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引言

配網自動化終端是配網自動化的重要組成部分,可實現配電網可視、可測和可控,更為配電網故障快速定位、隔離、復電控制等提供可靠保障。配網自動化終端與主站的通信質量直接影響配電網的實時監控及調度。當前配網自動化終端采用光纖專網、無線公網兩種方式與主站通信。其中配網自動化終端采用無線公網通信時,受使用環境、天氣、無線信號等因素影響,容易與主站斷開網絡連接。但采用無線公網通信的配網終端一般都是在農村、山區等分布廣、較分散的區域;運維半徑大、風險大、成本高。當配網終端與主站的通信中斷時,其三遙數據均無法上送至主站,該設備成為孤立設備,直接影響調度監控。發生此種情況時,只能由運維人員到配網自動化終端的安裝地點現場進行故障排查及處理,增加了運維壓力。

在配網自動化終端運維管理中,我們發現出現此種情況的配網自動化終端有很大一部分是由于通信模塊內部程序出錯或因溫濕度異常等不可控因素導致宕機。其處理方式很簡單,只需重啟通信模塊即可使其恢復正常運行,并與主站重新建立網絡通道連接,恢復通信,重新上線。為提高配網自動化終端的在線率,減輕終端運維壓力,提高配電網可靠性,我們通過對配網自動化終端通信模塊進行技術改造,使得主站能通過手機短信對其進行遠程重啟。

1配網自動化終端新型通信模塊的設計方案

1.1通信模塊的硬件設計

當前的通信模塊采用單一物聯網卡,與主站建立無線網絡鏈路通道。本方案通過在原有基礎上,增加了短信收發單元,使得通信模塊具有網絡、短信雙重通信方式,可以和主站進行信息交互。其中,短信收發單元用來遠程重啟通信模塊,如圖1所示。

（1)短信收發單元:讀取收到的短信或發送短信。收發短信的s1M卡,可以是獨立的s1M卡,也可以與s1M物聯卡共用。

（2)網絡數據單元:用于建立無線物聯網絡。

（3)數字加密/解密單元:為短信數據及無線網絡數據提供數字加密支持。

（4)數據處理單元:對接收的短信數據、網絡數據進行處理。

(5）執行單元:執行相應的操作。

(6）數據采集單元:接收/發送被采集對象的相關數據。

經重新設計后的新型通信模塊具有了短信與無線網絡兩種加密信息通道,與主站實現了N-1信息通道交互。

1.2通信模塊短信重啟流程設計

為確保配網自動化終端安全、穩定、可靠運行,僅由主站進行短信重啟,不受外界垃圾短信的干擾,其短信必須進行安全驗證。在本方案中,短信是經主站進行數字加密,終端接收到短信后,通過相應的程序驗證短信來源是否安全可信后,才對短信解密,并讀取短信指令,按指令重啟通信模塊。短信重啟流程設計如圖2所示。

2新型通信模塊的應用前景及其效果評估

根據我們日常運維經驗,配網自動化終端的在線率通常在95%左右,也就是說通常有5%的終端不在線,即與主站通信中斷。我們發現這部分出現通信中斷的終端,有50%左右是可通過重啟通信模塊來恢復的。

一個地市局至少也有幾千臺采用無線公網的配網自動化終端,由于配網自動化終端安裝位置分布廣、距離遠,需消耗大量人力、物力、時間,才能滿足正常的運維需求。如果采用這種新型通信模塊,只要有20%的故障終端能通過短信遠程重啟來解決通信中斷問題,即可減輕運維壓力,節省運維經費,減少故障處理時間。以某局終端數量2000臺,當月終端在線率95%,短信重啟成功率20%來計算,當采用了新型通信模塊后,當月產生效益如表1所示。

當前,配電網自動化發展迅速,自動化終端應用數量眾多,配電終端所面臨的問題主要在于數量眾多,分布面廣,運行環境復雜,可靠性難以保證,運維壓力及運維成本逐年增加。而通過使用短信遠程重啟的新型通信模塊,可極大地減少運維量及運維成本:提升配網自動化終端的在線率,提高經濟效益,提高配電網的供電可靠性。因此,新型通信模塊的應用前景將越來越廣闊。

3結語

配網自動化終端通信模塊的改造,增加了配網自動化終端的聯網能力,為主站新增了對配網自動化終端的遠程管理、運維功能。遠程維護管理功能可以從根本上改善配網自動化終端在線率,可提高配電網的智能調控效果、運行中的通信性能及故障處理能力,進而提升配電網供電的安全性、可靠性和穩定性。