配电网自动化系统中GPRS技术的研究

徐一铭，刘杨涛

（山东科华电力技术有限公司，山东 济南 250101）

配电网自动化系统中GPRS技术的研究

徐一铭，刘杨涛

（山东科华电力技术有限公司，山东 济南 250101）

当前，通讯技术的有效应用，是实现配网自动化处理系统的必要关键技术。作为信息传输的重要渠道，可真正实现配网自动化管理系统整体性能的提升，从而完善系统对配网的管理，达到配网自动化对信息传输的参数要求。文章对配网自动化中的GPRS技术以及其相关应用进行了可行性分析。希望能为配网自动化管理提供行之有效的可行性建议。

配网自动化；GPRS技术；通讯传输；管理系统

配网自动化管理是供电企业完成电力资源营销的重要保障，是国家电网管理系统的重要组成部分。其中，配网自动化系统中的GPRS技术更是连接配电自动化、系统软件和管理平台重要桥梁。GPRS技术的存在，扩大了配电自动化管理系统对各种数据的集成与汇总范围，提升了数据传输速度，降低了配套设施建设成本，有效地实现了配电自动化管理系统对终端设备的运行状态检测、故障分析。

1 GPRS技术的相关评价

GPRS技术是一种通讯技术，它介于数字通讯和无线服务技术之间。当前，GPRS技术利用升级我国的移动通信系统来完成GSM网络的构建。在新的GSM网络中，融合了3个新型的节点内容，即分组控制单元（Package Control Unit，PCU）、GPRS业务支持节点（Serving GPRS Support Node，SGSN）和GPRS网关支持节点和相关软件节点。

配网自动化中的GPRS需要开发虚拟专用网（Virtual Private Network，VPN）和接入点（Access Point Name，APN）业务。当前，国家电网的配网自动化系统，可以通过内网和外网来进行数据的传输。因此，外网需要由VPN技术进行支持。内网需要由APN技术进行支持。前者是通过隧道技术，来实现网络的传输，再利用特种信息加密、加密管道等加密技术借助公众网络渠道完成数据和信息的传输。后者利用内部局域网中的某条特殊区间通道，完成内网环境的虚拟网络建设，实现内部特殊控制信息的快速传输。由于不利用外部网络渠道，因此内网在安全性和传输速度、稳定性上都有着较强的优势。

2 基于GPRS的配电自动化系统方案

2.1 配电自动化系统的问题

随着社会经济的不断发展，市场上对于电力的需求日益增加。我国配电网的建设范围和整体数量都有了显著地提升。针对这种需求持续攀高的背景，配电网之间的电能传输和管理性能需要进行适当的调度和调节，同时，不同系统之间的配电网管理技术以及操作平台也需要一定的通信协调。因此，要想真正提升配网自动化的管理效率，唯有借助高等级的通讯技术手段，增加终端设备与控制平台之间的信息交流。

当前配网运用的通讯技术的技术种类较多，水平和等级有着较大的差异性。不少地区尚在使用无线扩频通信、有线通讯技术以及载波通讯等。这些通讯技术在通讯的范围、速度和稳定性、安全性上都存在一定的缺点。无线扩频由于发射功率低，误码率低，更多应用于长距离的信息传输。而利用光缆和光端设备传输数据的有线传输方式，虽然速度和稳定性较高，但施工成本相对较大，也不适用于大规模配电网的普及和推广。载波通讯借助电力线路通道传输数据，但是在不同的区域设置条件也不同，电磁场等复杂的环境对信息传输的干扰较强，导致信号的周期性衰减，不利于配网控制平台接受信息。因此，只有使用稳定性和技术成熟度较高的GPRS通讯技术才能保证配网自动化的管理和进一步实施。

2.2 基于GPRS的配电自动化系统的具体方案设计

对于当前配网自动化管理的具体需要，GPRS技术在引用中有两种不同的设计方案。

第一种是设计方案，叫作：集中式的智能管理模式。这种模式是当前配网管理中的主要技术实现方式。方案的技术原理是将控制平台与设备终端通过“星”型网络结构图进行连接，通过多头发送的方式收集和处理数据信息。这种技术的好处就是通讯技术处理方式简单，技术稳定性高。但是缺点也存在，由于该项技术对GPRS技术的依赖性较高，所有的终端设备都设置了GPRS技术配件，利用GPRS技术进行无线连接，缺少技术改进的空间。如果无线通讯技术出现横向的改变（更改了信息传输通道等），就会导致终端设备上出现较大的设备更换，具有一定的技术潜在危机。

第二种方案就是：模块控制模式。该方案是通过对控制系统增加MC35模块，实现对所有终端设备的控制。对于设备的串联方式，是通过在GPRS中加入SIM通信卡，完成电信通讯渠道的无线信息传输功能。该方案的设计优势是利用电信渠道，不需要增加附加业务就能实现配网自动化的信息传输功能。但是该方案也存在一定的局限性。首先，每台终端设备的控制MC35模块中的SIM卡需要进行激活和注册，并且对不同级别的控制台进行等级的设定。也就是设计管理与权限限制基层配网对终端设备的管理权限。而且利用社会运营的渠道进行配网自动化管理也存在网络信号强弱干扰的问题。

