基于无线传输的关口表数据统计与远程监测统研究.doc

基于无线传输的关口表数据统计与远程监测统研究 常源 刘罡 顾迎 国网辽宁省电力有限公司计量中心 摘 要： 为了实现不同供电区域变压器关口表数据的统计和实时监测, 通过对各个节点变压器关口表电量数据的提取, 采用无线信号传输技术将多节点电量数据远传至无线采集终端, 再通过网络接口将数据传输至上位机数据监测平台上位机采用组态王软件开发关口表数据统计与远程监系统, 实现不同区域电量数据的实时监测、数据分析和数据存储, 并结合 Web 界面发布技术实现监测数据的全局共享通过实际监测数据表明, 该系统能够有效的实现不同区域关口表数据的实时监测, 为提高电力系统数据监测的智能化程度、实现数据快速统计分析以及费用计量提供了一种重要的技术手段关键词： 关口表; 无线信号; 组态王; 监测; Web 界面; 费用计量; 作者简介：常源 (1990-) , 助理工程师主要从事关口计量装置相关方面的研究Research on Data Statistics and Remote Monitoring System of Gateway Meter Based on Wireless TransmissionCHANG Yuan LIU Gang GU Ying Metering Center of Liaoning Electric Power Co., Ltd.; Abstract： In order to realize the statistics and real-time on-line monitoring of transformer gateway data in different power supply areas, the voltage data of each node transformer was extracted. The multi node electrical energy data is transmitted to the wireless acquisition terminal based on wireless signal transmission technology, then the data is transmitted to the data monitoring platform of the host computer through the network interface. The Kingview software was used in a PC to develop the data statistics and remote monitoring system of the gateway, and the real-time monitoring, data analysis and data storage of power data in different areas were realized. In addition, the Web interface publishing technology is used to realize the global sharing of monitoring data.The actual monitoring data show that, the system can effectively realize real-time on-line monitoring of gateway data in different areas, which provides an important technical means for improving the intelligence degree of power system data monitoring, fast data statistics and analysis and cost measurement.Keyword： gateway meter; wireless signal; kingview; online monitoring; Web interface; cost measurement; 0 引言关口表作为电量计量的主要仪器设备, 是保证电力市场能否正常运行的重要环节和关键装置[1,2]。

其记录的电能量是技术经济指标统计及核算的基础数据, 关口表计量的准确性直接关系到发、供电企业的经济利益和社会效益[3]因此, 及时、可靠的获取各关口表的数据信息是加强电能线损监督、提高发、供电企业工作效率、优化电力系统整体监测性能的重要保障[4,5]目前, 不同区域关口表的电量数据获取还主要以人工抄表的方式, 大量的抄表工作容易造成电能数据误记录和漏记录的问题和弊端;部分关口表虽然能通过通讯接口实现调度的统一数据管理, 但复杂的有线数据传输系统经常出现故障, 大大降低数据信号传输和获取的时效性因此, 如何实现大区域范围多节点关口表电量的集中数据统计和远程监测, 对提高关口表电量的数据精度和获取效率, 成为电力系统急需解决的瓶颈问题1 监测系统总体结构基于无线传输的关口表数据统计与远程监测统总体结构如图 1 所示, 系统采用三层集散式结构框架, 包括数据采集层、数据传输层和数据分析、存储层[6,7]数据采集层主要包括用于检测和提取变压器端及变电站端各子关口表电量数据的采集单元;数据传输层包括无线传输单元和网络传输单元, 无线传输单元包括无线信号发射装置和无线信号接收装置, 无线信号发射装置将数据采集单元获取的各子关口表的电量信息, 通过无线传输方式发送至无线信号接收装置, 无线信号接收装置将各子关口表的电量数据信息进行打包后经过通讯网络远传至上位机[8];数据分析、处理层主要以上位机 PC 机构建的数据统计与监测系统为主, 利用组态王软件构建的数据分析与监测平台实现各子关口表电量数据的存储、分析、数据统计、报表整理等, 并通过 Web 界面发布技术将数据进行全局实时共享。

图 1 关口表数据统计与远程监测统总体结构 Fig.1 The overall structure of data statistics and remote monitoring system for gateway meter 下载原图2 多节点数据无线传输2.1 关口表数据采集现有的关口表多带有用于信号提取的低速通信串口 (RS485) 和光电通信接口本文采用专用的无线数据采集模块实现与各子关口表的数据交互, 通讯协议采用 Modbus 协议, 通讯波特率设置为 19200bps由于多个无线数据采集模块要与一个无线信号采集终端进行通讯, 因此, 需要对每个无线数据采集模块进行地址定义, 其定义格式为 0000#, 例如采集第一个关口表数据的无线数据采集模块, 其地址定义为 0001#, 以此类推, 实现各关口表无线数据采集模块的定义2.2 多节点数据传输基于无线传输的关口表数据统计与远程监测系统的数据传输以无线传输为主, 网络传输为辅, 无线采集终端作为多个子关口表无线数据采集模块的数据集成中枢, 实现多个子关口表电量的数据集中和打包处理, 并将数据通过网络通讯远传至上位机其数据传输模式与结构如图 2 所示。

