一、 前言

變電站綜合自控是利用微機(jī)技術(shù)，將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）進(jìn)行功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)對變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。目前我國每天投入電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)百座新建電站均采用了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)，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(dòng)化系統(tǒng)模式為主。

傳統(tǒng)的變電站綜合自動(dòng)系統(tǒng)是通過有線的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號的采集、傳輸和發(fā)送。變電站設(shè)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(hù)費(fèi)用高。無線ZigBee的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已成為勢不可擋的趨勢，無線網(wǎng)絡(luò)不僅可提供更大的靈活性、活動(dòng)性，還可以省去花在綜合布線上的費(fèi)用和精力，這無疑更符合未來網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。

二、 項(xiàng)目架構(gòu)實(shí)施方案

2．1 系統(tǒng)組成

整個(gè)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(shè)備、ZigBee傳輸設(shè)備、中心監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1.1前端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集設(shè)備

整個(gè)變電站的正常運(yùn)行需要實(shí)時(shí)監(jiān)控多個(gè)參數(shù)的運(yùn)行狀況，數(shù)據(jù)采集設(shè)備就是用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)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(shè)備。

2.1.2 ZigBee傳輸設(shè)備

ZigBee傳輸設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)傳輸通道的建立，設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自組網(wǎng)功能，最大可支持65000個(gè)點(diǎn)。當(dāng)ZigBee設(shè)備從采集終端接收到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后，通過自組建的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)送到監(jiān)控中心，同時(shí)，監(jiān)控中心也可通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)對各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制指令，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信以達(dá)到遙測、遙控的目的。

這個(gè)方案中我們所采用的ZigBee傳輸設(shè)備有兩種，一種是只有ZigBee的F8914，還有一種是帶ZigBee+GPRS的F8114，兩者的區(qū)別在于前者完全用ZigBee無線網(wǎng)來傳輸，而后者可先通過ZigBee無線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)（由F8114擔(dān)當(dāng)），然后再通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。

2.1.3 中心監(jiān)控系統(tǒng)

中心監(jiān)控系統(tǒng)主要由服務(wù)器機(jī)組和平臺(tái)軟件主組成，當(dāng)中心監(jiān)控系統(tǒng)接收到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后，會(huì)對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析，并據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行各種控制操作，如發(fā)出告警信息、向終端監(jiān)控設(shè)備發(fā)出控制指令等等。

2.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

根據(jù)監(jiān)控中心與實(shí)際變電站的距離，我們提出兩種網(wǎng)絡(luò)實(shí)施架構(gòu)，當(dāng)監(jiān)控中心就布設(shè)在變電站時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸采用ZigBee無線直接進(jìn)行短距離傳輸接入，整個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)采用F8914進(jìn)行組建。

如下圖所示：

當(dāng)中心監(jiān)控與變電站的距離較遠(yuǎn)時(shí)，終端數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)，然后中心節(jié)點(diǎn)再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行谋O(jiān)控室，中心節(jié)點(diǎn)采用帶有GPRS的設(shè)備F8114。組網(wǎng)如下圖

當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心時(shí)，中心網(wǎng)絡(luò)有多種網(wǎng)絡(luò)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(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，在GGSN與移動(dòng)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?jiān)?/font>APN。只有該專網(wǎng)內(nèi)的SIM卡才能進(jìn)入該APN，防止其他非法用戶的進(jìn)入。用戶可以內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，以保證用戶內(nèi)部安全。用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。