研究得知，借助GPRS技术建立的配网自动化系统，在通讯技术能力上实现了中远距离的信息收集和分析处理功能，打破了管理平台对终端设备的控制局限性。同时也提高了对通讯的维护能力。在平时的运营和管理中，需要不断加强对无线通讯设备的维护和保养，而且控制平台主站需要提高对数据的敏感程度，以实现对配网管理操作的智能化处理。

3 GPRS技术在配网自动化系统中的具体应用

对于当前配网自动化管理系统，其中GPRS技术的应用有以下几个关键流程。

（1）搭建基于GPRS技术的配电网络数据传输系统。基于GPRS技术的配电网络数据传输系统由主控服务器设备、GPRS数据终端处理器两大主要部件组成，通过国家电网统一的BS-231接口连接。

（2）完善配电网通信机制。在当前的配电网自动化管理中，需要逐渐完善VPN与APN之间的信息传输机制。同时加强管理平台与GPRS数据采集终端之间的信号连接密钥，提升信息的加密等级，减少多种信息的通道涌入，造成传输内网的传输拥堵，以防信息延误。

（3）确定组网方式。根据当前的国家电网组网合约，对于配网自动化的GPRS信息组网，建议与通讯企业（移动、联通、电信等）签订企业的通讯专用网络合约，保证网络的安全性和速度。

（4）加快GPRS数据终端设备的技术升级。GPRS 终端设备是配电网自动化管理中的重要组成部分。当前配网使用的终端设备配置包括W77IE58微处理器、GR47外围电路以及国标的BS-231接口。能完成配网控制平台对于电网数据的实施监控。因此，对于当前的终端设备，还需要进一步完善通讯模块的升级，实现并联化的通讯设置，提升设备关于GPRS信号的传输稳定性，并提升对于终端设备的智能化控制指令接收和人处理完善配网自动化的管控功能。

（5）GPRS信息的安全防护。对于配电网信息的传输过程，加密是必不可少的。由于之前对于GPRS信息的加密和保护程度不够。不仅容易导致信息受到各种干扰和阻挠，同时也会泄露电网企业关于配电网管理的先关信息。对此，笔者建议使用专用网单认证权限和双向传输加密的方式来增强对信息传输的保护程度。并且对主站系统的私钥签名处理，提高智能系统的数据保护能力。

4 结语

综上所述，随着当前城市配电网的进一步发展，建立基于GPRS技术的无线传输系统是完善配电网管理系统、完善城市电网综合管理的重要内容。因此，在设计城市配网自动化管理系统的时候，要根据企业通讯技术基础和GPRS信号覆盖强弱，设计出符合当前软硬件要求的无线通讯技术。相信随着无线传输技术在配电自动化管理系统中应用的普及，一定会为国网公司无线通信相关技术研究及其他应用的发展奠定扎实的信息传输基础。

［1］毛弋，蒋盈.多种通信方式并存的配网自动化通信系统的研究［J］.湖南师范大学自然科学学报，2013（4）：31-36.

［2］杜浩东.配网自动化通信系统的研究［D］.广州：华南理工大学，2014.

［3］王宇宸.GPRS技术在用电信息采集远程通信中的应用化［J］.电力系统通信，2014（11）：36-40.

［4］杨乐祥.PON技术在配网自动化通信系统中的应用［J］.电力系统通信，2010（3）：26-30.

［5］王华，李静静，何振，等.无线Mesh网络技术研究［J］.南京信息工程大学学报（自然科学版），2010（4）：95-96.

［6］樊剑辉.数字化配电网通信规划研究［D］.北京：中国电力科学研究院，2009.

［7］钟晖，黄启春.基于GPRS和PKI技术的配网自动化系统［J］.浙江电力，2009（1）：5-8.

［8］任工昌，苗新强，黄龙云.基于GPRS的配电网自动化监控系统研究［J］.机械设计与制造，2009（4）：233-235.

Research on GPRS technology in distribution network automation system

Xu Yiming，Liu Yangtao

（Shandong Kehua Power Technology Co.，Ltd.，Ji' nan 250101，China）

At present，the effective application of communication technology is necessary key technology to realize the distribution automation system.As an important channel of information transmission，it can realize the overall performance management system of distribution automation，and to improve the system of distribution network management，meeting the requirements of the distribution automation parameters on the transmission of information.This paper analyzed the feasibility of the in distribution automation GPRS technology and its related applications.Hope that through this article to provide feasible suggestions for the effective management of distribution automation.

distribution network automation；GPRS technology；communication transmission；management system

徐一铭（1964—），男，山东济南，工程师；研究方向：电力自动化，新能源应用。