畢業院校：西安交大
實習題目：gprs在電力排程中的無線傳輸解決方案
姓名：郭朝營
指導教師：陳國聯
2011-9-16
1、需求分析
電力排程是電力行業最核心的業務之一。電力排程系統由排程中心和排程終端(rtu)兩大部分組成。電力排程監控自動化系統,可以通過分散分布的各個遠端採集單元rtu採集覆蓋密集的電網上的資訊, 可實現實時資料的採集、電網實時執行狀態的監視與顯示、實現遠端控制與調節、事故報警、越限/變位報警、資料計算統計、工作資訊登入、自動化系統執行狀態監視、事故追憶等功能。
電力排程自動化系統幫助排程員及時了解、掌握電力情況，監控電網資訊，通過對電力資訊的實時掌控可以優化資源調配，更有效地利用和調配有限的電力資源。電力排程自動化系統是幫助電力系統執行排程人員及時掌握電網執行狀況，並及時合理地排程系統執行的有力工具，它能大大的提高電網執行的經濟效益並極大的減輕排程人員和各分站執行人員的勞動強度。
目前，全國已形成五級排程管理系統。電力排程資料網主要由國家電力排程資料一級網，區域二級網， 省級**網，地市四級網和縣級五級網，覆蓋各級排程中心和直調發電廠、變電站。目前一級網基本建成，二、**網工程正在實施，少數省市已經開始建設四級網。
隨著電力排程資料採集系統建設的完成和逐步成熟，電力資料的傳輸和聯網工作成為下一步工作重點。採用gprs無線資料傳輸業務能有效地利用電力排程資料網實現實時傳輸，解決有線通道所無法解決的問題，電力資料通過gprs移動資料網路傳輸到控制系統後,進行相應的計算和儲存,得到精確的量化的實時,排程員掌握了這樣的資訊,做出相應的反映。滿足電力排程自動化發展的需要。
gprs是一種新型的移動資料通訊業務。gprs是中國移動在完善優化gprs網路建設過程中推出的第2.75代通訊技術，它在目前gprs網路的基礎上進一步公升級了無線介面，使其支援高速補充業務通道，從而可實現高速網際網路接入服務。
gprs在傳遞速率、功能方面較gprs具有突出的技術優勢，特別適合像金融交易、遠端監測等行業的通訊需求，完全取代過去傳統的有線modem、x.25、數傳電台、簡訊等通訊方式。
gprs通訊方式更適合於電力資料採集業務，以往的電力排程基本上是靠人工方式來進行，採用**線傳送資料或手工抄錄，實時性差，費用也不便宜。gprs無線傳輸資料有以下優勢：
1）gprs使用者可隨意分布和移動自己的網點，無需擔心線路的維護或有線在移機時導致的通訊中斷。建設新的監測點無需進行拉線、埋線等工作。較光纖或專線系統投資較少，裝置安裝方便。
2）終端**比較低。與ddn相比，較dtu或ddn專線modem其終端**便宜很多。
3）gprs資費便宜，計費合理。gprs資費包月比有線**網路資費還便宜。電力資料採集業務沒有大資料量的資訊傳輸，不必要採用資費很高的專線（ddn、幀中繼）。
gprs還可根據通訊的資料量和提供的服務質量進行計費。在gprs網中，使用者只需與網路建立一次連線，就可長時間的保持這種連線，並只在傳輸資料時才占用通道並被計費，保持時不占用通道不計費。這樣，監測點既不用頻繁建立連線，也不必支付傳輸間隙時的費用。
4）gprs能最好地支援頻繁的、少量突發型資料業務。通訊質量穩定可靠，永不掉線。
5）gprs網路接入速度快，提供了與現有資料網的無縫連線。由於gprs網本身就是乙個分組型資料網, 支援tcp/ip、x.25協議，因此無需經過pstn等網路的轉接，直接與分組資料網（ip網或x.
25網）互通，接入速度僅幾秒鐘，快於電路型資料業務。採用tcp/ip協議，較以前的無線資料網路（集群，雙向傳呼，gsm簡訊息）而言，網路接入更加直接方便。
6）覆蓋較好。比較很多無線資料網路（集群，雙向傳呼，cdpd，cdma）而言，其網路覆蓋是比較好的。
二、系統原理
在電力系統中，常常需要對眾多的變電站裝置進行實時監測，大部分監測資料需要實時傳送到管理中心的後端伺服器進行處理。由於監測點分散，分布範圍廣，而且大多設定在偏遠的地區，通過**線傳送資料往往事倍功半。利用gprs網路進行無線資料傳輸，成為電力部門選擇的通訊手段亮點之一。
變電站監測裝置將採集到的電力資料和告警資訊，通過gprs網路，及時傳送到電力管理部門，可以實現對變電站裝置的及時管理，大大提高了工作效率，為電力排程自動化提供了嶄新方式。
上傳資訊： 來自rtu的資訊首先由gprs ip路由器進行tcp/ip協議封包和無線調製解調，再通過gprs移動資料網路向前置機/資料伺服器傳送，經主前置機/資料伺服器處理、儲存後，向網上廣播，各工作站收到資訊後進行相應處理。
下傳資訊： 來自工作站的資訊首先傳送到主前置機/資料伺服器，由其處理後傳送到gprs ip路由器進行tcp/ip協議封包和無線調製解調，再通過gprs移動資料網路傳送到rtu。
三、方案說明
1、變電所子站的gprs通訊裝置選帶網路介面的gprs ip路由器，直接掛接在變電所子站的區域網路上，和光纖介面的路由器處於同一區域網路，設定光纖網為第一閘道器、gprs ip路由器為第二閘道器，在光纖出現問題的時候，網路自動切換到gprs ip路由器。以網路備份的成熟思想來解決比較可靠。
