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淺析配網TMR系統的兩種GPRS抄表方式
一、GPRS在配網通信系統中的特點
1 配網通信系統的要求
配網自動化系統就是利用現代電子技術、通訊技術、計算機及網絡技術,實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制和配電管理的系統。通信系統是配網自動化系統中的重要系統。配網自動化系統要通過可靠的通信手段,將控制中心(主站)的控制命令下發到各執行機構或遠方終端,同時將遠方監控單元(RTU、DTU、TTU、FTU等)所采集的各種信息上傳至控制中心(主站)。通信系統的好壞很大程度上決定了配網自動化系統的優劣。為滿足配網自動化的要求,通信系統必須滿足以下要求:
(1)通信的可靠性。(2)通信的實時性。(3)通信的雙向性。還要考慮通信系統的建設費用、系統的可擴充性、使用和維護的方便性。
隨著GPRS無線通信技術的發展,為配網自動化的通信系統提供了新的解決方案。
2 GPRS系統概述及特點
GPRS 是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的簡稱,是在現有GSM系統上發展出來的一種高效、低成本的移動數據通信業務。GPRS系統具有以下特點:
(1)永遠在線。(2)高速傳輸。(3)組網簡單、迅速、靈活。(4)按流量計費。
3 GPRS無線通訊系統的組成
GPRS無線通訊系統由遠程終端、數據傳輸網絡、監測中心三部分組成。
(1)遠程終端:
遠程終端位于配電網聯絡、分段開關等設備位置,通過RS-232/422/485接口直接連接到開關上,實現對開關參數的采集、存儲、預處理,經過TCP/IP協議封裝加密后,通過內嵌式GPRS模塊將數據發送到GPRS網絡最近的BSS移動基站,通過GPRS網絡傳送至監控中心,實現設備和監控中心系統的實時在線連接。同時,遠程終端還可將監測中心發送的遙控指令傳給開關控制模塊,對開關進行控制操作。
(2)數據傳輸網絡:
遠程終端采集的數據經處理打包后轉換成在公網數據傳送的格式,通過GPRS無線數據網絡進行傳輸。GPRS網絡通過SGSN(Serving GPRS Support Node GPRS服務支持節點)、GGSN(Gate GPRS Support Node GPRS網關支持節點)設備與GPRS運營商路由器連接。GPRS運營商路由器與監控中心通過DDN數字數據網專線連接。
(3)監測中心
監控中心服務器申請配置固定IP地址,采用GPRS運營商提供的DDN專線,與GPRS網絡相連。數據傳輸到監控中心后對接收的數據進行還原處理。
4 GPRS可以滿足配網自動化的要求
根據配網自動化對通信系統的要求,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自動化的要求。
(1)通信的可靠性。
目前,GPRS無線通信方式已在電力系統中大量應用,如配電變壓器綜合測試系統、負控系統。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網絡接入速度快,支持中、高速率數據傳輸,可提供9.05—171.2kbit/s的數據傳輸速率(每用戶),能在0.5 —1秒之內恢復數據的重新傳輸。
二、配網中TMR的應用
電網電能量目前基本采用人工讀表、現場讀表及部分遠方撥號等傳統方式采集,然后人工匯總、統計、分析、計算,效率低,不便存儲、分析、應用,用電、計劃、生產等部門所需的各種電量數據不完整、不及時,給各級領導和部門的分析和決策造成困惑。
建成電網電能量計量計費系統(TMR)后,可實現如下轉變:
1、統一電網電能量的采集,保證全網電能量數據同源一致,避免重復投資和交叉管理。
2、電能量全過程自動采集、處理、存儲、輸出,減輕了用電、計量、計劃、調度、負控等部門的勞動強度,為各級領導、部門提供及時、準確的服務(網上監測、查詢)。
3、用電異常監測:可實時監測電能表的運行狀況,通過綜合分析處理,可實現用電異常告警(防竊電)。
4、可完成電量數據的分析:可按不同費率不同時段完成各類電能量的計量計費。
三、勝利油田濱南TMR系統兩種方案的比較
濱南電力于2000年實行專業化管理,出口線路現歸濱南采油廠維護管理。濱南配網計費系統(以下簡稱TMR)最早建立于2002年。當時為了采集線路出口電量,采用電能采集器采集變電所所有線路的電表電量,電臺傳輸方式。分別在變電所安裝東營萬達廠家電表和東方電能采集器,電流取自線路所裝斷路器,一部分電表由于斷路器的PT損壞造成電表讀數不正確;電壓取自變電所出口所裝的一個三相五柱PT,另一部分電表由于變電所線路所屬不同的母線,電壓電流相序問題而導致電表沒有讀數。
1、方案的提出
為了進一步完善TMR系統,實時監控變電所出口電量,對配網TMR系統做如下方案:
方案一:在各條線路出口安裝高壓計量。高壓計量由組合PT,電能表,通訊模塊三部分組成。
主要原理:由通訊模塊采集電能表數據向配網TMR系統發送數據。
估計發生費用:線路條數(65)*高壓計量單價(1.5萬元)=97.5萬元
安裝示意圖如下
主要原理:由電能表計量每條線路開關的PT、CT,再由電能采集器采集電能表數據向配網TMR系統進行轉發。
估計發生費用:變電所數(12)*采集器單價(4萬元)+電能表(0.4萬元)*線路總數(65)=74萬元
三相五柱PT8臺*單價(0.6萬元)=4.8萬元
總計78.8萬元
安裝示意圖如下:
2、兩個方案的比較
(1)調試工作:使用的電能采集器的電表需要與線路出口開關的PT以及CT有直接聯系。并且關系到變電所相序問題以及CT精度問題,所以方案二的調試工作難度大。
(2)故障處理:方案一由于每條線路安裝高壓計量,不可避免的造成事故率的上升(組合PT的燒壞等),但是由于高壓計量組成簡單,能夠比方案二更快的對故障進行處理,且其它的非故障線路的電表數據傳輸不受影響。
(3)數據準確性:方案二中由于線路出口開關老化,不能保證計量CT的準確性。并且,由于電表是由采集器統一采集,大大增加了數據的誤碼率。該方案最大的問題在于一旦出現問題一個變電所的所有線路的電能都無法采集。
(4)可靠性比較:方案二由于涉及采集器通訊、電能表接線以及線路開關接線等多方面技術,降低了正常運行的可靠性。而安裝高壓計量,比較直觀簡單,一條線路出現問題,其它非故障線路不受影響,運行可靠性大大增加。
(5)費用比較:根據上面所計算費用情況,安裝高壓計量的費用與安裝采集器的費用相對要多。
四、結論及建議
通過以上分析認為,線路出口安裝高壓計量是簡單可行的,數據傳輸和數據準確率也得到保證,所以建議在各線路出口安裝高壓計量。
參考文獻:
配網自動化系統利用GPRS技術進行通訊的探討 作者呂永東劉頌菊陳建民
淺談電網電能量計量計費系統(TMR)的應用 作者:niuge
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