系統概述
電網排程系統的開發目標是建立一個安全可靠，能提供各種高階服務，並有為應用程式的執行和實施提供較強功能的開放式平臺和執行在該平臺的多個相對獨立的應用子系統組成的系統，成為一個符合配電系統現代化管理要求的，分散式，開放式，模組化，可擴充的配電變壓器綜合管理系統。基礎平臺除提供基本的硬體技術和作業系統核心外，還提供諸如資料庫系統、資訊傳遞、人機介面、實時環境應用程式等基礎服務。基於基礎平臺之上的各應用子系統包括：能量管理（EMS）、配電變壓器管理、線損管理、自動抄表、VQC 功能，諧波資料，購電量管理，資料查詢，自動報表，圖表和與其他系統的介面等。這些子系統之間在開放系統結構（OSA）基礎上實現有機的橫向和縱向整合，形成一個完整的配電變壓器綜合管理資訊系統。廈門才茂Zigbee 電網排程自動化系統的網路架構如下圖所示，系統分為三個部分，分別是監控中心主站、Zigbee+GPRS 資料傳輸終端、監控終端裝置。主站主要完成人機互動工作；網路代理伺服器主要負責網路資料鏈路建立和資料收發的透明中轉；Zigbee+GPRS 資料傳輸終端完成資訊的上送與下發；監控終端裝置主要完成數字量與模擬量的採集。
工具/原料
ZIGBEE協調器、路由器、終端節點
流量卡
方法/步驟
本系統中心伺服器通過 GPRS APN 專線接入企業路由器，進入 GPRS APN 內網，獲取固定 IP 地址。監測點資料無需路由到 Internet 網路，監測點 DTU 也採用該 APN 內的 SIM 卡。採用這種方式 組成點對多點網路具有安全性高的特點，且穩定性高、適時性好。Zigbee+GPRS 資料傳輸終端上電後，它會根據預先設定在其內部的 IP 地址主動訪問中心 GPRS DTU 伺服器，和監控中心建立 TCP/IP 鏈路。監控中心主站本身維護接入的每個 Zigbee 終端的網路ID 號和裝置 ID 號，當主站要向某個監控終端提出資料請求時，它會根據網路 ID 號和裝置 ID 號來 找到對應的終端，將命令下發到該終端，終端響應後通過 Zigbee 終端將資料經 Zigbee 協調器傳 輸到 GPRS DTU，GPRS DTU 把資料發到網路代理伺服器埠，通過埠影射轉發到監控中心主站， 即完成了一個應答式的通訊流程。
三、系統結構
系統分為三個部分，分別是監控終端裝置、Zigbee+GPRS 資料傳輸終端、監控中心主站。
（1）監控終端裝置該監測系統採用的綜合係數檢測裝置（RTU）是根據電力需求側管理技術要求設計、製造的一種高科技產品。它採用高精度數字取樣處理技術，集資料採集、顯示、儲存、通訊等多功能於一體，並可通過後臺軟體將儲存記錄的資料以圖表或報表的形式顯示、列印和分析。其科技領先，功能強大、可靠性高，可廣泛應用於配電自動化系統的監測。
其主要功能有：
AGC 每4s 一次調節令，日負荷曲線，繼電保護定值整定分析，水電及抽水蓄能執行等多個引數
技術引數：
·額定技術引數 額定電壓:Un：100V
額定電流: In：5A
額定頻率: Fn：50Hz
·測量準確度 電壓/電流/頻率：0.2級
功率因數/有功功率/無功功率：0.5級
有功電量/無功電量：1.0級
·內建快閃記憶體容量
儲存容量：1024k 位元組，可實現連續84日資料記錄（每15分鐘記錄一次）
·精度 電壓/電流/頻率：0.2級
功率因數/有功功率/無功功率：0.5級
有功電量/無功電量：1.0級
系統引數設定
裝置的 CT、PT 變比
據儲存間隔
系統時鐘
LCD 對比度
過壓引數
欠壓引數
過流引數
（2）Zigbee 資料傳輸終端----採用廈門才茂通訊科技有限公司的 Zigbee
廈門才茂工業級 Zigbee 按照惡劣環境要求設計，具有極強的抗干擾能力、低功耗、組網靈活， 效能可靠穩定等優點和特性。Zigbee 是一個將 RS232 串列埠裝置的串列埠通訊立即轉換為 Zigbee 無線網 絡通訊的雙向轉換傳輸裝置。才茂 Zigbee2007pro，根據使用者自己的實際需要進行選定。Zigbee 包括 三種類型：協調器(Coordinator)、 路由器(Router)、終端節點（End Device），這三類裝置具備不同的網路功能，協調器時網路的中心節點，負責網路的發起組織、網路維護和管理功能；路由器負責資料的路由中繼轉發；終端節點只進行本節點資料的傳送和接收。在一個 Zigbee 應用網路中，必須有且只有一個協調器和多個路由器或者終端節點組成。
CM 3160P GPRS DTU 採用 ARM9 高效能工業級嵌入式處理器，以實時作業系統為軟體支撐平臺,超大記憶體,內嵌自主智慧財產權的 TCP/IP 協議棧。為使用者提供高速，穩定可靠，資料終端永遠線上，多種協議轉換的虛擬專用網路。針對網路流量控制的使用者，產品支援語音，簡訊，資料觸發上線以及超時自動斷線的功能。同時也支援雙資料中心備份，以及多資料中心同步接收資料等功能。公司產品已廣泛應用於金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。
一、無線引數
1、 支援 EGSM900/GSM1800 無線網路
2、 GPRS multi-slot class 10
3、 編碼方案：CS1~CS4
4、 符合 SMG31bis 技術規範
5、 Compliant to GSM phase 2/2+
6、 支援資料、語音、簡訊和傳真
二、硬體系統
