葛 鈺
摘要：本文論述了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的要求及GPRS通信系統(tǒng)的組成和特點，從通信的可靠性、實時性、雙向性三個方面討論了GPRS通信方式能滿足配網(wǎng)自動化的要求。根據(jù)配網(wǎng)特點，對GPRS與光纖通訊方式作了比較。    關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化　GPRS　通訊
中圖分類號：TP27         文獻標(biāo)識碼：A          文章編號：
Abstract: this article discusses the distribution network of communication system automation system requirements and GPRS communication system composition and characteristics, and from the reliability of communication, real-time, and two-way sex three aspects about GPRS communication way can meet the requirements of the distribution network automation. According to the characteristics of distribution network, to GPRS and optical fiber communication mode is discussed.
Keywords: distribution network automation GPRS communication

一、 引言 　　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理的系統(tǒng)。 　　通信系統(tǒng)是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的重要系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)要通過可靠的通信手段，將控制中心（主站）的控制命令下發(fā)到各執(zhí)行機構(gòu)或遠方終端，同時將遠方監(jiān)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(tǒng)的好壞很大程度上決定了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)劣。 　　為滿足配網(wǎng)自動化的要求，通信系統(tǒng)必須滿足以下要求： 　　1、通信的可靠性。要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗，如雨雪、大風(fēng)等；且會受到較強的電磁干擾或噪音干擾；此外不能受停電和故障的影響。 　　2、通信的實時性。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一個實時監(jiān)控系統(tǒng)，必須滿足實時性要求。按照配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則要求，配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)應(yīng)在3—5s內(nèi)更新全部RTU、FTU等的數(shù)據(jù)。 　　3、通信的雙向性。在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，不僅有數(shù)據(jù)的上傳，還有控制命令的下發(fā)。因此，通信系統(tǒng)必須具有雙向通信能力。 　　除了考慮以上三個要求外，還要考慮通信系統(tǒng)的建設(shè)費用、系統(tǒng)的可擴充性、使用和維護的方便性。 　　目前，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)多采用光纖通信的方式。光纖通信完全滿足配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對通信的可靠性、實時性、雙向性的要求。但是，光纖通信建設(shè)費用較高，系統(tǒng)的可擴充性、維護的方便性較差。 　　隨著GPRS無線通信技術(shù)的發(fā)展，為配網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)提供了新的解決方案。 二、 GPRS系統(tǒng)概述及特點 　　GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的簡稱，是在現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種高效、低成本的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。 　　GPRS系統(tǒng)具有以下特點： 　　1、永遠在線。GPRS提供實時在線功能“always on line”，無線通信終端設(shè)備一開機就能自動附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，并與數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)數(shù)據(jù)，具有很高的實時性。 　　2、高速傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達到171.2kbps，完全可以滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代GPRS業(yè)務(wù)的速度可以達到384kbps。 　　3、組網(wǎng)簡單、迅速、靈活。GPRS無線DDN系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)隨時隨地的構(gòu)建覆蓋全國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大中小用戶提供接入便利，節(jié)省接入投資。 　　4、按流量計費。GPRS無線通信終端設(shè)備一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不收費用，費用結(jié)算形式靈活，可采用包月包流量計費方式。 　　5、通信鏈路由專業(yè)運營商維護。免除通信鏈路維護的后顧之憂。 　　6、防雷擊。