摘 要: 在電力行業(yè),智能電網(wǎng)是未來電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,隨著智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展,作為智能電網(wǎng)的核心,通信管理機(jī)起著承上啟下的作用。作為電力自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),將系統(tǒng)的控制命令下達(dá)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)或終端,很大程度上通信管理機(jī)的好壞決定了整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)劣。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控 數(shù)據(jù)采集 嵌入式系統(tǒng) 通信管理機(jī)
1 概述
電力是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施,電力監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)視和控制電力生產(chǎn)和供應(yīng)過程,是電力安全穩(wěn)定運(yùn)行的支撐系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)配電室內(nèi)高低壓設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,它主要通過高壓微機(jī)保護(hù)、智能網(wǎng)絡(luò)儀表、低壓智能網(wǎng)絡(luò)儀表、直流屏、溫控器等設(shè)備的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遙測、遙信和遙控,實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),記錄和處理監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),及時(shí)監(jiān)測故障并通知維護(hù)人員處理,從而達(dá)到少人或無人值守,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的集中監(jiān)控維護(hù)和管理,提高供電系統(tǒng)的可靠性和供電設(shè)備的安全性。
在電力監(jiān)控系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到通信管理機(jī),通信管理機(jī)也稱作DPU,其具有多個(gè)下行通訊接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口,相當(dāng)于前置機(jī),即監(jiān)控計(jì)算機(jī),用于將一個(gè)變電所內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通訊數(shù)據(jù)整理匯總后,實(shí)時(shí)傳送至上級(jí)主站系統(tǒng)(后臺(tái)監(jiān)控中心系統(tǒng)和DCS),完成遙信、遙測功能。另一方面接收后臺(tái)監(jiān)控中心系統(tǒng)或DCS下達(dá)的命令,并轉(zhuǎn)發(fā)給變電所內(nèi)的智能監(jiān)控單元,完成對(duì)廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)程控制或裝置的參數(shù)整定,實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能。另外通信管理機(jī)也適用于規(guī)模較大、要求較高的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以及配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
2 通信管理機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的電力監(jiān)控方案多采用X86架構(gòu)工業(yè)計(jì)算機(jī)(工控機(jī))來實(shí)現(xiàn),要求7X24小時(shí)在線服務(wù),存在成本高,功耗大,兼容性差、人工依賴性高的缺點(diǎn),同時(shí)存在突發(fā)性系統(tǒng)死機(jī)或關(guān)機(jī)的問題。因此,在做通信管理機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候,除了需要考慮管理機(jī)平臺(tái)的性能和穩(wěn)定性之外,還需要考慮以下幾個(gè)因素:
通訊規(guī)約的兼容性:作為一個(gè)中間設(shè)備,承上啟下,需要與各種自動(dòng)化裝置、智能化儀表、變電站微機(jī)保護(hù)裝置等進(jìn)行連接,而各個(gè)設(shè)備之間都有不同的通訊規(guī)約,因此通信管理機(jī)需要能夠滿足這些協(xié)議的需要;
接口數(shù)量:對(duì)于通信管理機(jī)而言,接口的數(shù)量與可擴(kuò)展性能是衡量產(chǎn)品能否滿足需求的重要標(biāo)準(zhǔn)。
性能與預(yù)算的平衡:作為一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備,通信管理機(jī)的性能與價(jià)格的平衡很大程度能夠影響方案整體性能表現(xiàn)的重要因素;
多重網(wǎng)絡(luò)功能:用戶可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況配置不同的網(wǎng)絡(luò)接口,組成用戶需要的多種組網(wǎng)方式;
安科瑞憑借在電力行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)積累,提供電力監(jiān)控系統(tǒng)--通信管理機(jī)解決方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于X86架構(gòu)的系統(tǒng)方案,安科瑞ANet通信管理機(jī)采用了目前更流行的基于ARM架構(gòu)的嵌入式Linux平臺(tái)方案,具備很高性價(jià)比和較高的集成度。
ANet-2E4SM模塊化通信管理機(jī)將傳統(tǒng)管理機(jī)的接口拆分成可拼裝搭配的模塊,其中主模塊可作為標(biāo)準(zhǔn)智能通信管理機(jī)獨(dú)立工作,主模塊搭配從模塊可靈活擴(kuò)展,能增加更豐富的應(yīng)用場景,同時(shí)還可提供邊緣計(jì)算等需求。
該方案采用NXP Cortex-A7的ARM處理器,以電源管理架構(gòu)達(dá)到更低的功耗。標(biāo)配256MB DDR3和256M電子硬盤,通過嚴(yán)格EMC和高低溫測試,確保在嚴(yán)酷的現(xiàn)場環(huán)境下穩(wěn)定工作。具有豐富的硬件接口,存儲(chǔ)方面支持USB以及TF卡接口,可擴(kuò)展存儲(chǔ)空間,能保證長時(shí)間的斷點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),完整的報(bào)警記錄、日志記錄存儲(chǔ)。通訊方面支持RS485、Lora、RJ45以太網(wǎng)口、4G等接口,容易擴(kuò)展,可以對(duì)眾多設(shè)備同時(shí)進(jìn)行管理。
在通訊規(guī)約方面,經(jīng)過不斷的開發(fā)擴(kuò)展,目前采集協(xié)議支持ModbusRtu/TCP、DL/T645-1997/2007、DL/T698.45-2017、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET、 西門子 S7 協(xié)議等。轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議支持ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、DGJ08-2068-2012 上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010 江蘇建筑能耗、杭州等地省市能耗、寧夏電力需求側(cè)、華云 104 協(xié)議、SNMP、MQTT 協(xié)議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1 等。能夠保證通信管理機(jī)對(duì)下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,對(duì)上進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的需求。
3 典型案例
4 結(jié)語
通過基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的通信管理機(jī)在電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目上的實(shí)際應(yīng)用,充分體現(xiàn)了它的優(yōu)勢,通信管理機(jī)的整體穩(wěn)定運(yùn)行,可以滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的各項(xiàng)需求,為系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了很好的技術(shù)保證。安科瑞憑借在電力行業(yè)的多年深耕,通過新的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與邊緣計(jì)算技術(shù),結(jié)合有線與無線通信方式,提供的通信管理機(jī)解決方案可有效降低系統(tǒng)成本,提高系統(tǒng)集成度,實(shí)現(xiàn)配電房、臺(tái)區(qū)、分布式新能源發(fā)電(光伏、風(fēng)電)等場景的電力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、聯(lián)動(dòng)控制等功能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化及無人值守。
5 產(chǎn)品證書
更新時(shí)間：2024-01-31 
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