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一、需求分析
 
  電力調(diào)度是電力行業(yè)最核心的業(yè)務(wù)之一。電力調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心和調(diào)度終端(RTU)兩大部分組
成。電力調(diào)度監(jiān)控自動化系統(tǒng),可以通過分散分布的各個遠端采集單元RTU采集覆蓋密集的電網(wǎng)上的信
息,可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集、電網(wǎng)實時運行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實現(xiàn)遠程控制與調(diào)節(jié)、事故報警、越限 變位報警、數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計、工作信息登錄、自動化系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、事故追憶等功能。電力調(diào)度自
動化系統(tǒng)幫助調(diào)度員及時了解、掌握電力情況，監(jiān)控電網(wǎng)信息，通過對電力信息的實時掌控可以優(yōu)化
資源調(diào)配，更有效地利用和調(diào)配有限的電力資源。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是幫助電力系統(tǒng)運行調(diào)度人員
及時掌握電網(wǎng)運行狀況，并及時合理地調(diào)度系統(tǒng)運行的有力工具，它能大大的提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效
益并極大的減輕調(diào)度人員和各分站運行人員的勞動強度。 
  目前，全國已形成五級調(diào)度管理系統(tǒng)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)主要由國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)一級網(wǎng)，區(qū)域二
級網(wǎng)，省級三級網(wǎng)，地市四級網(wǎng)和縣級五級網(wǎng)，覆蓋各級調(diào)度中心和直調(diào)發(fā)電廠、變電站。目前一級
網(wǎng)基本建成，二、三級網(wǎng)工程正在實施，少數(shù)省市已經(jīng)開始建設(shè)四級網(wǎng)。 隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
建設(shè)的完成和逐步成熟，電力數(shù)據(jù)的傳輸和聯(lián)網(wǎng)工作成為下一步工作重點。采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè) 務(wù)能有效地利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)實時傳輸，解決有線通道所無法解決的問題，電力數(shù)據(jù)通過GPRS 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)后,進行相應(yīng)的計算和存儲,得到精確的量化的實時,調(diào)度員掌握了這樣的信息,做出相應(yīng)的反映。滿足電力調(diào)度自動化發(fā)展的需要。 
  GPRS是一種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。GPRS是中國移動在完善優(yōu)化GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中推出的第2.5G通信技術(shù)，它在目前GPRS網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進一步升級了無線接口，使其支持高速補充業(yè)務(wù)信道，從 而可實現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。GPRS在傳遞速率、功能方面較GPRS具有突出的技術(shù)優(yōu)勢，特別適合像 金融交易、遠程監(jiān)測等行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。
  GPRS通信方式更適合于電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，比起以往的電力調(diào)度方式，有以下優(yōu)勢：
  1．GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)點，無需擔(dān)心線路的維護或有線在移機時導(dǎo)致的通訊中
斷。建設(shè)新的監(jiān)測點無需進行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。 
  2．終端價格比較低。比起無線電臺、擴頻通信、衛(wèi)星通信等方式，終端的價格很低。
  3．GPRS資費便宜，計費合理。電力數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費很
高的專線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進行計費。在GPRS網(wǎng)中，用 戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，監(jiān)測點既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。 
  4．GPRS能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永遠在線。 
  5．GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于GPRS網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)
據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或X.25網(wǎng)）
互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，
雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。 
  6．覆蓋較好。比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是比
較好的。 
 

二、系統(tǒng)原理
在電力系統(tǒng)中，常常需要對眾多的變電站設(shè)備進行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管
理中心的后端服務(wù)器進行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在偏遠的地區(qū)，通過電
話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進行無線數(shù)據(jù)傳輸，成為電力部門選擇的通信手段亮點之 一。變電站監(jiān)測設(shè)備將采集到的電力數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時發(fā)送到電力管理部門，可 以實現(xiàn)對變電站設(shè)備的及時管理，大大提高了工作效率，為電力調(diào)度自動化提供了嶄新方式。 
  上傳信息： 來自RTU的信息首先連接ET1100 GPRS無線數(shù)傳終端，再通過GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向前
置機/數(shù)據(jù)服務(wù)器傳送，經(jīng)主前置機/數(shù)據(jù)服務(wù)器處理、存儲后，向網(wǎng)上廣播，各工作站收到信息后進
行相應(yīng)處理。 
  下傳信息： 來自工作站的信息首先傳送到主前置機/數(shù)據(jù)服務(wù)器，由其處理后發(fā)送到GPRS移動數(shù) 
據(jù)網(wǎng)絡(luò)，然后通過ET1000 GPRS無線數(shù)傳終端發(fā)送到RTU。 
 

三、方案說明
  1.變電所子站的GPRS通信設(shè)備選用ET1000 GPRS無線數(shù)傳終端。
  2.為安全和信道保證，從移動的GPRS網(wǎng)關(guān)到調(diào)度中心建議用DDN或光纖等專線。并開通專有的
APN網(wǎng)絡(luò)。  
 

