一、系統概述
利用現代通信技術和計算機技術以及電能量測量技術結合在一起，便能夠及時、準確、全面地反映電量使用（即銷售情況）。本方案是基于GPRS 網絡通信的無線通訊技術，將電量數據和其它（所需）信息實時可靠的采集回來，通過應用具有智能化分析功能的系統軟件，實現居民小區(qū)用戶用電量的統計、用電情況的分析及用戶的使用狀態(tài)。通過GPRS 無線網絡進行數據傳輸，為用電管理提供實時性好、穩(wěn)定性高的數據和事件記錄，可實現多塊表同時凍結抄表功能。該系統具有設備參數遠程回讀功能，如回讀參數和后臺系統保存的設置參數對比，異常報警，可以發(fā)現非法修改電能表參數行竊的非法行為。具有失壓、斷流、錯誤接線報警、顯示、記錄并主動上傳功能，方便管理人員在公司本部就可以發(fā)現用戶異常，為反竊電提供了一種先進的、有效的高技術檢測手段。
二、系統特點
1、建設周期短，成本低：
GPRS無線網絡可為電力系統提供了簡單高效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務平臺上構建電力遠程抄表系統，實現電表數據的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優(yōu)點，而且設備安裝方便、維護簡單。
2、實時性強：
由于GPRS具有實時在線特性，系統無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個/所有數據采集點的數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
3、可對電表設備進行遠程控制：
通過GPRS雙向系統還可實現對電表設備進行遠程控制，進行參數調整、開關等控制
作。
4、集抄范圍廣：
GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對集抄的控制和管理。而且，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。
5、系統的傳輸容量大：
配電數據中心要和每一個電表數據采集點保持實時連接。由于電表數據采集點數量眾多，系統能滿足突發(fā)性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數據的需要。
6、數據傳送速率高：
每個電表數據采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可達
171.2kbit/s，目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
7、通信費用低：采用包月計費方式，運營成本低。
三、系統組成
GPRS無線電壓檢測系統采用電壓檢測儀實時采集用戶的電壓監(jiān)測數據，通過GPRS無線網絡把采集的數據傳輸到連入Internet的服務器上，然后監(jiān)控中心服務器快速進行數據分析生成電壓檢測統計數據、示意圖等。整個系統包括電壓檢測儀、GPRS DTU、監(jiān)控中心三部分組成。這三部分是主從關系示意圖如下：
示意圖1
1、主站：監(jiān)控中心
監(jiān)控中心主要組成部分有裝有系統軟件的計算機（服務器或PC機），配置一個固定或動態(tài)IP能連入Internet和數據采集端進行數據通信。為了是數據通信更加安全的話可以監(jiān)控中心可以采用移動公司提供的DDN專線與GPRS網絡相連，由于DDN專線可提供較高的帶寬，當電表數據采集點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。 配電中心RADIUS服務器接受到GPRS網絡傳來的數據后先進行AAA認證，后傳送到配電中心計算機主機，通過系統軟件對數據進行還原顯示，并進行數據處理。 配電中心計算機主機可進行業(yè)務管理和計費管理，對電力數據進行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進行告警，同時對用戶使用情況實時監(jiān)控，保證電力局的合法收益。
2、從站：數據采集終端
數據采集端包括電壓檢測儀、集中器和GPRS DTU，現場的電壓檢測儀通過RS232/RS485串口和GPRS DTU進行連接，電壓檢測儀采集到的數據通過串口線把數據傳給GPRS DTU，然后再借助GPRS無線網絡傳輸到接入Internet的監(jiān)控中心服務器。
四、系統功能
1、在線監(jiān)測和采集電力系統供電電壓質量、諧波電壓分量和失電時間，及時準確地向電壓質量管理專責人員提供有關運行數據。
2、 適用場合
1）3kV及以上供電系統電壓互感器二次回路，額定值100V。
2）380V三相供電系統。
3）220V單相供電系統。
3、 功能特點
1）實時監(jiān)測供電系統電壓質量。
2）實時監(jiān)測電網諧波電壓分量。
3）對供電電壓、諧波分量進行整點和分時段統計
4、 保護措施
1）過壓、過流保護和雷擊防護
2）失電保護，72小時內數據不丟失。
5、 監(jiān)測數據
1）電壓質量數據包括：
運行總時間、合格時間、合格率
超上限時間、超上限率、超下限時間、超下限率
最大電壓值、最小電壓值及其出現的時間
2）諧波監(jiān)測數據包括：
總諧波電壓含量及畸變率、基波電壓分量、2-31次諧波電壓分量及含有率
總諧波電壓畸變合格時及合格率，畸變最大值及其出現的時間。
3）分時段統計
對電壓質量和諧波分量可以分時段統計與考核。
可根據需要將24小時分為1-8個時段。
6、 測量精度
1）電壓測量：0.5級
2）時鐘誤差：每天≤±1s,每年≤±5min.
