新技術(shù)在Riyear-PowerNet智能配電監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

沈閏龍 潘振克 陳平 周鶴平

（常熟開關(guān)制造有限公司，江蘇 常熟 215500）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，尤其是近年來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。智能化配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)相比具有穩(wěn)定性好、可靠性高、利于集中控制、能實(shí)現(xiàn)無人值守、組網(wǎng)后能降低大量費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

目前，國(guó)外多家著名電器制造商都推出了智能變配電系統(tǒng)綜合性解決方案。例如施耐德的“透明工廠”、ABB公司的 ESD3000系列等。這些方案的推出也使國(guó)內(nèi)廠商看到了配電自動(dòng)化的發(fā)展方向。作為在國(guó)內(nèi)低壓配電領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的常熟開關(guān)制造有限公司推出的 Riyear-PowerNet智能配電監(jiān)控系統(tǒng)也在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，并在多個(gè)行業(yè)有了應(yīng)用案例。

Riyear-PowerNet系統(tǒng)是一套完整的軟、硬件產(chǎn)品體系，包括一系列具備自動(dòng)化功能的工業(yè)級(jí)配電元件以及完整的上位機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)布線方案，支持各種通信總線的連接，包括Modbus、ModubsTCP、Profibus、DeviceNet等。通過高效率的數(shù)據(jù)采集，用戶可以實(shí)時(shí)掌控整個(gè)配電系統(tǒng)。

在以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的Riyear-PowerNet上，我們不斷跟蹤用戶需求，擴(kuò)展 Riyear-PowerNet系統(tǒng)的功能。近年來，相繼開發(fā)出了視頻監(jiān)控、短信息報(bào)警、CDMA/GPRS無線監(jiān)控等功能。

2 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控功能將用于安防領(lǐng)域的技術(shù)引入配電監(jiān)控領(lǐng)域，是對(duì)“遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)”四遙功能的一個(gè)非常有用的補(bǔ)充，也可以稱為“遙視”。用戶能有效地對(duì)人員入侵、火災(zāi)、水浸、自然災(zāi)害、站內(nèi)設(shè)備安全等問題進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。

圖1 高速球

為了能進(jìn)行控制，攝像頭可以選用內(nèi)置云臺(tái)解碼器的高速球。Riyear-PowerNet支持模擬球和網(wǎng)絡(luò)球接入。對(duì)于模擬球可以通過在在PC上安裝視頻采集卡作為接口；而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)球可以直接通過網(wǎng)線連接到監(jiān)控電腦上。Riyear-PoweNet系統(tǒng)中內(nèi)置多種云臺(tái)控制協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序，可以對(duì)高速球進(jìn)行左右、上下、變焦等多種控制，并可以定義多個(gè)預(yù)置點(diǎn)。通過預(yù)置點(diǎn)的設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)中任一臺(tái)斷路器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)控制攝像頭對(duì)準(zhǔn)該斷路器，以方便用戶觀測(cè)。

3 GSM短信息報(bào)警

圖2 GSM短信息報(bào)警功能結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電器元件發(fā)生各種類型的報(bào)警/故障后，如何將報(bào)警/故障快速通知到用戶呢？Riyear-PowerNet系統(tǒng)提供了 GSM 短信息報(bào)警功能，它充分利用了GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS短信息服務(wù)功能，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電器元件發(fā)生報(bào)警/故障時(shí)，系統(tǒng)能快速以短信息的形式將報(bào)警/故障發(fā)生的時(shí)間、位置、類型、動(dòng)作電流等內(nèi)容發(fā)送到指定人員的手機(jī)，以提醒相關(guān)人員迅速進(jìn)行處理。

我公司除使用該系統(tǒng)可以發(fā)送故障信息外，還開發(fā)了短消息報(bào)警模塊（FDM3），無需上位機(jī)控制，通過計(jì)算機(jī)設(shè)置相關(guān)參數(shù)后可直接與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生預(yù)先設(shè)置的事件時(shí)，通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息到（多部）手機(jī)。

4 CDMA/GPRS無線監(jiān)控

在無線配電監(jiān)控系統(tǒng)的通信中，采用數(shù)傳電臺(tái)、GSM短消息方式。數(shù)傳電臺(tái)的優(yōu)勢(shì)是除了每年的頻點(diǎn)費(fèi)以外，平時(shí)運(yùn)行無需額外費(fèi)用；缺點(diǎn)是受地形、氣候的影響較大，造成系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性較差，無法主動(dòng)上報(bào)。GSM 短消息方式可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)上報(bào)；缺點(diǎn)是按條收費(fèi)，運(yùn)行費(fèi)用高，而且在節(jié)假日短消息中心服務(wù)器繁忙時(shí)延時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)。

針對(duì)以上情況，一種基于CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線配電監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了，它基于中國(guó)電信CDMA/中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，可以遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，對(duì)比 GSM 短消息方式，它可以采用每月包流量的方式，運(yùn)行費(fèi)用低，實(shí)時(shí)性更高。

CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線配電監(jiān)控系統(tǒng)的核心部件是 CDMA/GPRS DTU，它的全稱是 CDMA/GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元，在國(guó)內(nèi)目前實(shí)際上對(duì) CDMA/GPRS DTU具有更加明確的約定：CDMA/GPRS DTU是專門用于將串口數(shù)據(jù)通過 CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的CDMA/GPRS無線設(shè)備。

圖3為基于CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)的配電監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖。如圖，Riyear-PowerNet數(shù)據(jù)監(jiān)控中心中心可采用ADSL、LAN等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP或者公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)。CDMA/GPRS數(shù)據(jù)終端 DTU設(shè)備一般都帶有RS-232或者RS-485接口，可以與現(xiàn)場(chǎng)可通信電器元件（例如，智能斷路器、網(wǎng)絡(luò)電力儀表、微機(jī)綜合保護(hù)器等）進(jìn)行連接。通過對(duì)DTU進(jìn)行正確的設(shè)置，DTU在上電后，它會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定在其內(nèi)部的IP地址或者是域名來主動(dòng)訪問數(shù)據(jù)中心，與數(shù)據(jù)中心建立TCP/IP連接。數(shù)據(jù)中心發(fā)送的指令會(huì)根據(jù)它所維護(hù)的IP地址和ID號(hào)發(fā)送到指定的DTU，再由DTU通過RS-232或者RS-485的方式送到智能電器元件；同樣，由電器元件返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)經(jīng)過DTU后送到數(shù)據(jù)中心，這樣就完成了一個(gè)數(shù)據(jù)的應(yīng)答-響應(yīng)流程。

圖3 基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線配電監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

DTU對(duì)于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是透明的，并非只陣對(duì)連接的可通信電器元件所采用的特定的一種通信協(xié)議。每個(gè)DTU下面都可以連接1個(gè)或者多個(gè)帶有串行通信接口的電器元件，采用多個(gè)DTU設(shè)備就可以組建一個(gè)比較大的無線配電監(jiān)控系統(tǒng)。

5 結(jié)論

上面介紹了幾種新技術(shù)在 Riyear-PowerNet系統(tǒng)中的應(yīng)用，新技術(shù)的應(yīng)用有助于進(jìn)一步提高變配電自動(dòng)化水平，有利于提高輸配電質(zhì)量，以及實(shí)現(xiàn)無人值守。同時(shí)，我們也看到自己同世界知名變配電自動(dòng)化廠商之間的差距，希望能不斷結(jié)合用戶的反饋意見，對(duì)Riyear-PowerNet系統(tǒng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)完善，為中國(guó)變配電自動(dòng)化水平的提高貢獻(xiàn)自己的微薄之力。