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

隨著科學技術(shù)水平的提高，尤其是近年來計算機網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的突飛猛進，實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的自動化已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。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、能實現(xiàn)無人值守、組網(wǎng)后能降低大量費用等優(yōu)點。

目前，國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內(nèi)廠商看到了配電自動化的發(fā)展方向。作為在國內(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)也在國內(nèi)得到了廣泛應用，并在多個行業(yè)有了應用案例。

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化功能的工業(yè)級配電元件以及完整的上位機軟件、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，用戶可以實時掌控整個配電系統(tǒng)。

在以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的Riyear-PowerNet上，我們不斷跟蹤用戶需求，擴展 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“遙測、遙信、遙控、遙調(diào)”四遙功能的一個非常有用的補充，也可以稱為“遙視”。用戶能有效地對人員入侵、火災、水浸、自然災害、站內(nèi)設(shè)備安全等問題進行遠程視頻監(jiān)控。

圖1 高速球

為了能進行控制，攝像頭可以選用內(nèi)置云臺解碼器的高速球。Riyear-PowerNet支持模擬球和網(wǎng)絡(luò)球接入。對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)置多種云臺控制協(xié)議驅(qū)動程序，可以對高速球進行左右、上下、變焦等多種控制，并可以定義多個預置點。通過預置點的設(shè)定，當系統(tǒng)中任一臺斷路器發(fā)生故障時，系統(tǒng)能自動控制攝像頭對準該斷路器，以方便用戶觀測。

3 GSM短信息報警

圖2 GSM短信息報警功能結(jié)構(gòu)圖

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

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

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、GSM短消息方式。數(shù)傳電臺的優(yōu)勢是除了每年的頻點費以外，平時運行無需額外費用；缺點是受地形、氣候的影響較大，造成系統(tǒng)的可靠性、實時性較差，無法主動上報。GSM 短消息方式可以實現(xiàn)主動上報；缺點是按條收費，運行費用高，而且在節(jié)假日短消息中心服務器繁忙時延時相當長。

針對以上情況，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，它基于中國電信CDMA/中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)，可以遠距離實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。同時，對比 GSM 短消息方式，它可以采用每月包流量的方式，運行費用低，實時性更高。

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，在國內(nèi)目前實際上對 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)動態(tài)IP+DNS解析服務。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)場可通信電器元件（例如，智能斷路器、網(wǎng)絡(luò)電力儀表、微機綜合保護器等）進行連接。通過對DTU進行正確的設(shè)置，DTU在上電后，它會根據(jù)預先設(shè)定在其內(nèi)部的IP地址或者是域名來主動訪問數(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)送的指令會根據(jù)它所維護的IP地址和ID號發(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，這樣就完成了一個數(shù)據(jù)的應答-響應流程。

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對于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是透明的，并非只陣對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DTU下面都可以連接1個或者多個帶有串行通信接口的電器元件，采用多個DTU設(shè)備就可以組建一個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)中的應用，新技術(shù)的應用有助于進一步提高變配電自動化水平，有利于提高輸配電質(zhì)量，以及實現(xiàn)無人值守。同時，我們也看到自己同世界知名變配電自動化廠商之間的差距，希望能不斷結(jié)合用戶的反饋意見，對Riyear-PowerNet系統(tǒng)進行不斷的改進完善，為中國變配電自動化水平的提高貢獻自己的微薄之力。