3）最大功耗：<3VA
4）電網諧波測量精度：B級.
7、 數據采集與管理
1）具有RS232、RS485通訊端口，可用PC機、掌上電腦現場采集，或通過載波、負控等進行數據傳輸。
2）儀表內置MODEM。可通過電話實現定時召喚和實時召喚，具有主叫和被叫功能，響應預置參數的修改。
3）儀表內置GPRS通訊模塊，上位機可以通過ADSL+動態(tài)IP地址+短消息簡便采集或修改儀表數據，也可以通過ADSL+動態(tài)域名解析方式采集或修改儀表數據。
4）儀表配置IC卡通訊插口，可用IC卡現場采集。
5）上位機基于WINOWS操作平臺，各種采集的數據都能自動生成各種報表、曲線、棒圖。
6）報表可根據需要轉換為Word或Excel 格式打印。
7）各種報表、曲線和棒圖均可通過Email對外發(fā)送
五、安全可靠性
在系統安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的SQL數據庫、系統對用戶實現分級授權管理和提供防火墻功能及完善的數據備份功能外，對GPRS網絡無線數據監(jiān)控中心還提供了安全技術解決方案，以確保數據安全可靠。
3.1 IP 過濾技術
由于監(jiān)控中心服務于GPRS子網用戶，所有訪問客戶的IP必為GPRS子網內的IP ，即所有的用戶必須通過CMNET才可能訪問該服務器。因此，我們在系統中采用了IP過濾技術，對所有接受的數據包進行過濾，拋棄掉所有的非法IP數據報。這一過程就好像將系統置身于CMNET的防火墻保護之下，所有的非法用戶只有先穿過了CMNET的安全防護才有可能訪問到本系統，但對于安全措施非常強大的CMNET網絡來說，這將是非常的困難。
3.2 身分授權和密碼認證體系
采用IP過濾技術盡管可以防止一些非CMNET網段用戶的侵襲，但由于系統處于GPRS子網以外，IP過濾只能起到簡單的安全防護，對于那些利用IP偽裝技術的非法用戶則無法識別。
由于該系統是專業(yè)化的服務系統，訪問客戶是預先確定的，利用這一特點，我們在系統中采用了用戶ID和密碼驗證技術，系統中存儲了有所客戶端的MAC地址以及密碼，對通過了IP過濾的數據包，再驗證其ID號和密碼。對于該系統以外的非法用戶，獲取合法的MAC地址和密碼將十分困難，所以這一步極大可能地增加了系統的安全性。
3.3 數據安全加密通道
系統采用標準的SSL數據安全通訊協議在客戶端和服務器端建立加密數據通道，保證私有數據傳輸的安全性；系統在應用層植入高可靠性的加密算法，使得數據在任何網絡出錯時都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產生“報文摘要”已實現對所有發(fā)送報文的數字簽名，保證了數據傳輸過程中的完整性，防止數據被篡改。
3.4 訪問過程跟蹤
系統對所有的訪問過程進行日志記錄，包括用戶身份、IP、時間、數字簽名、操作事項等信息，向系統管理人員提供了詳細、完整、有效的操作證明。
六、總結
采用GPRS無線傳輸數據通訊方法解決了數據遠距離通訊問題，比起其它有線通訊方式有著不可比擬的優(yōu)越性。節(jié)省了人力、物力、建設周期，大大提高了供電行業(yè)自動化數據監(jiān)控的工作效率。
滬公網安備31010802001143號
