基于CDMA 1X网络配电网实时监测组网系统

   一、概述

　 配电变压器是配电网中的一个重要设备，配电变压器是电力供电的最基本单元，配电变压器的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求侧的管理具有重大意义。

　　二、配电系统情况介绍

　 配电变压器（简称配变）是配电网中将电能直接分配给低压用户的设备，是低压（10KV）配电网与用户380/220V配电网的分界点配变安装与电线杆、配电房和箱式变电站，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。

　　三、配变时实监控系统的功能

　 通过对配变的实时监控，可以及时掌握配变的运行情况，防止配变负荷严重超载导致设备的烧毁、三相负载严重不平衡导致配变的加速损坏，配变长期轻负荷运行导致的不经济运行状态和大量感性负载运行导致的功率因数过低、高线损等。对配变运行实时监测、抄取、分析、处理和控制，可以及时调整配变运行状态，合理配置配变容量，调整配变的低压智能无功补偿控制等，保证配变安全、稳定、高效的运行。完善、科学、准确的对配变实时监控，为配电自动化管理提供可靠的运行数据和历史资料，有效降低线损，为负荷预测、线损分析、电力需求侧管理（DSM）提供准确的数据；准确打击窃电，负荷预测指导扩容安装等；为用电情况、用电性质及用电负荷的增长趋势分析，在进行系统增容、配变布点选择等规划工作提供科学的数据；同时提高工作效率，降低劳动成本，科学提高配电管理的自动化水平。

　　四、配变实时监控通讯网络的问题与要求

　　a、配变运行实时监控通讯组网的问题

　 配变由于其安装位置分布、安装地点等问题，造成设备数量多、运行环境恶劣；地理地形分布不平衡，比较分散等特点。基于以上特点，光纤通讯、有线电缆、电力载波通讯组网无论在技术上，还是资金投入产出比上都不太可行，配变实时监控的通讯组网一直困扰着配变实时监控的推广、实施。

　　b、配变运行实时监控对通讯的要求

　 配变监控的数据量较大，实时性要求不太高，监控终端具有存储功能，不必每个配变监控终端同时占用一个通道与配变管理主站通讯。

　　需要具备选点召测通讯功能，配变管理管理员可随时召测配变监控终端的实时数据。

　　对特殊的影响配变运行的越限告警信号，配变监控终端要及时上传到配变管理主站。

　　主站、终端建设、安装、维护方便，运行成本低廉。

　　最好可提供透明传输通道或可兼容多种通讯协议。

　　五、配变实时监控通讯网络组网络与方案比较

　　5.1 目前的通信系统

　 传统的配电监控系统采用的通信方式有公用电话交换网，无线数传电台和光纤的方式。

　　 公用电话交换网方案

　　公用电话家换网络相当普及，有人工作和居住的地方就有公用电话交换网，公用电话交换网不仅可以用于通话还可以用于数据传输，但带来的问题是拨号冗余时间太长,而且链路不便于维护。

　　 无线数传电台方案

　　无线数传电台适用于通讯点分散的数据监控，恰好适用于配变监控，其具有专用的数传频段，工作频率：220MHz～240MHz。但初次开通需要向当地的无线电管理委员会交纳一定费用，每年再交一定的频率占用费，组网费用高；通讯距离有一定的限制（平原地带最远为50km），且受建筑物、山体的影响较大；需要专业人员维护管理，建设、维护费用很高。从现场运行情况来看，利用光纤通信时数据比较稳定，抗干扰能力强。这种方式在初期投资时较大，光通信设备成本非常高，工程实施难度大。

　　5.2 CDMA 1X通信方案

　 中国联通CDMA 1X网络的出现，为配电监控系统提供了新解决途径。

       CDMA 1X技术，一种基于CDMA移动分组业务，面向用户可提供移动分组的IP或X.25连接，它有许多优势，主要是无线高技术程度很高，空中无线接口、核心网信令协议的标准非常严格、完整，而且与INTERNET实现互连互通。特别是2.5G CDMA 2000第一阶段，可为用户提供较高速率（最高速率可达371Kbps）和可变速率（实际速率在80～120Kbps）的数据信息，便于用户在任何时间、任何地点上网。