GPRS無線通信終端設(shè)備的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設(shè)備的缺點。 三、 GPRS無線通訊系統(tǒng)的組成 　　GPRS無線通訊系統(tǒng)由遠程終端、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)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)、分段開關(guān)等設(shè)備位置，通過RS-232/422/485接口直接連接到開關(guān)上，實現(xiàn)對開關(guān)參數(shù)的采集、存儲、預(yù)處理，經(jīng)過TCP/IP協(xié)議封裝加密后，通過內(nèi)嵌式GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)最近的BSS移動基站，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至監(jiān)控中心，實現(xiàn)設(shè)備和監(jiān)控中心系統(tǒng)的實時在線連接。同時，遠程終端還可將監(jiān)測中心發(fā)送的遙控指令傳給開關(guān)控制模塊，對開關(guān)進行控制操作。 　　2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)： 　　遠程終端采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理打包后轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò)通過SGSN（Serving GPRS Support Node GPRS服務(wù)支持節(jié)點）、GGSN（Gate GPRS Support Node GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點）設(shè)備與GPRS運營商路由器連接。GPRS運營商路由器與監(jiān)控中心通過DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)專線連接。  　　3、監(jiān)測中心 　　監(jiān)控中心服務(wù)器申請配置固定IP地址，采用GPRS運營商提供的DDN專線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心后對接收的數(shù)據(jù)進行還原處理。 四、GPRS可以滿足配網(wǎng)自動化的要求 　　根據(jù)配網(wǎng)自動化對通信系統(tǒng)的要求，下面從通信的可靠性、實時性、雙向性討論GPRS無線通信方式是否能滿足配網(wǎng)自動化的要求。 　　1、通信的可靠性。 　　GPRS終端設(shè)備由通訊口、傳輸模塊、一個短小的天線組成，工業(yè)級的站端設(shè)備完全能滿足戶外使用的要求。 　　GPRS自2001年運行至今，運營商投入大量的人力、物力、財力進行運行維護，網(wǎng)絡(luò)非�？煽�。 　　目前，GPRS無線通信方式已在電力系統(tǒng)中大量應(yīng)用，如配電變壓器綜合測試系統(tǒng)、負(fù)控系統(tǒng)。大量的實踐表明，GPRS無線通信方式的可靠性完全能滿足可靠性的要求。 　　2、通信的實時性和雙向性 　　GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸，可提供9.05—171.2kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率（每用戶），能在0.5 —1秒之內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)的重新傳輸。每個TDMA幀可分配1到8個無線接口時隙。時隙能為活動用戶所共享，且向上鏈路和向下鏈路的分配是獨立的。GPRS的設(shè)計使得它既能支持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)的傳輸。
每個終端設(shè)備僅采集電壓、電流、開關(guān)分合位置，主站僅發(fā)送遙信、遙測、遙控、遙調(diào)指令，每次數(shù)據(jù)傳輸量在10k之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40kbps左右，能滿足數(shù)據(jù)傳輸速率（≥30kbps）的需求。并可根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，通過GPRS運營商對APN專網(wǎng)內(nèi)的TDMA幀多分配無線接口時隙，保證數(shù)據(jù)傳輸實時通暢。 五、 GPRS與光纖通信的比較
GPRS與光纖通訊方式的比較詳見下表
傳輸方式
比較內(nèi)容   GPRS 光纖
覆蓋范圍 全國 區(qū)域
建設(shè)費用 一般 高
施工難度 低 高
施工周期 短 長
計費方式 流量 租憑
運行費用 較低 高
通信速率 較高 高
誤碼率 較低 低
可靠性 較高 高
實時性 較高 高
維護成本 極低 較高
組網(wǎng)方式 靈活 一般
擴充性 好 不好
應(yīng)用場合 分散、實時數(shù)據(jù)傳輸 較大數(shù)據(jù)實時傳輸
由上表分析可知，GPRS在建設(shè)費用、施工難度、組網(wǎng)方式、擴充性等方面比光纖通訊方式更具有優(yōu)勢。由于配電網(wǎng)點多面廣，變化較頻繁，對通信系統(tǒng)而言，方便的擴充性尤為顯得必要。在這一點，GPRS遠遠優(yōu)于光纖通訊。 六、結(jié)論 　 綜上所述，GPRS通信方式完全能滿足配網(wǎng)自動化對通信的要求。目前，國內(nèi)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)還沒有采用GPRS通信方式，但是GPRS無線通信方式已在配電變壓器綜合測試系統(tǒng)、負(fù)控系統(tǒng)等系統(tǒng)中大量應(yīng)用。隨著現(xiàn)代無線通訊技術(shù)的發(fā)展，特別3G（第三代移動通信系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)的運行，無線通訊能夠提供更高的通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。無線通訊將在電力系統(tǒng)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

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