232接口调整为3线制。完全透明模式数据传输，上电进入传输状态。该系列Modem适用于HOST主机没有TCP/IP。但是，使用串口通讯的情况，比如，配网监控终端单元数据采集传输系统。在配电自动化运行系统中，仅需要配网监控终端单元FTU提供标准RS232与GPRSModem连接，就能形成配网，监控终端GPRS无线通信，在每台Modem中，要配备一个专用的SIM卡。当FTU安装Modem之后，此时，GPRSModem就会把配电监控终端的采集数据传输在远程数据处理中心，也可以转发远程数据的处理中心的指令于配电监控终端，使数据得到双向处理、传输和控制功能，并且，实时在线。

（二）后台基于GIS的配网运行应用软件

基于GIS配网运行应用软件的后台，可以实现配电管理系统及馈线自动化系统的接口、控制与管理功能，处理FTU的上传信息，监视出线开关、设备的状态，根据故障隔离模式，判断故障，执行命令。它与馈线终端FTU通过GPRS通信网络来连接。

在GPRS通信网络中，数据的传送方式包括：点对点、一点对多点。在配电网中，对于监控点的数量较多，分散较高的情况，一般应用一点对多点的传输通信，包括一个中心监控室配电子站、多个监控点馈线终端。在监控点馈线的终端，FTU具有一定的分散性，采用ETPro++型GPRSModem，通过一点对多点的无线数据传系统进行通讯，而在中心配电子站，不需要GPRS模块，通过宽带、IS-DN、ADSL就能上网，有一台通讯服务器与Inter-net相连,使用静态IP地址。服务器运行有中心监控例程，使用Socket套接字与Internet通讯。

（三）GPRS通信过程

（1）子站拨号连接到Internet,输入静态IP地址或提取网络为子站分配的动态IP地址。子站与Internet连接，将公网IP地址当作应用服务中心。

（2）后台子站运行监控程序ETServer。确认应用服务中心计算机不存在执行网关程序，端口不限制，拷贝ETServerexe，使其应用在计算机中。调整ETServerexe，使其作为侦听Listening的状态。

（3）配电终端ETPro++GPRSModem上电，对ETPro++进行初始化。

（4）在ETPro++中，输入子站的IP地址。在配电终端，应用AT+i指令集，连接中心子站的TCP。

（5）Modem转为GPRS运行方法，也就是SerialNet模式。

（6）透明的通信，对数据进行双向传输。

结语：

因为GPRS网络可已经具备的,这就节省了大量的资金，提高了一次通信网络的构建效率。对于电力设备来说,仅需要在原来的配电监控终端设置GPRSModem，安装工作十分简便。由此可见，在配电自动化中，运用GPRS通信网络，不仅投资较小，在维护方面，所花费的资金也较少，还具有较高的准确性，能够适用于各种环境，并且，安装简便，维护工作也能顺利实施。如果以"重合器+分段器"的模式为基础,再应用馈线故障就地隔离和GPRS通信结合的方式,即使会偶然发生数据延迟现象，但是，在故障隔离、非故障区，不会影响供电恢复工作使其应用前景十分广阔。

参考文献：

[1]北京普天通达科技有限公司.GPRS技术手册[Z].2003.

[2]陈霞,孙丽丽,李援非.GPRS网络在电力系统传输远动数据中的应用[A].第四届输配电技术国际会议.2003.689-691.

[3]陈勇,海涛.电压型馈线自动化系统[J].电网技术,1999,23(7):31-33.