GPRS技术在电力系统采集监控与运行中的应用

GPRS技术在电力系统采集监控与运行中的应用
本文通过移动公司的GPRS技术，将电力设备的运行数据和状态数据通过无线的方式返回到电力公司的信息系统，以做相应的处理，并可通过该系统，实现系统的远程控制等。

电力用户、设备、线路等监控系统在每一个需要进行监控的地方设置一个数据采集器，随时通过GPRS网络将采集到的数据发送到服务器中，在服务器上有相应的处理流程，对数据进行处理，完成对数据的监控，根据在线采集的信息可以实时对远程的设备进行远程操作。

利用MAS（移动代理服务器）系统，向用户提供诸如停电通知、电力新政策、故障预报等信息，同时用户也可根据自己的需要定制所需的相关内容（用电量及电费查询、欠费催缴、停电通知及停电信息查询等），实现电力信息与客户实时交互。

标签：GPRS；数据采集器；实时交互
前言
目前中国移动的GPRS网在本省辖区内全部覆盖无盲区；通讯设备安装简洁、方便，有GPRS信号覆盖的地方，就可以直接安装，免去了有线方式的布线和无线方式的基站建设。

GPRS无线专网，一旦用户的GPRS通讯设备上网，利用其长期在线通讯方式，为用电管理提供实时性好、稳定性高的数据传输。

有效解决了电力系统各计量点分布广，点多分散，采用有线方式涉及到布线问题，采用无线方式涉及到频段占用问题，采用现有的电线载波方式涉及到可靠性问题[1]。

1 系统功能
由省级电力公司建设全省的远程监控系统，设立一中心服务器，并租用一条到移动公司GPRS接入交换机的专线，通过防火墙对外界进行隔离，确保网络安全性基础上实现地市分级管理。

各地市分公司也租用一条省移动的专线，建立一套本地服务系统，处理本地采集的数据。

输配电单元在每一个需要进行监控的地方设置一个数据采集器，随时通过GPRS网络将采集到的数据发送到服务器中，在服务器上有相应的处理流程，对数据进行处理，完成对数据的监控，根据在线采集的信息可以实时对远程的设备进行远程操作。

1.1 电力用户、设备、线路等监控功能
电力用户、设备、线路等监控系统通过GPRS无线集中抄表终端的RS-485通讯接口和所有电能表（小于等于32块）的RS-485通讯接口并联起来（两根总线方式）。

抄表装置负责定时采集电表的各项数据，定时监测电能表的A、B、C 相是否有缺相，并且定时存储抄表数据；GPRS无线集中数传部分负责定时传送抄表数据，及时上报电能表的A、B、C相的缺相报警情况。

另外，还要完成缺相报警恢复上报，电能表校时等工作。

GPRS无线远程集抄终端，每天根据用户设定的时间，定时抄所有的电表，并保存在大容量的存储器内，这种存储器保存的数据不怕掉电，系统最多可存储一周内的定时抄表数据（小于100只表），以便在GPRS网络出现异常修复后，仍能把每天定时抄录的所有电能表数据上传到中心网站数据库服务器。

GPRS无线集抄器智能判断某电能表是否有A、B、C相失压，一旦发现失压及时报警到中心网站服务器；在局域网、广域网上的用户如有授权均可以远程对网站服务器实行部分操作功能，如：抄表、查询、统计、浏览、分析、打印等；由于GPRS远程集抄终端能保存一周内的定时抄表数据，系统能自动通过GPRS 公网无线远程抄表，能自动对数据进行判断分析，发现问题及时报警；系统具有对可疑电能表进行实时跟踪监测功能，由于GPRS网的特点是永远在线，因此对电能表的实时跟踪监测。

具体的实现原理拓扑图见后[2]。

1.2 电力短信客服实现的功能
通过移动代理服务器与用电管理系统处于同一局域网中，两者之间通过网线相连接。

一台管理终端用于短信服务应用系统的系统管理，短信编辑终端用于处理和编辑短信。

移动代理服务器与移动的短信网关通过DDN专线（或者INTERNET）相连接。

利用MAS（移动代理服务器）系统，向用户提供诸如停电通知、电力新政策、故障预报等信息，同时用户也可根据自己的需要定制所需的相关内容，如，用电量及电费查询、欠费催缴、停电通知及停电信息查询等，实现行業信息的良性反馈。

