电网低压配电远程自动监控系统

　　长期以来，供电企业要实时掌握分布在不同地点的台区的负荷及工作状态数据是电力供应部门需解决而又得不到切实解决的问题。对台区运行数据，传统的手工抄表，费时，费力，准确性和实时性得不到可靠的保障，手工抄表更不能解决数据的实时性问题。在电力行业信息化过程之中，台区的负荷及工作状态数据的自动化抄送具有非常重大的意义，因为台区的负荷及工作状态数据是电网安全运行的基础，台区运行数据是电力行业销售过程中的最原始的数据，数据的准确度和及时性，直接影响了行业内部其它信息化水平?。

　　本文利用移动GPRS模块的无线网络功能，开发配电台区的实时监控系统，可很好地解决对配电变压器的远程监控及各种电参数的采集、运转、存储、调用等问题。当发生故障或出现异常时，迅速发短信给责任人报警，以便及时让责任人处理故障，可以减少停电时间，及时恢复正常供电。在正常供电时，根据数据采集器采集的电压、电流、功率、电能等各项参数，可以及时调整或平衡配变的负载，降低线损，优化网络的运行，改善供电质量。另外，低压配电实时监控系统还具有防窃电功能，有效防止窃电行为发生，提高了监控的及时性和准确性。

　　1 电网配电UML监控的结构

　　UML易于表达且功能强大，适用于许多不同系统的开发，如Web应用程序、信息管理系统、实时系统、分布式系统、监控系统等。现以低压配电网实时监控系统为实例，采用基于RUP软件开发过程的UML建模方法，分别绘制用例图、顺序图和类图等UML图形对电网低压配电监控系统进行建模。

　　1．1监控系统构成

　　由下位机与上位机系统组成，下位机系统负责命令的交互、数据的采集、数据的传输和实时监控，上位机系统负责命令的交互、数据的传输、和数据的处理以及自动生成报表。数据采集器与GPRS通讯模块通讯接口通过RS232总线，控制GPRS模块的接收命令或发送数据。系统结构如图1所示。

图1系统结构图.

　　当数据采集器接收到终端主机要求采集命令后，采集多功能表的数据，进行数据处理并存储数据，通过GPRS通讯模块发送到供电所终端主机上；终端主机实时接收数据采集器传送的各种数据并分析。数据管理软件对本地数据库进行数据记录管理，通过人机交互界面管理所有辖区内的多功能表的历史信息及自动生成报表等工作。一旦发生报警，报警数据将主动上传供电所终端，同时以通过GPRS网络短信形式发送到指定责任人手机上。

　　1．2系统的用例设计

　　用例图表示一个系统对于系统外部的交互者的功能，用例是系统提供的高级功能块，监控系统的执行者主要包括操作员和管理员以及下位机的数据采集终端部分，操作员和管理员的操作权限不一样¨J。根据用户需求设计系统用例如下：①系统登录；②系统工具(记录操作人员及进出系统的时间以及对每个台区进行校时，设定数据采集时需查看的当前实时数据和采集历史数据)；③台帐管理(对每个台区台变信息进行增加、删除、修改及查看所有台区的台变信息)；④数据采集：⑤数据查询(对已采集的历史数据用曲线图或表格的形式显示)：

　　⑥报表打印(对已采集的历史数据可自动生成单个台变或综合的日、月、季、年报表)；⑦系统维护(管理操作员和管理员信息)⑧系统管理(注销、锁定系统，修改密码)。系统的用例图如图2。

图2系统的用例图.

　　2数据采集器

　　数据采集器实现多功能表的数据采集和对上位机终端数据的传输，采用双串口的单片机，可实现同时与多功能表和无线GPRS模块通讯。该电路由单片机W77E58B、数据存储模块、串行通讯接口、看门狗电路、硬件时钟模块、人机界面模块，扩展接口8255等部分组成。硬件框图如图3。

图3数据采集器.

　　数据采集包括当前数据采集，一个星期的历史数据采集，校时功能，停电、全失压、失电以及撤消命令事件处理功能等。扩展接口8255可进行事件报警、远程通讯、备用电源、工作指示等作用。多功能电能表采用的是河南许继集团的产品，具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲变送输出等功能的多功能智能电表，能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输，实现LED现场显示和远程RS．485数字接口通讯，数据采集顺序如图4。

图4数据采集顺序图.

　　3 GPRS通讯模块

采用的是天工实验室研制的M300A型GPRS模块，它是一款完全透明的GPRS无线调制解调器，模块提供灵活透明的数据传输、内嵌TCP／IP协议、动态IP地址管理等功能。对于GPRS模块可以采用超级终端对包括通讯波特率设置、接入网关设置、移动终端类别设置。由于GPRS是基于IP协议的，数据包在主机与GPRS服务器群中间的传输使用IP的分组，一般采用PPP协议进行G