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【摘 要】在配电网络中的几种通信方式特点与性能进行分析的基础上，提出在配电自动化中应用分布式、全开放的GPRS网络。本文主要探讨了配电自动化系统的具体设计，采用GPRS网络对配电网自动化系统进行设计，并设计出较为完整的组网与系统层次架构方式，同时分析实施配电网自动化时所产生的问题，以便确保在配电网自动化系统中，使GPRS网络的应用效率得到进一步提高。
【关键词】配电网自动化；GPRS网络；研究应用
配电网作为电力市场环境中实现电力能源价值的关键组成，电力市场对监测用户用电质量、配电网运行稳定性以及用户用电计量的及时性、准确性提出了更高要求。因配电变压器和配网馈线开关位置多变，而且分布点比较多，所以所要实现以上功能，必须构建一个可靠性高、时效性强的通信网络，以此对各设备运行数据进行实时交换，最终做出整体决策。现阶段，各种配电监控终端在配电自动化系统中的主要通信方式包括光纤、双绞线和电力载波，尤其是光纤通信被更多使用，而且必须投入大量资金，维护困难，工程量大，并逐渐成为大面积推广配电自动化的主要障碍。阿勒泰市配网目前有10千伏线路15条，线路总长度133千米，配电变压器107台，柱上断路器77台，阿勒泰市配网自动化将稳步推进建设，现就GPRS网络在配电自动化系统应用进行分析研究。
一、GPRS网络在配电网自动化系统中的应用
（一）配电自动化系统层次架构
通常配电自动化主要采用分层分布式，具体情况包括：配电终端层、配电主站层。若存在开闭所供电，那么可在终端与主站间进行配电子站的设置，以转发相关数据。通过此分层结构，能够使配电主站本身所具有的负荷得到有效减轻，进一步提高配电网自动化系统的运行效率，以对系统拓扑结构进行合理构筑，进而有效节省网络通信资源，配电自动化系统层次图见图一[1]。
（二）系统组网方式
配电自动化通信网络主要是Internet网络与GPRS网络，此监控中心和FIU（远端监控装置）上的GPRS模块存在两种数据传输方式，其中一种属于监控中心以GPRS Modem无线方式或者移动专线有线方式将GPRS网络接入进去，最终实现远端监控转至和监控中心GPRS网络的数据传输；第二种则是由监控中心以动态IP或者固定IP方式将Internet网络接入进入，因为中国引动网络的Internet网络和CMNet网关互连，此远端监控装置模块上所含有的GPRS模块同样能够接入internet网络，使移动网络双方数据通信得以实现。而本系统主要通过监控中心，采用对IP地址予以固定的方式将Internet网接入进去，每次构建通信均属于在基站中接入远程GPRS数据终端，并将其连接到GPRS网络中，在移动公司内部路由器、防火墙以及Internet网络中有效连接固定的IP地址，即每次远程GPRS数据终端根据固定IP地址对相应的监控中心进行登录，并与固定IP地址建立通信联系，使数据传输得以实现，具体系统组网方案见图二[2]。
通常互联网和GPRS网络是相互连接的，而且监控中心和FTU终端数据传输属于一种透明传输，一般会屏蔽数据传输底层协议。数据终端一旦连接监控中心，那么就会显示“永远在线”，使用互联网和GPRS网络的一种虚拟连接技术，由此在双方传输数据过程中可以根据流量具体收费，以达到经济实惠的效果。
二、GPRS 网络应用于配电网自动化系统中的具体问题分析
（一）GPRS通信网络协议分析
GPRS模块在FTU中上电后，也就是说，移动公司网络与互联网相连接后，能够将其视为一个互联网客户端，在确定服务器端端口号与IP地址后，这种FIU终端就可以与服务器相连。此外，在连接互联网上端通过Socket套接字通信属于相对较成熟的连接方式。
GPRS网络在配电自动化系统用，通过程序网络通信其实是利用相关通信协议来有效传输相关信息。Winsoct与应用程序均在Windows模式下工作，而网络操作系统只是通过winsoce，无法完成网络通信，必须进行底层支持。此外，传输驱动程序接口与套接字仿真器主要负责对核心系统环境中具体网络通信進行操作，其主要作用是传输协议与Winsock间的通信桥梁。因为一般所传输的对象都是数据量文件[3]。所以，必须相应的设定系统接收缓冲区与发送缓冲区，确保大数据量网络文件能够安全接收与发送，以此在窄带环境中实现GPRS配电网自动化通信传输工作。
（二）实施配电自动化系统
1.架空线路