四、系統(tǒng)組成
  1. 電力監(jiān)控中心：監(jiān)控中心服務(wù)器申請配置Internet上固定的IP地址，或申請配置專線，通過
光纖、DDN 等數(shù)據(jù)專線直接和移動中心機房的GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。監(jiān)控中心服務(wù)器上安裝相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)軟 件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器四個部分。
  通信服務(wù)器負責(zé)實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能；
  監(jiān)控中心服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲、反控等功能；
  數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲、備份； 
  WEB服務(wù)器實現(xiàn)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。 具體實現(xiàn)時，通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服
務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB 服務(wù)器可以安裝在一臺服務(wù)器中，也可以安裝在不同服務(wù)器中。 
  2.移動網(wǎng)絡(luò)：利用中國移動現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控點和監(jiān)控中心系統(tǒng)的所有交換信息通過中國移 
動的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)傳輸。
  3.監(jiān)控終端：變電站設(shè)備通過RS232 串口直接與ET1000 GPRS 無線數(shù)傳終端，并由其建立無線
數(shù)據(jù)連接。原則上，所有提供RS232/485接口的電力監(jiān)測設(shè)備均能夠用于該系統(tǒng)方案。 
  4.ET1022 GPRS無線數(shù)傳終端介紹 ：ET1022GPRS無線數(shù)傳終端(也叫GPRS DTU)內(nèi)嵌自主研發(fā)的
IP協(xié)議棧，具有GPRS無線數(shù)傳功能與SMS短信功能，用戶設(shè)備接口為RS232/RS485/RS422，為用戶數(shù)據(jù)提供透明信道，也可根據(jù)用戶要求提供半透明信道。通過ET1022 GPRS無線數(shù)傳終端，易于實現(xiàn)監(jiān)控中心與遠程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)雙向連接與傳輸。通過ET1000 GPRS無線數(shù)傳終端，可實現(xiàn)點對點、點對多點數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。ET1022 GPRS無線數(shù)傳終端具有永遠在線、按流量計費、寬工作電壓范圍、可選短信工作方式等特點，可廣泛應(yīng)用于城市配網(wǎng)自動化、油田、環(huán)保、城市管網(wǎng)監(jiān)控（煤氣、供熱、 自來水、污水管網(wǎng)）、路燈監(jiān)控、水文、氣象監(jiān)測、交通管理、金融、零售、證券、煤礦安全監(jiān)控等需要無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男袠I(yè)。 
  基本功能：
  內(nèi)嵌IP協(xié)議棧；支持PPP、TCP、UDP等協(xié)議；支持無線AT命令集；為用戶數(shù)據(jù)提供透明信道；也
可根據(jù)用戶要求進行協(xié)議分析或轉(zhuǎn)換；可進行雙向、對稱、實時的全雙工傳輸；所有工作參數(shù)可通過 
RS232串口進行設(shè)置，且可掉電保存；具備動態(tài)域名解析功能，支持數(shù)據(jù)中心的動態(tài)域名和IP地址；
GPRS下線自恢復(fù)功能；硬件看門狗，保證數(shù)傳終端可靠運行。
  增強功能：
可根據(jù)數(shù)據(jù)中心命令切換GPRS與GSM信道；兩種數(shù)傳模式：GPRS數(shù)傳與GSM短信數(shù)傳；三種工作狀態(tài)：設(shè)置狀態(tài)、無線數(shù)傳狀態(tài)、低功耗狀態(tài)；終端工作參數(shù)通過短消息進行設(shè)置，帶加密保護；可短 信啟動GPRS數(shù)傳功能，可控制GPRS下線停止數(shù)據(jù)傳輸；內(nèi)置實時時鐘，精確到秒；可定時發(fā)送數(shù)據(jù)； 光電隔離的遙信、遙控功能；滿足12位A/D的遙測功能。
  系統(tǒng)特點： 
  內(nèi)嵌自主研發(fā)的IP協(xié)議棧；抗干擾設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求；采用先進電源技術(shù)，供
電電源適應(yīng)范圍寬，提高設(shè)備的穩(wěn)定性；采用高性能工業(yè)級GPRS模塊；使用方便、靈活、可靠 ；支持雙頻GSM/GPRS；符合ETSI GSM Phase 2+標準 ；數(shù)據(jù)終端永遠在線 ；支持用戶RS-232/485接口 ；可通過串口和短消息進行設(shè)置 ；選配防潮外殼，適合室外應(yīng)用 ；短消息數(shù)據(jù)備用通道(選項)；系統(tǒng)自診斷功能 。  
 

五、GPRS方案的安全性分析
電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送電網(wǎng)自動化信息、調(diào)度指揮指令、繼電保護與安全自動裝置控制信息等重要
數(shù)據(jù)，是電力安全穩(wěn)定運行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，安全性是調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的首要要求。 
  GPRS的物理鏈路數(shù)據(jù)本身已經(jīng)采用了加密傳送。 該方案中如果監(jiān)控中心直接連接到GPRS網(wǎng)絡(luò)，
實質(zhì)為內(nèi)網(wǎng)方案，所有數(shù)據(jù)均與INTERNET 隔離。大大增強了信息的安全性。
  可以向移動中心申請單獨的APN（網(wǎng)絡(luò)接入點名稱），類似于VPN 方案，可以限制非法SIM用戶的 
登錄。 
 

六、結(jié)論
  基于GPRS的