一、引言
隨著電力城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的逐步完善，一戶一表工程、抄表到戶工作的完成，對線損管理、提高
供電質(zhì)量、保證供電的可靠性、安全性提出了新的要求。2003年國民經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持了持續(xù)快速健康發(fā)
展的良好態(tài)勢，全社會用電量也保持上升的趨勢。近兩年的電力行業(yè)體制改革和系統(tǒng)出現(xiàn)電源性缺電
現(xiàn)象，全國大部分地區(qū)錯峰用電的情況下，簡單的電能計(jì)量已不能滿足對配變的監(jiān)測管理。反而對配
變的運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測控提出了新的需求。同時(shí)對用電營銷管理的科學(xué)化和電力需求側(cè)管理(DSM)的
智能化需求，要求對配變低壓側(cè)進(jìn)行準(zhǔn)確和科學(xué)的智能監(jiān)控，掌握配變的運(yùn)行狀況并根據(jù)需求進(jìn)行合
理管理，改善供電質(zhì)量。
二、配變運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用
配電變壓器(簡稱配變)是配電網(wǎng)中將電能直接分配給低壓用戶的設(shè)備是低壓(10kV)配電網(wǎng)與用戶
380/220V配電網(wǎng)的分界點(diǎn)。配變安裝于電線桿、配電房和箱式變電站，具有分散、地理環(huán)境情況變化
多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設(shè)影響等特點(diǎn)。
通過對配變的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可及時(shí)掌握配變的運(yùn)行情況，防止配變負(fù)荷嚴(yán)重超載導(dǎo)致設(shè)備的燒毀，
三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡導(dǎo)致配變的加速損壞，配變長期輕負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)和大量感性負(fù)
載運(yùn)行導(dǎo)致的功率因數(shù)過低、高線損等。
對配變運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、抄取、分析、處理和控制，可以及時(shí)調(diào)整配變運(yùn)行狀態(tài)，合理配置配變?nèi)?
量，調(diào)整配變的低壓智能無功補(bǔ)償控制等，保證配變安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。
完善、科學(xué)、準(zhǔn)確的對配變實(shí)時(shí)監(jiān)控，為配電自動化管理提供可靠的運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史資料，有效
降低線損，為負(fù)荷預(yù)測、線損分析、電力需求側(cè)管理(DSM)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；準(zhǔn)確打擊竊電，負(fù)荷預(yù)測 指導(dǎo)擴(kuò)容安裝等；為用電情況、用電性質(zhì)及用電負(fù)荷的增長趨勢分析，在進(jìn)行系統(tǒng)增容、配變布點(diǎn)選擇等規(guī)劃工作提供科學(xué)數(shù)據(jù)；同時(shí)提高工作效率，降低勞動成本，科學(xué)提高配電管理的自動化水平。
三、配變運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控通訊組網(wǎng)
1．配變運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控通訊組網(wǎng)的問題
配變由于其安裝位置分布、安裝地點(diǎn)等問題，造成設(shè)備數(shù)量多、運(yùn)行環(huán)境惡劣；地理地形分布不
平衡，比較分散等特點(diǎn)。基于以上特點(diǎn)，光纖通訊、有線電纜、電力載波通訊組網(wǎng)無論在技術(shù)上，還
是資金投入產(chǎn)出比上都不太可行，配變實(shí)時(shí)監(jiān)控的通訊組網(wǎng)一直困擾著配變實(shí)時(shí)監(jiān)控的推廣、實(shí)施。
2．配變運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控對通訊的要求
配變監(jiān)控的數(shù)據(jù)量較大，實(shí)時(shí)性要求不太高，監(jiān)控終端具有存儲功能，不必每個配變監(jiān)控終端同
時(shí)占用一個通道與配變管理主站通訊。需要具備選點(diǎn)召測通訊功能，配變管理管理員可隨時(shí)召測配變
監(jiān)控終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。對特殊的影響配變運(yùn)行的越限告警信號，配變監(jiān)控終端要及時(shí)上傳到配變管理
主站。主站、終端建設(shè)、安裝、維護(hù)方便，運(yùn)行成本低廉。最好可提供透明傳輸通道或可兼容多種通
訊協(xié)議。
3．目前通訊組網(wǎng)方案
目前比較適合于配變實(shí)時(shí)監(jiān)控通訊要求的和特點(diǎn)的通訊方案有以下三種：
⑴ 公用電話交換網(wǎng)方案； ⑵ 無線數(shù)傳電臺方案； ⑶ GPRS方案。
其中⑴、⑶兩種方案屬于公網(wǎng)，⑵方案屬于用戶自建的專用網(wǎng)。
4．公用電話交換網(wǎng)方案
公用電話交換網(wǎng)應(yīng)用相當(dāng)普及，有人工作和居住的地方就有公用電話交換網(wǎng)，公用電話交換網(wǎng)不
僅可以用于通話還可以用于數(shù)據(jù)傳輸，但公用電話交換網(wǎng)方案缺點(diǎn)：
① 需要布專用電話線，向電信公司交納裝機(jī)費(fèi)、每月的月租費(fèi)和使用費(fèi)；
② 非透明數(shù)據(jù)傳輸，MODEM從撥號呼叫到連通需要一定時(shí)限。
5．無線數(shù)傳電臺方案
無線數(shù)傳電臺適用于通訊點(diǎn)分散的數(shù)據(jù)監(jiān)控，恰好適用于配變監(jiān)控，其具有專用的數(shù)傳頻段，工
作頻率：220MHz~240MHz。無線數(shù)傳電臺方案缺點(diǎn)如下：
① 初次開通需要向當(dāng)?shù)氐臒o線電管理委員會交納一定費(fèi)用，每年再交一定的頻率占用費(fèi)，組網(wǎng)費(fèi)
用高；
② 通訊距離有一定的限制(平原地帶最遠(yuǎn)為50km)，且受建筑物、山體的影響較大；
③ 需要專業(yè)人員維護(hù)管理，建設(shè)、維護(hù)費(fèi)用很高。