主要有两方面应用：
（1）通知类应用
办公自动化相关的通知类消息，主要是公告通知，邮件到达通知，事物督办通知，项目管理督办通知。

通知形式可以采用SMS，WAP_PUSH，通知形式可以进行设定，根据通知重要程度进行设定，重要的通知采用自动语音通知，语音通知可以查阅是否接听了通知，并且可以设定按键，根据按键进行回复，系统可以得到回复结果。

办公自动化系统通过应用拓展就可以进行多种方式的通知。

生产管理系统的安全生产以及应急处理通知，根据系统内部自动设定门限值，超过门限值，系统自动进行SMS以及WAP_PUSH等。

电力营配系统的停电通知，电费催缴。

电费的欠费通知，对于催缴电费起到很大作用。

电力客户服务系统的停电通知，停电信息对于电力大用户来说非常重要，需要在一定时间内进行通知。

通知的方式可以进行选择，可以通过多种通信方式进行通知。

（2）交互类应用
交互类消息服务包括停电线路，停电范围通告，电力事故紧急处理预案，用
户电费查询，电力紧缺指数查询，电费帐户余额查询，以往累计用电查询。

交互类消息可以通过交互式语音应答，交互短消息，WAP方式进行查询，短消息方式查询，返回结果可以通过EMAIL，SMS，WAP_PUSH等通信形式，可以通过语音查询，email sms wap_push方式返回，查询者可以根据需要制定通过哪一种通信方式返回查询结果。

交互类应用另外一类应用主要是对于内部工作人员工作场景变化，没有计算机桌面和内部网络的支持，需要专业的数据和必须的办公通信。

这种应用主要是把内部信息化系统的部分功能，通过WAP方式延伸到手机终端。

延伸到手机终端的专业应用必须符合以下条件，充分发挥手机的便携优势，规避其处理，存储，交互能力相对低的劣势，把大量复杂的逻辑运算和交互流程在计算机桌面进行维护和整理，使用手机终端进行必要的交互处理。

例如，电力线路巡检的人员，可以通过智能手机在野外作业的时候方便的查阅内部系统的专业数据，可以通过图文并茂的形式看到某一个地点的线路的专业数据，对于出现的一些现场问题进行描述，完成野外电力巡检。

MAS移动代理服务器网络拓扑结构如图所示。

2 系统的安全性防范措施
采集终端选用了大容量的铁电存储器，它可以保存一周的电表数据，不怕掉电，其重复读写次数为10亿次，，可确保抄表数据不被丢失；为了保证传输数据正确无误，所有数据的收发均增加了两种以上的校验，数据的检验重发，使数据传输更加准确、可靠；为了防止黑客和其它非法人员访问该抄表中心，在服务器前端增加硬件防火墙，以有效防止非法用户入侵，来保证系统中心的安全性；后台中心的可靠性，后台服务器的硬盘镜像和双机热备份，它能确保数据库的可靠性和安全性；服务器和专线之间增加硬件防火墙，可防止黑客和非法用户的访问和破坏；另外在服务器系统中安装网络防病毒软件系统；数据传输的可靠性，在抄表终端到后台中心的数据传输中，为了确保数据的准确性、可靠性，中国移动的GPRS无线网采取了多种校验纠错措施，该系统为了增强传输的可靠性，又在内部通讯协议两种校验，进一步加强数据传输的稳定性、可靠性；抄表终端的可靠性，为了提高抄表终端设备运行的稳定性、可靠性，在电子元器件方面，采用了高可靠性的工业级大规模集成电路，如单片机、GPRS通讯模块、串口传输芯片、看门狗电路等，它大大增加设备的抗干扰能力，提高其稳定性；存储器采用高性能大容量的铁电存储器（可刷新10亿次），掉电后仍能保存1周内的数据。

在程序处理方面，采用异常自复位方法，防止程序运行死机；数据备份保存，超时重发，缓存补发等措施，保证抄表数据和传送数据的准确性。

3 结束语
可大面积降低线损；为反窃电提供了一种有效的高技术手段；可有效提高供电的可靠性；具有实时抄表功能，可大大减少抄收人员的工作量；为将来供电营销自动化提供可靠数据和技术基础；信息化、自动化互动化的运行方式和现代化管理可提高企业工作效率。

参考文献
[1]韩冰，李芬华.GPRS技术在数据采集和监控中的应用[J].电子技术，2003.
[2]随慧斌，赵建国，王宏伟.电力系统中GPRS应用的组网方式[J].山东大学学报，2005.
作者简介：赵轶彦（1979-）男，山西省电力公司计量中心，硕士研究生。