具体馈线通过将一个联络开关三分段与两个负荷开关进行连接，确保两个电源点能够当作手拉手环网供电，通常通过两两联络，如果网络用户比较特殊或者重要，像医院、电视台以及政府等，可以次用四联络或者三联络的方式，然而仅为两路自动，其中一路能够对分合闸进行遥控。这样一方面能够确保各馈线分段可以从各变电站中获取电源，同时又确保网架与相应运行方式的安全、简单。一般情况下，各馈线分段数量都会进行三个分段的控制，每段的平均长度为1.6km左右，在负荷密集地区，根据相应的负荷分段，保证每段带负荷在2500kv以下。而在轻负荷地区，根据用户数进行分段，保证每段高压用户在10个用户以下。通过负荷开关在主线路中接入分支线路，如果配电自动化分支线路出现永久性故障，那么采用故障定位，将隔离故障分支线打开，并对主线路供电进行恢复。将185导线用于10Kv架空主干线，将95导线用于分支线。
2.电缆环网
采用环网柜分段，主环路通过出线负荷开关对分支环路进行有效连接，网络用户采用电缆分支箱将分支环路接入进去，所有分支环路与主环路进行有效连接。同时主环网两端与各变电站有效连接，确保每个环路能够做到开环运行[4]。如果任一环路段出现永久性故障，那么以故障定位的方式，将故障两端开关断开，对故障进行隔离，保证故障在环路断开点的位置。分支环网或者主环网的所有电缆故障都不会对供电产生影响。而且所有环网开关柜负荷容量均在5000KVA以下。
3.开关设备
将真空负荷开关用于架空线路分段中，如果线路发生短路故障，那么具体由配电自动化中的断路器对其进行有效保护。具体柱上开关则主要由配电自动化系统对故障隔离予以执行，具体操作接地故障隔离。此外，电缆环网柜柱上负荷开关与进出线开关的功能具有一致性。
三、结语
总而言之，以配电网络为对象，对几种通信方式特点与性能进行分析的基础上，提出在配电自动化中应用分布式、全开放的GPRS网络，配电自动化在今天依旧可以大规模开展，其原因主要包括两方面，一是因为工程投资比较大，而且充分考虑到实施效率，二是由于相关配套改革措施，像电价改革滞后等。本文通过GPRS网络应用于配电自动化系统中，并对其作相应的设计与分析，可以说是实施配电自动化的一次有益尝试。在不断深入的电力市场化改革中，唯有不断提高配电自动化电网的安全性与可靠性，使配电管理工作得以进一步加强，才能保证用户与供电公司双方受益，所以GPRS网络在配电自动化系统中的应用与实施已是大势所趋。
参考文献：
[1]叶志军.基于GPRS技术的配电网自动化实时应用[J].江苏电机工程.2006（04）：152-153.
[2]廖传书，程鑫.基于GPRS的配电网远程监控终端的设计[J]. 电子技术应用.2007（05）：159-160.
[3]毛昕蓉.基于GPRS技术的配电自动化系统通信解决方案[J]. 通信技术.2008（05）：174-175.
[4]国海，叶爱芹，权悦.基于GPRS的配电网自动化通信系统的设计[J].电子技术.2008（08）：196-197.
【关键词】配电网自动化；GPRS网络；研究应用
配电网作为电力市场环境中实现电力能源价值的关键组成，电力市场对监测用户用电质量、配电网运行稳定性以及用户用电计量的及时性、准确性提出了更高要求。因配电变压器和配网馈线开关位置多变，而且分布点比较多，所以所要实现以上功能，必须构建一个可靠性高、时效性强的通信网络，以此对各设备运行数据进行实时交换，最终做出整体决策。现阶段，各种配电监控终端在配电自动化系统中的主要通信方式包括光纤、双绞线和电力载波，尤其是光纤通信被更多使用，而且必须投入大量资金，维护困难，工程量大，并逐渐成为大面积推广配电自动化的主要障碍。阿勒泰市配网目前有10千伏线路15条，线路总长度133千米，配电变压器107台，柱上断路器77台，阿勒泰市配网自动化将稳步推进建设，现就GPRS网络在配电自动化系统应用进行分析研究。
一、GPRS网络在配电网自动化系统中的应用
（一）配电自动化系统层次架构
通常配电自动化主要采用分层分布式，具体情况包括：配电终端层、配电主站层。若存在开闭所供电，那么可在终端与主站间进行配电子站的设置，以转发相关数据。通过此分层结构，能够使配电主站本身所具有的负荷得到有效减轻，进一步提高配电网自动化系统的运行效率，以对系统拓扑结构进行合理构筑，进而有效节省网络通信资源，配电自动化系统层次图见图一[1]。
（二）系统组网方式
配电自动化通信网络主要是Internet网络与GPRS网络，此监控中心和FIU（远端监控装置）上的GPRS模块存在两种数据传输方式，其中一种属于监控中心以GPRS Modem无线方式或者移动专线有线方式将GPRS网络接入进去，最终实现远端监控转至和监控中心GPRS网络的数据传输；第二种则是由监控中心以动态IP或者固定IP方式将Internet网络接入进入，因为中国引动网络的Internet网络和CMNet网关互连，此远端监控装置模块上所含有的GPRS模块同样能够接入internet网络，使移动网络双方数据通信得以实现。而本系统主要通过监控中心，采用对IP地址予以固定的方式将Internet网接入进去，每次构建通信均属于在基站中接入远程GPRS数据终端，并将其连接到GPRS网络中，在移动公司内部路由器、防火墙以及Internet网络中有效连接固定的IP地址，即每次远程GPRS数据终端根据固定IP地址对相应的监控中心进行登录，并与固定IP地址建立通信联系，使数据传输得以实现，具体系统组网方案见图二[2]。