6．GPRS方案
基于以上配變自身的特點(diǎn)和以上兩種通訊組網(wǎng)方式的缺點(diǎn)，GPRS數(shù)據(jù)通訊方案的提出使一系列問
題迎刃而解，科學(xué)、有效的解決了配變實(shí)時(shí)測控的通訊組網(wǎng)難題。
GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，它采用先進(jìn)無線分組技術(shù)，
可以為水力、電力、交通、銀行等行業(yè)提供豐富的無線接入手段，移動GPRS方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
① 采用透明雙向數(shù)據(jù)傳輸，鏈路自動維護(hù)；
② 只需要向移動公司開戶SIM卡，費(fèi)用可以采用包月方式使用，運(yùn)行成本低；
③ 永遠(yuǎn)在線，只要激活GPRS，將永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問題，只有在產(chǎn)生流量時(shí)才計(jì)費(fèi)；
④ 快速登錄，全新的分組服務(wù)，無需長時(shí)間的撥號連接過程；
⑤ 高速傳輸，GPRS最高理論傳輸速度171.2kbps，平均帶寬40kbps；
⑥ 支持點(diǎn)對點(diǎn)、中心對多點(diǎn)及多點(diǎn)間的實(shí)時(shí)、對等數(shù)據(jù)傳輸，組網(wǎng)靈活，不受通訊距離和區(qū)域的
限制，中心對多點(diǎn)的傳輸方式是配變實(shí)時(shí)監(jiān)控常用的應(yīng)用模式；
⑦ 可靠性高，一般數(shù)據(jù)包傳輸?shù)某晒β试?9.9%以上。
四、GPRS 的傳輸效率與穩(wěn)定性
1．?dāng)?shù)據(jù)鏈路傳輸方式
中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過實(shí)際測試，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性較好，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)傳輸?shù)?
冗余性和效率問題，建議采用UDP方式傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對無冗錯處理的文件數(shù)據(jù)傳輸可采用TCP方式。
2．用戶數(shù)據(jù)傳輸效率(用戶數(shù)據(jù)占網(wǎng)絡(luò)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(shè)當(dāng)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GPRS DTU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%
3．傳輸時(shí)延(從發(fā)送到接收數(shù)據(jù)之間的時(shí)間)
不同的數(shù)據(jù)包長度，傳輸?shù)臅r(shí)延不同。根據(jù)目前移動的網(wǎng)絡(luò)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。
4．有效率：發(fā)送成功數(shù)據(jù)占總發(fā)送數(shù)據(jù)比例
從目前GPRS網(wǎng)絡(luò)測試的結(jié)果來看，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，一般數(shù)據(jù)包的成功率都在99.9%以上。
5．穩(wěn)定性綜合參數(shù)：有效率x傳輸效率
網(wǎng)絡(luò)有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著極其重要的關(guān)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(jié)果表明MTU的最優(yōu)大小是250字節(jié)左右。
6．鏈路檢測與激活
對于經(jīng)常性傳輸和實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)傳輸，通常需要考慮設(shè)置心跳功能，以確保電路永遠(yuǎn)在
線并激活，心跳間隔根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置，采用心跳方案的連接運(yùn)行費(fèi)用比較高。
五、系統(tǒng)應(yīng)用GPRS通訊采用的技術(shù)
GPRS通訊的最大特點(diǎn)是按流量計(jì)費(fèi)，當(dāng)然只要合理控制通訊流量，就能有效節(jié)約運(yùn)行成本。
1．?dāng)?shù)據(jù)流量控制技術(shù)
配變監(jiān)控的應(yīng)用在于監(jiān)視配變運(yùn)行狀態(tài)，提高用電質(zhì)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(yùn)行的異常數(shù)據(jù)和狀態(tài)，對于穩(wěn)定運(yùn)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(yīng)用情況，我公司在配電綜合測控儀通訊控制上設(shè)計(jì)了科學(xué)的“數(shù)據(jù)流量控制器”，可根據(jù)
用戶需通過設(shè)置“數(shù)據(jù)流量管理器”死區(qū)值和越死區(qū)時(shí)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(shí)限隨時(shí)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(shù)可靠的保證了系統(tǒng)的運(yùn)行，又有效的降低了運(yùn)行成本。
2．定時(shí)報(bào)告應(yīng)用技術(shù)
配變監(jiān)控系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性沒有很高的要求，可以不采用設(shè)置心跳功能保持連接，只需要采用設(shè)置定
時(shí)報(bào)告的方式，配電綜合測控儀需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)直接激活GPRS模塊進(jìn)行通訊，主站需要通訊時(shí)，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(hù)數(shù)據(jù)量，節(jié)約運(yùn)行成本。
六、結(jié)束語
一戶一表、抄表到戶工程結(jié)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(jìn)電力需求側(cè)管理，滿足用戶對用電質(zhì)量和可靠性的要求
