一、系統概述
利用現代通信技術(shù)和計算機技術(shù)以及電能量測量技術(shù)結合在一起，便能夠及時(shí)、準確、全面地反映電量使用（即銷(xiāo)售情況）。本方案是基于GPRS 網(wǎng)絡(luò )通信的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，將電量數據和其它（所需）信息實(shí)時(shí)可靠的采集回來(lái)，通過(guò)應用具有智能化分析功能的系統軟件，實(shí)現居民小區用戶(hù)用電量的統計、用電情況的分析及用戶(hù)的使用狀態(tài)。通過(guò)GPRS 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸，為用電管理提供實(shí)時(shí)性好、穩定性高的數據和事件記錄，可實(shí)現多塊表同時(shí)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(xiàn)報警、顯示、記錄并主動(dòng)上傳功能，方便管理人員在公司本部就可以發(fā)現用戶(hù)異常，為反竊電提供了一種先進(jìn)的、有效的高技術(shù)檢測手段。
二、系統特點(diǎn)
1、建設周期短，成本低：
GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可為電力系統提供了簡(jiǎn)單高效的通信傳輸手段。中國移動(dòng)GPRS系統可提供廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構建電力遠程抄表系統，實(shí)現電表數據的無(wú)線(xiàn)數據傳輸具有可充分利用現有網(wǎng)絡(luò )，縮短建設周期，降低建設成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設備安裝方便、維護簡(jiǎn)單。
2、實(shí)時(shí)性強：
由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性，系統無(wú)時(shí)延，無(wú)需輪巡就可以同步接收、處理多個(gè)/所有數據采集點(diǎn)的數據�？珊芎玫臐M(mǎn)足系統對數據采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
3、可對電表設備進(jìn)行遠程控制：
通過(guò)GPRS雙向系統還可實(shí)現對電表設備進(jìn)行遠程控制，進(jìn)行參數調整、開(kāi)關(guān)等控制
作。
4、集抄范圍廣：
GPRS覆蓋范圍廣，在無(wú)線(xiàn)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò )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(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿(mǎn)足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
5、系統的傳輸容量大：
配電數據中心要和每一個(gè)電表數據采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于電表數據采集點(diǎn)數量眾多，系統能滿(mǎn)足突發(fā)性數據傳輸的需要，而GPRS技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數據的需要。
6、數據傳送速率高：
每個(gè)電表數據采集點(diǎn)每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送速率理論上可達
171.2kbit/s，目前GPRS實(shí)際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿(mǎn)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(yíng)成本低。
三、系統組成
GPRS無(wú)線(xiàn)電壓檢測系統采用電壓檢測儀實(shí)時(shí)采集用戶(hù)的電壓監測數據，通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )把采集的數據傳輸到連入Internet的服務(wù)器上，然后監控中心服務(wù)器快速進(jìn)行數據分析生成電壓檢測統計數據、示意圖等。整個(gè)系統包括電壓檢測儀、GPRS DTU、監控中心三部分組成。這三部分是主從關(guān)系示意圖如下：
示意圖1
1、主站：監控中心
監控中心主要組成部分有裝有系統軟件的計算機（服務(wù)器或PC機），配置一個(gè)固定或動(dòng)態(tài)IP能連入Internet和數據采集端進(jìn)行數據通信。為了是數據通信更加安全的話(huà)可以監控中心可以采用移動(dòng)公司提供的DDN專(zhuān)線(xiàn)與GPRS網(wǎng)絡(luò )相連，由于DDN專(zhuān)線(xiàn)可提供較高的帶寬，當電表數據采集點(diǎn)數量增加，中心不用擴容即可滿(mǎn)足需求。 配電中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò )傳來(lái)的數據后先進(jìn)行AAA認證，后傳送到配電中心計算機主機，通過(guò)系統軟件對數據進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數據處理。 配電中心計算機主機可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計費管理，對電力數據進(jìn)行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進(jìn)行告警，同時(shí)對用戶(hù)使用情況實(shí)時(shí)監控，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(chǎng)的電壓檢測儀通過(guò)RS232/RS485串口和GPRS DTU進(jìn)行連接，電壓檢測儀采集到的數據通過(guò)串口線(xiàn)把數據傳給GPRS DTU，然后再借助GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸到接入Internet的監控中心服務(wù)器。
四、系統功能
