GPRS在低壓配變監(jiān)控中的應用
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⑴生成任意時段的電能量分時統(tǒng)計報表;
⑵生成任意時段的負荷率、電壓合格率、負荷不平衡度報表;
⑶生成任意時段的配變綜合分析報表;
⑷生成任意時段的無功補償投切記錄報表、停電、告警記錄報表;
⑸生成任意時段的配變參數(shù)趨勢曲線。
3.配電綜合測控儀的功能
3.1遙測功能
配電綜合測控儀實時測量存儲以下配變參數(shù):
⑴三相電壓Ua、Ub、Uc及頻率F;
⑵三相電流Ia、Ib、Ic及中性線電流I0;
⑶三相功率因數(shù)cosφa、cosφb、cosφc;
⑷三相有功功率Pa、Pb、Pc;
⑸三相無功功率Qa、Qb、Qc;
⑹配變工作環(huán)境溫度T。
以上各量在存儲間隔內(nèi)的最大值、最小值、平均值存儲作歷史數(shù)據(jù)保存,存儲間隔可以任意設置(調(diào)節(jié)范圍1~120分鐘可調(diào),調(diào)節(jié)細度1分鐘),存儲時間84天以上。
3.2電能計量功能
⑴三相有功電量;
⑵三相無功電量。
電量按存儲間隔定時存儲在存儲器中。
3.3統(tǒng)計功能
⑴統(tǒng)計記錄三相電壓越上限、越下限的起止時間;
⑵統(tǒng)計記錄三相電流越上限的起止時間;
⑶統(tǒng)計記錄配變停電起止時間;
⑷統(tǒng)計記錄配變最大需量及發(fā)生時間。
以上各量立即存儲在存儲器內(nèi)。
3.4遙信功能
配電綜合測控儀采集以下信號及SOE:
⑴配變超高溫;
⑵配變?nèi)毕啵?br />
⑶配變高壓側開關變位(支持智能開關);
⑷配變低壓側開關變位(支持智能開關);
⑸三相電壓越上限;⑹變壓器過載;
⑺通訊故障;
⑻裝置故障。
以上異常信號出現(xiàn)必須上報,上報至主站的反應時間不超過5分鐘,當配電綜合測控儀發(fā)送上報信息后沒有收到主站的確認信號時,應進行重發(fā),重發(fā)次數(shù)由主站設置,上報的主動權按異常狀況的類型可由主站單獨設置。
3.5遙控功能
配電綜合測控儀根據(jù)主站的指令對相應的開關或其它被控對象進行遠方合閘、跳閘操作。
⑴配變高壓側開關變位(支持智能開關);
⑵配變低壓側開關變位(支持智能開關);
⑶其它需要控制的被控對象。
3.6低壓智能無功補償功能
為了有效降低配電網(wǎng)的線損,提高供電質量,需要對配變低壓側進行智能無功補償,保持系統(tǒng)的無功平衡,提高配變功率因數(shù),實現(xiàn)技術降損。配電綜合測控儀具備低壓智能無功補償控制功能,具有以下特點:
⑴采用科學的補償算法,以無功功率作為控制物理量,以用戶設定的功率因數(shù)作為投切門限;避免了在小負荷,低功率因數(shù)時,因電容器的頻繁投切而造成的損壞電器元件的情況,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,不會產(chǎn)生過補和補償不足。
⑵靈活多變的控制方式,可根據(jù)現(xiàn)場電容器組的情況自由選擇以下三種補償方式:“三相分補”、“三相共補”、“共補+分補”;每路輸出控制的電容器容量和接線方式可根據(jù)現(xiàn)場情況自由設定;
⑶1~12路輸出控制回路,對多級電容采用過零快速投切。可支持控制無觸點復合開關,實現(xiàn)過零投切電容器和控制交流接觸器投切電容器。
3.6遠程通訊功能
配電綜合測控儀具備于主站進行數(shù)據(jù)通訊的功能。主要傳送以下數(shù)據(jù)和命令:
⑴下行(主站至配電綜合測控儀)數(shù)據(jù)和命令:廣播校時、定值設定(電壓上、下限,電流上限)、無功補償控制參數(shù)設置、變比設置、存儲間隔設置、實時數(shù)據(jù)巡檢、歷史數(shù)據(jù)召測等。
⑵上行(配電綜合測控儀至主站)數(shù)據(jù)和命令:實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、告警信號、遙信量的上送等。
六.GPRS組網(wǎng)的接入方式
GPRS接入方式示意圖,如圖4所示。
1.數(shù)據(jù)終端(GPRSDTU)的接入
