一种可通过短信远程重启的配网自动化终端通信模块设计

引言

配网自动化终端是配网自动化的重要组成部分,可实现配电网可视、可测和可控,更为配电网故障快速定位、隔离、复电控制等提供可靠保障。配网自动化终端与主站的通信质量直接影响配电网的实时监控及调度。当前配网自动化终端采用光纤专网、无线公网两种方式与主站通信。其中配网自动化终端采用无线公网通信时,受使用环境、天气、无线信号等因素影响,容易与主站断开网络连接。但采用无线公网通信的配网终端一般都是在农村、山区等分布广、较分散的区域;运维半径大、风险大、成本高。当配网终端与主站的通信中断时,其三遥数据均无法上送至主站,该设备成为孤立设备,直接影响调度监控。发生此种情况时,只能由运维人员到配网自动化终端的安装地点现场进行故障排查及处理,增加了运维压力。

在配网自动化终端运维管理中,我们发现出现此种情况的配网自动化终端有很大一部分是由于通信模块内部程序出错或因温湿度异常等不可控因素导致宕机。其处理方式很简单,只需重启通信模块即可使其恢复正常运行,并与主站重新建立网络通道连接,恢复通信,重新上线。为提高配网自动化终端的在线率,减轻终端运维压力,提高配电网可靠性,我们通过对配网自动化终端通信模块进行技术改造,使得主站能通过手机短信对其进行远程重启。

1配网自动化终端新型通信模块的设计方案

1.1通信模块的硬件设计

当前的通信模块采用单一物联网卡,与主站建立无线网络链路通道。本方案通过在原有基础上,增加了短信收发单元,使得通信模块具有网络、短信双重通信方式,可以和主站进行信息交互。其中,短信收发单元用来远程重启通信模块,如图1所示。

（1)短信收发单元:读取收到的短信或发送短信。收发短信的s1M卡,可以是独立的s1M卡,也可以与s1M物联卡共用。

（2)网络数据单元:用于建立无线物联网络。

（3)数字加密/解密单元:为短信数据及无线网络数据提供数字加密支持。

（4)数据处理单元:对接收的短信数据、网络数据进行处理。

(5）执行单元:执行相应的操作。

(6）数据采集单元:接收/发送被采集对象的相关数据。

经重新设计后的新型通信模块具有了短信与无线网络两种加密信息通道,与主站实现了N-1信息通道交互。

1.2通信模块短信重启流程设计

为确保配网自动化终端安全、稳定、可靠运行,仅由主站进行短信重启,不受外界垃圾短信的干扰,其短信必须进行安全验证。在本方案中,短信是经主站进行数字加密,终端接收到短信后,通过相应的程序验证短信来源是否安全可信后,才对短信解密,并读取短信指令,按指令重启通信模块。短信重启流程设计如图2所示。

2新型通信模块的应用前景及其效果评估

根据我们日常运维经验,配网自动化终端的在线率通常在95%左右,也就是说通常有5%的终端不在线,即与主站通信中断。我们发现这部分出现通信中断的终端,有50%左右是可通过重启通信模块来恢复的。

一个地市局至少也有几千台采用无线公网的配网自动化终端,由于配网自动化终端安装位置分布广、距离远,需消耗大量人力、物力、时间,才能满足正常的运维需求。如果采用这种新型通信模块,只要有20%的故障终端能通过短信远程重启来解决通信中断问题,即可减轻运维压力,节省运维经费,减少故障处理时间。以某局终端数量2000台,当月终端在线率95%,短信重启成功率20%来计算,当采用了新型通信模块后,当月产生效益如表1所示。

当前,配电网自动化发展迅速,自动化终端应用数量众多,配电终端所面临的问题主要在于数量众多,分布面广,运行环境复杂,可靠性难以保证,运维压力及运维成本逐年增加。而通过使用短信远程重启的新型通信模块,可极大地减少运维量及运维成本:提升配网自动化终端的在线率,提高经济效益,提高配电网的供电可靠性。因此,新型通信模块的应用前景将越来越广阔。

3结语

配网自动化终端通信模块的改造,增加了配网自动化终端的联网能力,为主站新增了对配网自动化终端的远程管理、运维功能。远程维护管理功能可以从根本上改善配网自动化终端在线率,可提高配电网的智能调控效果、运行中的通信性能及故障处理能力,进而提升配电网供电的安全性、可靠性和稳定性。