　    在电力监控系统中采用CDMA 1X网进行数据传输，可以大大的降低通信系统的一次性投资，而且减少了工程实施中调试通信系统的时间，降低了通信系统的维护费用。尤其对于面广、点稀的配网系统（如农网），这种通信方式具有很好的经济性。

        六、基于CDMA 1X网络配电网监控系统

　　6.1 基于CDMA 1X网络配电网监控系统构成

　　配变实时监控系统由以下三部分组成：

　　 配变管理主站；

　　 配变监控终端（配电综合测控仪）；

　　 CDMA 1X通讯通道。

　　其中配电综合监控系统集配变监测、无功补偿控制、CDMA远程抄表和数据分析、处理为一体的配变综合监控系统。系统采用《北京东方讯科技配电综合监控系统》作为配变测控管理软件。

　 采用北京东方讯科技的TCD800作为数据传输通道，组成配变监控系统。CDMA 1X网络由联通提供，网络工作可靠、技术服务良好。

　　6.2 配电综合测控系统的主要功能

　　 遥测功能

　　 电能计量功能

　　 统计功能

　　 遥信功能

　　 遥控功能

　　 低压智能无功补偿功能

　　 远程通讯功能

　　6.3 实际运行情况与优化设计

　　CDMA 1X通讯的最大特点是按流量计费，当然只要合理控制通讯流量，就能有效节约运行成本。北京东方讯科技设计的配电综合监控系统，成功的应用了数据流量控制技术和CDMA模块定时报告、短信激活技术，保证提供可靠数据的同时，有效的降低了运行成本。

　　数据流量控制技术

　    配变监控的应用在于监视配变运行状态，提高用电质量。对配变的监控基本上分考核和监控两个过程，需要掌握配变运行的异常数据和状态，对于稳定运行的数据，只要在允许范围内，可以不作通讯上传处理也可。根据应用情况，在配电综合测控仪通讯控制上设计了科学的“数据流量控制器”，可根据用户需要通过设置“数据流量管理器”死区值和越死区时限来控制数据流量，并确定越上限及下限值，“数据流量管理器” 死区值和越死区时限随时从主站下传给配电综合测控仪。

　 采用“数据流量控制器”控制技术，可靠的保证了系统的运行，又有效的降低了运行成本。

　　定时报告应用技术

　 配变监控系统对实时性没有很高的要求，可以不采用设置心跳功能保持连接，只需要采用设置定时报告的方式，配电综合测控仪需要传送数据时直接激活 CDMA模块进行通讯，主站需要通讯时，采用发短信方式激活CDMA模块，与配电综合测控仪通讯。省去保持连接的维护数据量，节约运行成本。

　　七、无线传输方式的优势

　北京东方讯科技充分利用中国联通CDMA 1X网络，有CDMA网络覆盖的地方就能够传输数据。跟传统的配电监控系统相比，无线传输具有如下优势：

　　（1）网络架构稳定。当有一个新的检测点时，无需改变现有的网络架构，只需要增加相应的数据传输设备。

　　（2）设备安装简单。建设新的分站点无需进行拉线、埋线等工作。较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便。

　　（3）CDMA 1X资费便宜，计费合理。CDMA1X 资费包月比有线电话网络资费还便宜。

　　（4）CDMA 1X能最好地支持频繁的、少量突发型数据业务。通信质量稳定可靠，永不掉线。

　　（5）CDMA1X网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。由于CDMA1X网本身就是一个分　　组型数据网, 支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经过PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。采用TCP/IP协议，较以前的无线数据网络（集群，双向传呼，GSM短信息）而言，网络接入更加直接方便。