中國移動GPRS網(wǎng)絡為用戶提供CMNET和APN兩個網(wǎng)絡接入方式,CMNET通常用于公眾用戶接入Internet,APN針對相關行業(yè)用戶使用。APN用戶通常在一個組內(nèi),需要設定用戶名和密碼,具有更好的安全性,APN用戶可以申請綁定移動內(nèi)網(wǎng)的固定IP地址。配變監(jiān)控可選用CMNET和 APN兩種接入方式。
2.數(shù)據(jù)中心(DSC)的接入
數(shù)據(jù)中心的接入有多種方式,結合GPRS承載網(wǎng)絡的特點和GPRS應用領域的具體要求進行組網(wǎng)。組網(wǎng)形式的選擇主要由業(yè)務數(shù)據(jù)量、時延、可行性要求、數(shù)據(jù)保密性、網(wǎng)絡狀況決定?,F(xiàn)提供以下四種接入方案,以供參考。
圖4
方案一:GPRS接入,適合總數(shù)據(jù)帶寬需求不太大的應用,例如使用Polling傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);全部數(shù)據(jù)在GPRS網(wǎng)內(nèi)運行;要求所有 GPRS終端之間可以直接通訊,所有終端接入到同一個專有APN;數(shù)據(jù)中心的GPRS數(shù)據(jù)終端接入點綁定固定IP地址(即至少提供一個綁定移動內(nèi)網(wǎng)固定 IP地址的SIM卡)。
方案二:Internet接入方式,GRE隧道與RADIUS可選。GRE兩端地址、RADIUSSERVER地址和企業(yè)路由器端口地址都必須是公有的。考慮到IP地址廣播,企業(yè)端的路由器端口地址,GRE隧道端地址,RADIUSServer地址應由為該企業(yè)提供Internet連接的ISP提供;不存在跨區(qū)域的問題,企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務器與中國移動GGSN服務器不必在同一城市。
方案三:專線接入,適合電力、金融、證券、工業(yè)監(jiān)控等行業(yè)使用;企業(yè)通過專線接入中國移動的路由器,移動為用戶提供公有或移動私有IP地址。數(shù)據(jù)安全性好,穩(wěn)定可靠,傳輸延遲小。
方案四:直接接入,適用于沒有接入Internet、而且對安全要求極高的企業(yè)。適合電力、金融、證券等行業(yè)使用;企業(yè)在運營商一端放置GRE路由器,路由器不經(jīng)過GPRS防火墻直接接入GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡。
以上四種方案,根據(jù)用戶在配變監(jiān)控應用的具體情況,選用性價比高、運行可靠的介入方式。
3.GPRS數(shù)據(jù)中心與用戶應用程序接口
GPRS數(shù)據(jù)中心與應用系統(tǒng)的應用軟件接口兩種方式,即動態(tài)連接庫(DLL)和GPRS數(shù)據(jù)中心服務程序轉發(fā)方式。動態(tài)連接庫方式需要進行接口程序的編程與開發(fā)。
七.GPRS的傳輸效率與穩(wěn)定性
1.數(shù)據(jù)鏈路傳輸方式
中國移動的GPRS網(wǎng)絡經(jīng)過實際測試,網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸質量和穩(wěn)定性較好,同時考慮到數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂嘈院托蕟栴},建議采用UDP方式傳輸業(yè)務數(shù)據(jù),對于無冗錯處理的文件數(shù)據(jù)傳輸可采用TCP方式。
2.傳輸效率
2.1用戶數(shù)據(jù)傳輸效率(用戶數(shù)據(jù)占網(wǎng)絡層總數(shù)據(jù)的比例)
采用不同的組網(wǎng)方式、不同的數(shù)據(jù)包長度,有不同的傳輸效率。下面假設當前最長所能支持的最大用戶數(shù)據(jù)包長的情況下,即1024字節(jié)包長。
僅支持GPRSDTU主動發(fā)起到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸:最大傳輸效率(w)=97.3%
支持雙向主動互傳:最大傳輸效率(w)=95.9%