1、 CPU：工業級高效能 ARM9 嵌入式處理器，帶記憶體管理 MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB
Icache
2、 FLASH：8MB，可擴充到 32MB
3、 SDRAM：64MB，可擴充到 256MB
4、 介面：
廈門才茂CM3150P:
1 個 RS232 串列埠。（根據需要，可支援 RS422/RS485），
串列埠速率：110bps ~ 230400bps
資料位支援：8 位 或 7 位
奇偶校驗位：無 或 奇數校驗 或 偶數校驗 停止位：1 位 或 2 位
流控：無或 RTS/CTS
廈門才茂CM3150EP:
1 個 RS485 介面。（根據需要，可支援 RS232/422）
串列埠速率：110bps ~ 230400bps
資料位支援：8 位 或 7 位
奇偶校驗位：無 或 奇數校驗 或 偶數校驗 停止位：1 位 或 2
流 控：無或 RTS/CTS
控制口：RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1)
指示燈：具有電源、通訊及線上指示燈。
天線介面：標準 SMA 陰頭天線介面，特性阻抗 50 歐。
UIM 卡介面：3V/5V 標準的推杆式使用者卡介面。
電源介面：標準的 3 芯火車頭電源插座。
語音介面：標準的耳機麥克風介面。
5、 供電：
外接電源：DC 9V 500mA
寬電壓供電：DC 5-32V
通訊電流：350mA
待機電流：35mA
6、 尺寸：
外形尺寸：92.7x61.3x23 mm（不包括天線及固定件）
7、 其他引數：
工作環境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對溼度 95%(無凝結)
三、軟體功能
1. TCP/UDP 透明資料傳輸；支援多種工作模式。心跳包技術。
2. 智慧防掉線，支援線上檢測，線上維持，掉線自動重撥，確保裝置永遠線上。
3. 支援 RSA，RC4 加密演算法
4. 支援虛擬值守 VWM（Virtual Man Watch）功能，確保系統穩定可靠
5. 支援虛擬資料專用網（APN/VPDN）
6. 支援資料中心動態域名和 IP 地址訪問
7. 支援 DNS 動態獲取，防止 DNS 伺服器異常導致的裝置當機。
8. 支援雙資料中心備份
9. 支援多資料中心同時接受資料
10. 支援簡訊、語音、資料等喚醒方式以及超時斷開網路連線。
11. 支援短訊息備份及告警。
12. 多重軟硬體看門狗
13. 資料包傳輸狀態報告。
14. 標準的 AT 命令介面
15. 可以用做普通撥號 MODEM
16. 支援 telnet 功能。
17. 支援遠端配置，遠端控制
18. 通過串列埠軟體升級
19. 同時支援 LINUX、UNIX 和 WINDOWS 作業系統
（3） 監控中心主站
主站系統最裡面層為作業系統及系統軟體。第二層為系統支援軟體層，包括資料庫系統、電力系統模型、資料採集和傳輸。電力系統模型主要指電力系統裝置物件化及網路拓撲；資料庫系統分執行庫、基礎庫、標準庫和歷史庫四部分；資料採集和傳輸就是將各種資料從不同的終端根據各種通訊協議採集過來，但並不進行處理，再通過網路分發給需要這些資料的系統。第三層為基礎應用層，將採集過來的資料經過各種處理，通過 GUI 介面顯示給使用者。第四層為高階應用層，它所產生的資料主要是供電力系統進一步管理和決策用。
上位軟體主要完成以下功能：
（1）電網 EMS 排程系統，變壓器執行監控，直屬電廠和變電站群異常情況監控，資料的分析、處理和存檔，RTU 的引數設定及狀態顯示。既能獲得配電網執行的基本資訊，又為功能擴充提供很好的基礎。
（2）自動抄表系統 根據設定的時間自動抄錄配電變壓器和使用者的電度數。並具有電錶異常告警，跟蹤抄表記錄和操作記錄等輔助功能。
（3）使用者購電量管理 對於信譽比較差的使用者，通過系統對它進行先購電後供電，並在使用電量達到某些比例時進行警告。
（4）線損管理 主要是臺區線損管理和線路線損管理。
（5）配電裝置管理 主要是配電線路和配電變壓器等裝置的管理。
（6）終端錯誤智慧識別 終端錯誤分為通訊恢復，通訊中斷（某一終端連續三次召測不到）， 終端無線錯誤（一天連續十次召測不到），無線中斷（連續有三十個終端召測不到）。
（7）負荷預測 通過計算主站和分站所有臺區的總有功功率總加值來初步預測下一階段的負荷情況。
（8）電容器投切 根據電壓和功率因數就地進行調節，調節時考慮時間因素和投切次數。在就地調節失靈的情況下能夠遠方監視和遠方控制。如果終端無調節投切功能，系統能夠遠方計算後控制電容器投切。
（9）終端操作 可以遠方讀取或者設定終端的引數，如變壓器的整定引數等。可設定開關合閘，開關分閘。可讀取或設定 VQC 引數。
（10）與營銷系統資料庫的介面 能方便地為營銷系統提供資料來源。
（11）採集諧波資料 通過系統能夠採集使用者的各次諧波含量。
（12）使用者竊電管理 增加使用者電量與功率轉換為電量的比較，通過設定比例係數，來進行警告，比如當有功功率產生而電量不動時，則產生警告。
四、結論
實現我國電網排程自動化，是提高供電質量、用電可靠性和提高電力企業自身水平的需要,Zigbee 作為一種新的通訊手段，應用在配電自動化中有很多優點, 基於 Zigbee 通訊的配電變壓器綜合管理系統是一個較有應用前景的實現方案。