1、在線(xiàn)監測和采集電力系統供電電壓質(zhì)量、諧波電壓分量和失電時(shí)間，及時(shí)準確地向電壓質(zhì)量管理專(zhuān)責人員提供有關(guān)運行數據。
2、 適用場(chǎng)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(diǎn)
1）實(shí)時(shí)監測供電系統電壓質(zhì)量。
2）實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)諧波電壓分量。
3）對供電電壓、諧波分量進(jìn)行整點(diǎn)和分時(shí)段統計
4、 保護措施
1）過(guò)壓、過(guò)流保護和雷擊防護
2）失電保護，72小時(shí)內數據不丟失。
5、 監測數據
1）電壓質(zhì)量數據包括：
運行總時(shí)間、合格時(shí)間、合格率
超上限時(shí)間、超上限率、超下限時(shí)間、超下限率
最大電壓值、最小電壓值及其出現的時(shí)間
2）諧波監測數據包括：
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(shí)及合格率，畸變最大值及其出現的時(shí)間。
3）分時(shí)段統計
對電壓質(zhì)量和諧波分量可以分時(shí)段統計與考核。
可根據需要將24小時(shí)分為1-8個(gè)時(shí)段。
6、 測量精度
1）電壓測量：0.5級
2）時(shí)鐘誤差：每天≤±1s,每年≤±5min.
3）最大功耗：<3VA
4）電網(wǎng)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(chǎng)采集，或通過(guò)載波、負控等進(jìn)行數據傳輸。
2）儀表內置MODEM�？赏ㄟ^(guò)電話(huà)實(shí)現定時(shí)召喚和實(shí)時(shí)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(guò)ADSL+動(dòng)態(tài)IP地址+短消息簡(jiǎn)便采集或修改儀表數據，也可以通過(guò)ADSL+動(dòng)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(chǎng)采集。
5）上位機基于WINOWS操作平臺，各種采集的數據都能自動(dòng)生成各種報表、曲線(xiàn)、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(xiàn)和棒圖均可通過(guò)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(hù)的SQL數據庫、系統對用戶(hù)實(shí)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(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)數據監控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數據安全可靠。
3.1 IP 過(guò)濾技術(shù)
由于監控中心服務(wù)于GPRS子網(wǎng)用戶(hù)，所有訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)的IP必為GPRS子網(wǎng)內的IP ，即所有的用戶(hù)必須通過(guò)CMNET才可能訪(fǎng)問(wèn)該服務(wù)器。因此，我們在系統中采用了IP過(guò)濾技術(shù)，對所有接受的數據包進(jìn)行過(guò)濾，拋棄掉所有的非法IP數據報。這一過(guò)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(hù)只有先穿過(guò)了CMNET的安全防護才有可能訪(fǎng)問(wèn)到本系統，但對于安全措施非常強大的CMNET網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，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(guò)濾技術(shù)盡管可以防止一些非CMNET網(wǎng)段用戶(hù)的侵襲，但由于系統處于GPRS子網(wǎng)以外，IP過(guò)濾只能起到簡(jiǎn)單的安全防護，對于那些利用IP偽裝技術(shù)的非法用戶(hù)則無(wú)法識別。
由于該系統是專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)系統，訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)是預先確定的，利用這一特點(diǎn)，我們在系統中采用了用戶(hù)ID和密碼驗證技術(shù)，系統中存儲了有所客戶(hù)端的MAC地址以及密碼，對通過(guò)了IP過(guò)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(hù)，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(xié)議在客戶(hù)端和服務(wù)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(wǎng)絡(luò )出錯時(shí)都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產(chǎn)生“報文摘要”已實(shí)現對所有發(fā)送報文的數字簽名，保證了數據傳輸過(guò)程中的完整性，防止數據被篡改。
3.4 訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程跟蹤
系統對所有的訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程進(jìn)行日志記錄，包括用戶(hù)身份、IP、時(shí)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(wú)線(xiàn)傳輸數據通訊方法解決了數據遠距離通訊問(wèn)題，比起其它有線(xiàn)通訊方式有著(zhù)不可比擬的優(yōu)越性。節省了人力、物力、建設周期，大大提高了供電行業(yè)自動(dòng)化數據監控的工作效率。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
