徐溫泉

【摘要】在我國水利建設(shè)多年的發(fā)展以來，全新時(shí)期的治水思路和現(xiàn)代自動(dòng)化與信息化具有密切的關(guān)系，水利工程的自動(dòng)化信息化實(shí)現(xiàn)是傳統(tǒng)水利朝著現(xiàn)代水利變化的主要內(nèi)容。梅州大堤是保護(hù)梅州城區(qū)的重要防洪屏障，是廣東省十大堤圍之一，由南堤、北堤、東堤、西堤（其中西堤由梅縣水務(wù)局管理）組成，其在防洪安全中具有重要的作用。為了能夠有效提高工程項(xiàng)目的通信水平，提高防洪排澇的決策效率，就要實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目過程中配電網(wǎng)的自動(dòng)化通信，從而有效提高工程在供電過程中的可靠性，考慮到工程配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，結(jié)合今后工程的發(fā)展，促進(jìn)工程配電自動(dòng)化的建設(shè)，從而有序的開展配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的創(chuàng)建。

【關(guān)鍵詞】大堤工程；配網(wǎng)；自動(dòng)化通信

引言

配電網(wǎng)不僅是地方電網(wǎng)中的主要基礎(chǔ)設(shè)備，也是電網(wǎng)中的重要組成內(nèi)容。配電網(wǎng)具有設(shè)備多、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及通訊基礎(chǔ)較弱等特點(diǎn)，其處于電網(wǎng)末端，并不是直接和用戶接觸，對(duì)于電網(wǎng)整體供電的可靠性及投資的經(jīng)濟(jì)型具有直接的影響，也是輸電網(wǎng)供電中的重要內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化能夠有效提高配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行及運(yùn)維檢修服務(wù)的管理水平，從而有效提高工程供電的經(jīng)濟(jì)。在我國信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，水利工程電網(wǎng)的信息通信水平也在不斷的提高，我國大部分的水利工程都實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)自動(dòng)化通信，有效實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、查詢及統(tǒng)計(jì)?；诖?，本文就以梅州大堤為例，探討此項(xiàng)目中的自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1、配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)

大堤工程項(xiàng)目的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要包括三層架構(gòu)模式及二層架構(gòu)模式，三層架構(gòu)模式主要包括終端層、配電子站層及主站層，在三層架構(gòu)中，通過中間層配電子展實(shí)現(xiàn)終端信息的分類匯總，之后通過配電子站送至主站中，滿足終端數(shù)據(jù)較大的需求。二層結(jié)構(gòu)中主要包括終端層及主站層，終端信息直接送到主戰(zhàn)中，避免了中間環(huán)節(jié)，提高了配網(wǎng)終端信息的準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性。在主站接入容量充足的時(shí)候，優(yōu)先使用二層結(jié)構(gòu)，能夠有效提高系統(tǒng)的效率。根據(jù)梅州大堤的規(guī)劃，共有47個(gè)電排站終端，使用二層機(jī)構(gòu)模式能夠滿足此需求。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)使用系統(tǒng)主站與配電自動(dòng)化終端的兩層架構(gòu)，并且通過信息交互總線和其他系統(tǒng)相互連接，能夠有效實(shí)現(xiàn)應(yīng)用集成及數(shù)據(jù)共享。

配電主站的主要目的是實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備運(yùn)行信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測及控制；配電終端的主要目的是實(shí)現(xiàn)線路檢測點(diǎn)、開關(guān)等設(shè)備的數(shù)據(jù)收集及控制；配電信息交互總線的主要目的是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、用電信息、調(diào)用及生產(chǎn)管理等系統(tǒng)的相互連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享及應(yīng)用的集成。

2、系統(tǒng)的硬件組成

圖1為系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，此系統(tǒng)核心部分包括GPRS數(shù)據(jù)通信。在單片機(jī)上電復(fù)位之后，首先初始化TL16，實(shí)現(xiàn)和外接模塊的統(tǒng)一處理，之后通過89C52接口實(shí)現(xiàn)CMS模塊的初始化，最后實(shí)現(xiàn)TL16的中斷掃描監(jiān)控。數(shù)據(jù)流通過RS進(jìn)入到系統(tǒng)中，通過電平實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將電平配置的數(shù)據(jù)通過輸出引腳傳出數(shù)據(jù)流，之后進(jìn)入到轉(zhuǎn)換芯片TL中，這時(shí)候數(shù)據(jù)流表示為串口形式，在TL接收到數(shù)據(jù)之后滿足一個(gè)字節(jié)進(jìn)行傳出，否則數(shù)據(jù)丟失。TL通過中斷INT為單片機(jī)提供一個(gè)信號(hào)，表示單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)此數(shù)據(jù)的讀取。在TL16具有一個(gè)高電平中斷的時(shí)候，通過反相器從引腳中得到低電平中斷，并且通過單片機(jī)引腳傳送到單片機(jī)中，這個(gè)時(shí)候單片機(jī)通過引腳發(fā)出高電平信號(hào)，由反相器引腳輸出，再通過TL16引腳選中。這個(gè)時(shí)候單片機(jī)在接收到中斷信號(hào)之后會(huì)將地址傳出，鎖存到其他引腳中，之后TL16得到地址鎖存信號(hào)之后，將數(shù)據(jù)流通過并口的方式從引腳中輸出，再通過單片機(jī)所有引腳中輸入。這個(gè)過程會(huì)有大量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳入，所以就要通過引腳CS傳送到反相器中，之后傳出一個(gè)低電平信號(hào)，將數(shù)據(jù)暫存器選中，將數(shù)據(jù)通過引腳暫存到暫存器其中，之后單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行調(diào)用。

圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

3、系統(tǒng)的配網(wǎng)檢測管理模塊

梅州大堤配網(wǎng)自動(dòng)化通信是將大堤沿岸配電站信息收集到堤段管理中心，在工作站中存儲(chǔ)及管理數(shù)據(jù)信息，之后數(shù)據(jù)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)集中在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。此模塊的頁面為各個(gè)站的配電接線圖，能夠?qū)⒏鞣N配電信息顯示出來，并且其開關(guān)狀態(tài)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的變化而更新。圖2為配網(wǎng)檢測管理模塊的結(jié)構(gòu)。

圖2配網(wǎng)檢測管理模塊的結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)整合的主要目的就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的提取及整理，并且對(duì)因?yàn)橥ㄐ诺纫蛩貙?dǎo)致的數(shù)據(jù)終端等數(shù)據(jù)錯(cuò)誤實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)，使其能夠在固定的時(shí)段中實(shí)現(xiàn)正常數(shù)據(jù)的連續(xù)工作。

實(shí)時(shí)及歷史信息查詢通過圖形化形式在電子地圖中將電排站位置進(jìn)行顯示，之后將電排站的實(shí)時(shí)電氣數(shù)據(jù)清楚的標(biāo)記出來，在一定時(shí)間定期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，從而為用戶提供直觀形象的監(jiān)視界面。且此界面電排站能夠進(jìn)入到歷史數(shù)據(jù)查詢中，對(duì)其所有數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

配電信息查詢主要是通過圖片和文字相互結(jié)合方式對(duì)配網(wǎng)中的所有信息進(jìn)行查詢，比如設(shè)備的型號(hào)、建設(shè)的規(guī)模及創(chuàng)建時(shí)間等，并且還能夠通過系統(tǒng)管理模式實(shí)現(xiàn)其的修改及更新。

4、配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的創(chuàng)建

4.1 選擇組網(wǎng)方案。

現(xiàn)代接入網(wǎng)通信技術(shù)主要是光纖通信EPON技術(shù)，其被廣泛應(yīng)用到地區(qū)及工程配網(wǎng)通信中。使用光纖通技術(shù)主要包括：ONU終端設(shè)備選擇雙PON口對(duì)其進(jìn)行保護(hù)及自愈；ONU設(shè)備使用工業(yè)級(jí)，從而能夠滿足工程在惡劣環(huán)境中的運(yùn)行需求；其能夠在環(huán)網(wǎng)柜等開關(guān)中配置，能夠滿足設(shè)備信息到變電站上傳的需求；實(shí)現(xiàn)OUN設(shè)備IP地址的劃分及規(guī)劃，能夠避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。

4.2 配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。本文中工程使用的是三遙配電終端數(shù)據(jù)，其能夠通過10kV通信接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入，之后通過SDH設(shè)備及四級(jí)通信網(wǎng)傳送到自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，二遙配電終端數(shù)據(jù)通過無線公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)和運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的接入，之后通過轉(zhuǎn)線和配電主動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行連接。

4.3 通信網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建方案。配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)通過現(xiàn)代四級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載，在傳輸站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口板的配置，變電站中的設(shè)備在加入傳輸網(wǎng)中通過以外網(wǎng)電口實(shí)現(xiàn)。在站點(diǎn)中配置OLT設(shè)備，使用光纖通信技術(shù)創(chuàng)建通信網(wǎng)，使用手拉手的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，在工程建設(shè)區(qū)域中的開關(guān)站及電排站中配置ONU設(shè)備。

4.4 通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。創(chuàng)建通信網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)的連接、故障管理、拓?fù)涔芾砑跋到y(tǒng)接入、安全管理等，并且能夠針對(duì)不同通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同管理界面的設(shè)計(jì)。

5、結(jié)語

本文針對(duì)現(xiàn)代工程配單檢測終端的種類較多，數(shù)量較大及業(yè)務(wù)存在較大差異的現(xiàn)象，通過光纖EPON技術(shù)設(shè)計(jì)了配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠具有良好的通信速率，并且降低成本，滿足現(xiàn)代工程電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的實(shí)際需求，其還能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信及電力設(shè)備的監(jiān)控，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、較高的傳輸速率等。

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