ZigBee變電站無線監(jiān)控解決方案
變電站綜合自控是利用微機技術(shù),將變電站的二次設備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等)進行功能組合和優(yōu)化設計、實現(xiàn)對變電站的主 要設備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護,以及調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。目前我國每天投入電網(wǎng)運行的數(shù)百座新建電站均采用了綜合自 動化系統(tǒng),同時,每年還有一定數(shù)量的老變電站的技術(shù)改造也以綜合自動化系統(tǒng)模式為主。
傳統(tǒng)的變電站綜合自動系統(tǒng)是通過有線的網(wǎng)絡進行信號的采集、傳輸和發(fā)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(wǎng)絡技術(shù)應用于各種網(wǎng)絡系統(tǒng)已成為勢不可擋的趨勢,無線網(wǎng)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(wǎng)絡的特點。
系統(tǒng)組成
整個變電站監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成,分別是前端監(jiān)控數(shù)據(jù)采集設備、ZigBee傳輸設備、中心監(jiān)控系統(tǒng)。
1、前端監(jiān)控數(shù)據(jù)采集設備
整個變電站的正常運行需要實時監(jiān)控多個參數(shù)的運行狀況,數(shù)據(jù)采集設備就是用于實現(xiàn)各個監(jiān)控節(jié)點的參數(shù)采集,并將采集得到的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給ZigBee傳輸設備。
2、ZigBee傳輸設備
ZigBee傳輸設備在整個系統(tǒng)中用于實現(xiàn)傳輸通道的建立,設備能夠?qū)崿F(xiàn)自組網(wǎng)功能。當ZigBee設備從采集終端接收到監(jiān)控數(shù)據(jù)后,通過自組建的無線網(wǎng)絡傳輸發(fā)送到監(jiān)控中心,同時,監(jiān)控中心也可通過ZigBee網(wǎng)絡對各個監(jiān)控節(jié)點發(fā)出控制指令,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信以達到遙測、遙控的目的。
3、中心監(jiān)控系統(tǒng)
中心監(jiān)控系統(tǒng)主要由服務器機組和平臺軟件主組成,當中心監(jiān)控系統(tǒng)接收到監(jiān)控數(shù)據(jù)后,會對數(shù)據(jù)進行各種分析,并據(jù)分析結(jié)果進行各種控制操作,如發(fā)出告警信息、向終端監(jiān)控設備發(fā)出控制指令等等。
網(wǎng)絡架構(gòu)
根據(jù)監(jiān)控中心與實際變電站的距離,我們提出兩種網(wǎng)絡實施架構(gòu),當監(jiān)控中心就布設在變電站時,數(shù)據(jù)傳輸采用ZigBee無線直接進行短距離傳輸接入,整個ZigBee無線網(wǎng)絡采用舜通智能zigbee中繼器進行組建,如下圖
當中心節(jié)點通過GPRS網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心時,中心網(wǎng)絡有多種網(wǎng)絡接入方式:
1)中心采用APN專線, 所有終端都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP,客戶中心通過一條APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡,在GGSN與移動公司互聯(lián)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。只有該專網(wǎng)內(nèi)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(nèi)部建立RADIUS服務器,以保證用戶內(nèi)部安全。用戶在內(nèi)部建立DHCP服務器(或在APN路由器內(nèi),啟用DHCP功能),為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。
此種方案無論實時性,安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高,適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的情況下的最佳組網(wǎng)方式。
2)控制中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接,采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務的??蛻粝扰cDNS服務商聯(lián)系開通動態(tài)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(wǎng)動態(tài)IP,建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用,但穩(wěn)定性受制于DNS服務器的穩(wěn)定,所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規(guī)模應用。
3)控制中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接,采用公網(wǎng)固定IP服務的。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務,中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM直接向中心發(fā)起連接。運行可靠穩(wěn)定,推薦此種方案。
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