|
一、 前言
變電站綜合自控是利用微機技術，將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號係統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）進行功能組合和優化設計、實現對變電站的主要設備和輸配電線路的自動監視、測量、自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)和(he)微(wei)機(ji)保(bao)護(hu)，以(yi)及(ji)調(tiao)度(du)通(tong)信(xin)等(deng)綜(zong)合(he)性(xing)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)功(gong)能(neng)。目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)每(mei)天(tian)投(tou)入(ru)電(dian)網(wang)運(yun)行(xing)的(de)數(shu)百(bai)座(zuo)新(xin)建(jian)電(dian)站(zhan)均(jun)采(cai)用(yong)了(le)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)，同(tong)時(shi)，每(mei)年(nian)還(hai)有(you)一(yi)定(ding)數(shu)量(liang)的(de)老(lao)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)技(ji)術(shu)改(gai)造(zao)也(ye)以(yi)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)模(mo)式(shi)為(wei)主(zhu)。
傳統的變電站綜合自動係統是通過有線的網絡進行信號的采集、傳輸和發送。變電站設備雜多、信號繁多，這給綜合布線及檢查維修帶來了不便，工程量大，維護費用高。無線ZigBee的網絡技術應用於各種網絡係統已成為勢不可擋的趨勢，無線網絡不僅可提供更大的靈活性、活動性，還可以省去花在綜合布線上的費用和精力，這無疑更符合未來網絡的特點。
二、項目架構實施方案
2．1 係統組成
整個變電站監控係統主要由三部分組成，分別是前端監控數據采集設備、ZigBee傳輸設備、中心監控係統。
2.1.1前端監控數據采集設備
整(zheng)個(ge)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)需(xu)要(yao)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)多(duo)個(ge)參(can)數(shu)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)備(bei)就(jiu)是(shi)用(yong)於(yu)實(shi)現(xian)各(ge)個(ge)監(jian)控(kong)節(jie)點(dian)的(de)參(can)數(shu)采(cai)集(ji)，並(bing)將(jiang)采(cai)集(ji)得(de)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)串(chuan)口(kou)發(fa)送(song)給(gei)ZigBee傳輸設備。
2.1.2 ZigBee傳輸設備
ZigBee傳輸設備在整個係統中用於實現傳輸通道的建立，設備能夠實現自組網功能，最大可支持65000個點。當ZigBee設備從采集終端接收到監控數據後，通過自組建的無線網絡傳輸發送到監控中心，同時，監控中心也可通過ZigBee網絡對各個監控節點發出控製指令，從而實現數據的雙向通信以達到遙測、遙控的目的。
這個方案中我們所采用的ZigBee傳輸設備有兩種，一種是隻有ZigBee的F8914，還有一種是帶ZigBee+GPRS的F8114，兩者的區別在於前者完全用ZigBee無線網來傳輸，而後者可先通過ZigBee無線將數據傳輸到中心節點（由F8114擔當），然後再通過GPRS無線網絡傳輸到遠程監控中心。
2.1.3 中心監控係統
zhongxinjiankongxitongzhuyaoyoufuwuqijizuhepingtairuanjianzhuzucheng，dangzhongxinjiankongxitongjieshoudaojiankongshujuhou，huiduishujujinxinggezhongfenxi，bingjufenxijieguojinxinggezhongkongzhicaozuo，rufachugaojingxinxi、向終端監控設備發出控製指令等等。
2.2網絡架構
根據監控中心與實際變電站的距離，我們提出兩種網絡實施架構，當監控中心就布設在變電站時，數據傳輸采用ZigBee無線直接進行短距離傳輸接入，整個ZigBee無線網絡采用F8914進行組建，如下圖
當中心監控與變電站的距離較遠時，終端數據通過ZigBee無線網傳輸到中心節點，然後中心節點再通過GPRS網絡傳輸到中心監控室，中心節點采用帶有GPRS的設備F8114。組網如下圖
當中心節點通過GPRS網絡將數據傳送到監控中心時，中心網絡有多種網絡接入方式：
1）中心采用APN專線， 所有終端都采用內網固定IP，客戶中心通過一條APN專線接入移動公司GPRS網絡，在GGSN與移動公司互聯路由器之間建立GRE隧道。為客戶分配專用的APN，其他的用戶不得申請該APN。隻有該專網內的SIM卡才能進入該APN，防止其他非法用戶的進入。用戶可以內部建立RADIUS服務器，以保證用戶內部安全。用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內部地址。
此種方案無論實時性，安全性和穩定性較前一種方案都有大大提高，適合於安全性要求較高、數據點比較多、實時性要求較高的應用環境。在資金允許的情況下的最佳組網方式。
2）控製中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網動態IP+DNS解析服務的。客戶先與DNS服務商聯係開通動態域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網動態IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP的費用，但穩定性受製於DNS服務器的穩定，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規模應用。
3）控製中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網固定IP服務的。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業務，中心有公網固定IP的。IP MODEM直接向中心發起連接。運行可靠穩定，推薦此種方案。
四、方案特點
Zigbee以其靈活、可靠、易於布置等特點在許多領域得到了廣泛的應用。將其應用於變電站監控係統的優點在於：
1、無線化，減少變電站的連線的複雜度。
2、成本低，Zigbee協議簡單且免收專利費。
3、智能化，各Zigbee節點自動搜索建立連接。
4、支持星型，樹型，網型網絡等多種網絡拓撲結構，最大網絡連接能力強，可支持65000個節點。
5、傳輸模塊采用工業級設計，金屬外殼，外接電源DC 12V/500mA；通信電流：<250mA (12V)；工作環境溫度 -25~+65ºC；儲存溫度 -40~+85ºC；相對濕度 95%(無凝結)；多重軟硬件看門狗設計，適用於油井野外工作。
6、ZigBee終端空曠視距離環境無線通信距離800米。
7、Zigbee通訊不需要任何費，為整個項目節省大量的費用支出
8、設備配置操作簡單，易懂 ，集成化程度高，技術成熟，安裝方便。
隨著需求的增長和技術的進一步成熟，Zigbee在變電站綜合自動化係統中會有更為廣闊的應用前景。
五、方案總結 Zigbee無線數據采集傳輸係統采集穩定、可靠、方便、實用。安裝費用低廉，維護簡單，無優升級，不需要租用公網，也無須巨額運行費用。這是現代數據采集遠傳係統的最優解決方案！
|