通常互联网和GPRS网络是相互连接的，而且监控中心和FTU终端数据传输属于一种透明传输，一般会屏蔽数据传输底层协议。数据终端一旦连接监控中心，那么就会显示“永远在线”，使用互联网和GPRS网络的一种虚拟连接技术，由此在双方传输数据过程中可以根据流量具体收费，以达到经济实惠的效果。
二、GPRS 网络应用于配电网自动化系统中的具体问题分析
（一）GPRS通信网络协议分析
GPRS模块在FTU中上电后，也就是说，移动公司网络与互联网相连接后，能够将其视为一个互联网客户端，在确定服务器端端口号与IP地址后，这种FIU终端就可以与服务器相连。此外，在连接互联网上端通过Socket套接字通信属于相对较成熟的连接方式。
GPRS网络在配电自动化系统用，通过程序网络通信其实是利用相关通信协议来有效传输相关信息。Winsoct与应用程序均在Windows模式下工作，而网络操作系统只是通过winsoce，无法完成网络通信，必须进行底层支持。此外，传输驱动程序接口与套接字仿真器主要负责对核心系统环境中具体网络通信進行操作，其主要作用是传输协议与Winsock间的通信桥梁。因为一般所传输的对象都是数据量文件[3]。所以，必须相应的设定系统接收缓冲区与发送缓冲区，确保大数据量网络文件能够安全接收与发送，以此在窄带环境中实现GPRS配电网自动化通信传输工作。
（二）实施配电自动化系统
1.架空线路
具体馈线通过将一个联络开关三分段与两个负荷开关进行连接，确保两个电源点能够当作手拉手环网供电，通常通过两两联络，如果网络用户比较特殊或者重要，像医院、电视台以及政府等，可以次用四联络或者三联络的方式，然而仅为两路自动，其中一路能够对分合闸进行遥控。这样一方面能够确保各馈线分段可以从各变电站中获取电源，同时又确保网架与相应运行方式的安全、简单。一般情况下，各馈线分段数量都会进行三个分段的控制，每段的平均长度为1.6km左右，在负荷密集地区，根据相应的负荷分段，保证每段带负荷在2500kv以下。而在轻负荷地区，根据用户数进行分段，保证每段高压用户在10个用户以下。通过负荷开关在主线路中接入分支线路，如果配电自动化分支线路出现永久性故障，那么采用故障定位，将隔离故障分支线打开，并对主线路供电进行恢复。将185导线用于10Kv架空主干线，将95导线用于分支线。
2.电缆环网
采用环网柜分段，主环路通过出线负荷开关对分支环路进行有效连接，网络用户采用电缆分支箱将分支环路接入进去，所有分支环路与主环路进行有效连接。同时主环网两端与各变电站有效连接，确保每个环路能够做到开环运行[4]。如果任一环路段出现永久性故障，那么以故障定位的方式，将故障两端开关断开，对故障进行隔离，保证故障在环路断开点的位置。分支环网或者主环网的所有电缆故障都不会对供电产生影响。而且所有环网开关柜负荷容量均在5000KVA以下。
3.开关设备
将真空负荷开关用于架空线路分段中，如果线路发生短路故障，那么具体由配电自动化中的断路器对其进行有效保护。具体柱上开关则主要由配电自动化系统对故障隔离予以执行，具体操作接地故障隔离。此外，电缆环网柜柱上负荷开关与进出线开关的功能具有一致性。
三、结语
总而言之，以配电网络为对象，对几种通信方式特点与性能进行分析的基础上，提出在配电自动化中应用分布式、全开放的GPRS网络，配电自动化在今天依旧可以大规模开展，其原因主要包括两方面，一是因为工程投资比较大，而且充分考虑到实施效率，二是由于相关配套改革措施，像电价改革滞后等。本文通过GPRS网络应用于配电自动化系统中，并对其作相应的设计与分析，可以说是实施配电自动化的一次有益尝试。在不断深入的电力市场化改革中，唯有不断提高配电自动化电网的安全性与可靠性，使配电管理工作得以进一步加强，才能保证用户与供电公司双方受益，所以GPRS网络在配电自动化系统中的应用与实施已是大势所趋。
参考文献：
[1]叶志军.基于GPRS技术的配电网自动化实时应用[J].江苏电机工程.2006（04）：152-153.
[2]廖传书，程鑫.基于GPRS的配电网远程监控终端的设计[J]. 电子技术应用.2007（05）：159-160.
[3]毛昕蓉.基于GPRS技术的配电自动化系统通信解决方案[J]. 通信技术.2008（05）：174-175.
[4]国海，叶爱芹，权悦.基于GPRS的配电网自动化通信系统的设计[J].电子技术.2008（08）：196-197.