图 2 多节点数据传输模式与结构 Fig.2 Multiple data transmission mode and structure of node 下载原图为了实现无线采集终端与上位机远程数据统计及监测系统的通讯, 需要对无线采集终端及上位机进行通讯地址设定设定项包括 IP 地址、子网掩码和默认网关由于上位机同时与多个无线数据采集终端进行通讯, 需要对进行各无线数据采集终端的网络通讯地址进行分别设定如表 1 所示各无线数据采集终端的网络地址设定参数除表 1 中 IP 地址最后设置位不同外, 其它参数均相同, 每个采集终端具有唯一的 IP 地址, 用于区分不同的数据采集终端子站, 上位机根据 IP 地址分别对各子站进行数据读取表 1 网络通讯设置参数 Tab.1Setting param eters ofnetw ork com m unication 下载原表 各关口表电量数据的传输通过每个无线数据采集模块, 而无线采集终端负责实现各子关口表数据的集成, 其数据采集流程图如图 3 所示, 设备上电和系统初始化后, 无线采集终端开始以周期为单位对下属的各子关口表的电量数据进行采集, 全部采集完毕后, 将该采样周期的数据进行打包, 通过网络传输给上位机系统进行数据分析和显示, 此时, 采样周期自加 1, 进入下一个采样周期, 实现数据的连续采集和传输。

图 3 数据采集流程图 Fig.3 Flow chart of data acquisition 下载原图3 数据统计与监测平台开发3.1 数据监测界面开发关口表数据统计与远程监测系统以组态软件为开发平台, 实现不同区域多节点关口表数据的监测, 同时开发数据查询、曲线查询、报表查询以及监测节点分布图等多项功能[9-10], 实现各节点关口表电量数据的实时显示、曲线数据查询、数据库存储与调用, 月、季度以及年报表的统计、打印等功能, 关口表电量数据监测系统的组态界面如图 4 所示图 4 关口表数据监测组态界面 Fig.4 Interface configuration of gateway data monitoring 下载原图3.2 Web 界面全局发布利用组态王自带的 Web 界面全局发布功能[11,12], 可实现监测数据的全局共享和网络共享关口表数据统计与远程监测系统的 Web 界面全局发布网络结构如图 5 所示, Web 界面全局发布采用 B/S 结构, 以数据监测平台为中心, 通过局域网络和 Internet 网络将数据监测平台界面共享到各部门科室、领导办公室以及其它区域监测机构, 并对不用级别的监测部门分别设置不同的等级和权限, 用户等级包括高级用户、中级用户和一般用户。

权限等级包括数据查阅权限, 数据下载权限以及数据统计权限等, 通过 Web 界面发布功能, 实现区域关口表数据信息的实时共享, 有效提高数据的可视化和透明化程度, 完善整个电网的数据监测机制图 5 Web 界面全局发布网络图 Fig.5 Global publishing network diagram of Web interface 下载原图4 结论论文提出了一种基于无线传输的关口表数据统计及远程监测系统, 采用无线数据采集模块获取各节点关口表的电量信息, 利用无线采集终端集成各子关口表的数据信息, 通过网络通讯将数据远传至上位机上位机采用组态王软件开发不同区域关口表的数据监测平台, 并通过 Web 界面全局发布技术实现监测数据的实时全局共享, 大大提高不同区域关口表数据的可视化程度和集中处理能力为提高电力系统的自动化、集成化程度, 实现数据的精确统计和分析提供了一种重要的技术手段参考文献[1]张仁民, 黄雪昀, 何江涛, 等.基于关口表的配变数据采集及分析系统[J].电工文摘, 2014, 4. [2]贾廷伟.电厂关口表处理器数据采集方法的改进和实现[J].科技信息:学术研究, 2007, 31. [3]李会杰, 姚建刚, 谷林峰, 等.基于关口表数据库的输电费用实时计算系统开发[J].电力自动化设备, 2007, 4. [4]吴乾坤.关口电能量采集及远传终端的应用与发展[J].黑龙江水利科技, 2010, 3. [5]苗竹梅, 张秦松.关口表计远方抄表及主网线损监测系统[J].中国电力, 1997, 9. [6]纪建伟, 丁皓, 李征明, 等.基于无线传输的稻田灌溉监控系统[J].农业工程学报, 2013, a01. [7]孙继平.矿井宽带无线传。