2、也可將gprs ip路由器完全設定和光纖路由器一樣，在光纖出現問題的時候，由人工完全切換，讓gprs ip路由器完全取代光纖路由器即可。
3、不建議變電站裝置通過非標的串列埠方式連線gprs ip路由器，面臨二次開發工作，風險不確定。
4、為安全和通道保證，從移動的gprs閘道器到排程中心建議用ddn或光纖等專線。並開通專有的apn網路。
四、系統組成
4.1 電力監控中心
監控中心伺服器申請配置internet上固定的ip位址，或申請配置專線，通過光纖、ddn 等資料專線直接和移動中心機房的gprs網路連線。監控中心伺服器上安裝相關監控系統軟體。監控系統軟體包括通訊伺服器、監控中心伺服器、資料庫伺服器、web伺服器四個部分。
通訊伺服器負責實現行業資料通訊協議、資料****、通訊裝置狀態監控等功能；
監控中心伺服器實現資料分析、儲存、反控等功能；
資料庫伺服器進行資料儲存、備份；
web伺服器實現實時監控、資料管理、業務管理等功能。 具體實現時，通訊伺服器、監控中心伺服器、資料庫伺服器、web 伺服器可以安裝在一台伺服器中，也可以安裝在不同伺服器中。如果行業客戶要求對終端進行終端ip繫結，需要安裝radius伺服器，為系統提供aaa 認證和ip繫結功能。
4.2 流動網路
利用中國移動現有的gprs網路，監控點和監控中心系統的所有交換資訊通過中國移動的資料通訊閘道器進行資料傳輸。
4.3 監控終端
變電站裝置通過rs232 串列埠直接與gprs ip 路由器連線，並由其建立無線資料連線。原則上，所有提供rs232/485介面的電力監測裝置均能夠用於該系統方案。
4.4 gprs ip 路由器介紹
gprs ip 路由器是一款整合了gprs modem傳輸功能和tcp/ip網路、路由功能於一體的新型無線移動通訊網路裝置。廣域網路採用gprs，內部網路採用標準100baset 和串列埠（包括rs232、rs485 等）連線兩種方式。
gprs 網路產品是在已成熟的寬頻路由器和snmp 網管裝置等產品的基礎上發展起來的全新系列產品，硬體採用全新的32位嵌入式risc cpu，處理能力及系統資源提高10 倍以上。
軟體上採用完整的嵌入式os 及tcp/ip 協議包，整體方案和其他競爭對手的產品相比有如下技術優勢：
具有100baset 網路介面及完整的ip router 功能，其他產品均無網路介面。
具有tcp可靠連線方案，專為金融交易應用而設計。
內嵌web server 配置方式，方便直觀。
強大的網路管理功能，適合行業應用。
為整體解決方案提供所需要的系列網路裝置。
支援遠端維護，具有遠端配置、遠端公升級和重啟動的功能。
五、gprs方案的安全性分析
電力排程資料網傳送電網自動化資訊、排程指揮指令、繼電保護與安全自動裝置控制資訊等重要資料，是電力安全穩定執行的神經網路，安全性是排程網路的首要要求。
gprs的物理鏈路資料本身已經採用了加密傳送。 該方案中如果監控中心直接連線到gprs 網路，實質為內網方案，所有資料均與internet 隔離。大大增強了資訊的安全性。
可以向移動中心申請單獨的apn（網路接入點名稱），類似於vpn 方案，可以限制非法sim使用者的登入。
六、結論
基於 gprs的電力排程**監控方式具有較高的綜合性能**比。易於網路採集點的擴充套件，幾乎不受到網點規模的限制，可以在中國移動的全網覆蓋範圍內使用。跨省份、跨地區的網路也非常容易組建。
可實現集中網路管理，可用snmp 協議實現所有網點裝置的集中管理。
gprs方案只是通訊方式的改變，對上層應用軟體系統幾乎沒有任何影響。同時對現在電力行業大量存在的各種監測裝置也不需要更換和進行硬體電路更改。
郭朝營2011-9-16
電力排程執行中的排程安全風險與防護措施研討
作者 彭小蘭 中國科技博覽 2016年第10期 摘要 隨著我國經濟發展水平的不斷提高，電力行業得到了快速發展，電網執行的安全 穩定性要求也越來越大，鑑於電力排程系統具有時效性強 資料容量大等特點，電網建設日趨複雜。由此，電網執行中各種風險也在增多，極大影響到了供電系統的穩定性與可靠性，本文將對電力排...
關於做好電網執行中電力排程工作的思考
摘要 現階段，在市場經濟競爭不斷激烈的影響下，電力系統的發展日趨龐大，執行過程的操作技術日益繁雜，在工農業生產和居民日常生活中對供電系統的可靠性 效率性 安全性和供電的總量質量提出了更高的要求，與此同時也對電力排程執行管理業務人員的綜合素質提出了更高的要求。本文就電網執行中的電力排程工作進行了具體的...
智慧型蓄電池系統在電力排程自動化主站中的應用
監測系統 蓄電池剩餘 蓄電池內阻 1 引言 排程自動化系統由遠動主站 分站和通訊通道三部分組成。主站安裝在排程自動化機房,分站安裝在各變電站,通道將主站與分站有機地聯絡成一體。要想保證自動化系統穩定 可靠 連續執行,除自動化裝置本身質量要過關外,還需要保證交流220v電源的連續供給,也就是說要給自動...