2.2傳輸時延(從發(fā)送到接收數(shù)據(jù)之間的時間)
不同的數(shù)據(jù)包長度,傳輸?shù)臅r延不同。根據(jù)目前移動的網(wǎng)絡狀況,一般一個包長為100到200字節(jié)之間的數(shù)據(jù)包可以在1秒內(nèi)互傳完畢。大于200字節(jié)的數(shù)據(jù)包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。
3.穩(wěn)定性
3.1有效率:發(fā)送成功數(shù)據(jù)占總發(fā)送數(shù)據(jù)比例
根據(jù)目前的GPRS網(wǎng)絡測試的結果來看,在網(wǎng)絡正常的情況下,一般數(shù)據(jù)包的成功率都在99.9%以上。
3.2穩(wěn)定性綜合參數(shù):有效率x傳輸效率
網(wǎng)絡有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著極其重要的關系,一般MTU增大到200字節(jié)以上不會明顯增加帶寬,但會增大平均延遲,測試結果表明MTU的最優(yōu)大小是250字節(jié)左右。
3.3鏈路檢測與激活
對于經(jīng)常性傳輸和實時性要求較高的數(shù)據(jù)傳輸,通常需要考慮設置心跳功能,以確保電路永遠在線并激活,心跳間隔根據(jù)網(wǎng)絡質量和應用要求進行設置,采用心跳方案的連接運行費用比較高。
八.系統(tǒng)應用GPRS通訊采用的技術
GPRS通訊的最大特點是按流量計費,當然只要合理控制通訊流量,就能有效節(jié)約運行成本。珠海市伊特高科技有限公司研制的ETPD配電綜合監(jiān)控系統(tǒng),成功的應用了數(shù)據(jù)流量控制技術和GPRS模塊定時報告、GSM短信激活技術,保證提供可靠數(shù)據(jù)的同時,有效的降低了運行成本。
1.數(shù)據(jù)流量控制技術
配變監(jiān)控的應用在于監(jiān)視配變運行狀態(tài),提高用電質量。對配變的監(jiān)控基本上分考核和監(jiān)控兩個過程,需要掌握配變運行的異常數(shù)據(jù)和狀態(tài),對于穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù),只要在允許范圍內(nèi),可以不作通訊上傳處理也可。
根據(jù)應用情況,在配電綜合測控儀通訊控制上設計了科學的“數(shù)據(jù)流量控制器”,可根據(jù)用戶需要通過設置“數(shù)據(jù)流量管理器”死區(qū)值和越死區(qū)時限來控制數(shù)據(jù)流量,并確定越上限及下限值,“數(shù)據(jù)流量管理器”死區(qū)值和越死區(qū)時限隨時從主站下傳給配電綜合測控儀。
采用“數(shù)據(jù)流量控制器”控制技術可靠的保證了系統(tǒng)的運行,又有效的降低了運行成本。
2.定時報告應用技術
配變監(jiān)控系統(tǒng)對實時性沒有很高的要求,可以不采用設置心跳功能保持連接,只需要采用設置定時報告的方式,配電綜合測控儀需要傳送數(shù)據(jù)時直接激活 GPRS模塊進行通訊,主站需要通訊時,采用發(fā)短信方式激活GPRS模塊,與配電綜合測控儀通訊。省去保持連接的維護數(shù)據(jù)量,節(jié)約運行成本。
九.結束語
一戶一表、抄表到戶工程結束,能源緊缺,系統(tǒng)電源性缺電,全國拉閘限電、有序錯峰用電的形勢下;國家電網(wǎng)公司要求全面推進電力需求側管理,滿足用戶對用電質量和用電可靠性的要求,要求加快配電低壓負荷控制管理自動化水平,同時對配變低壓監(jiān)控、管理的科學化和電力需求側管理(DSM)的智能化提出新的需求:準確、科學、有效降低線損的配變低壓監(jiān)控的必要性更加突出。采用GPRS通訊的ETPD配電綜合監(jiān)控系統(tǒng)以其先進的技術,精確的測量準確度和科學的設計、制造,在配變低壓監(jiān)控的科學管理中將大展身手,保證配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠地運行,在配電低壓自動化管理中發(fā)揮重要地作用。
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