安科瑞 崔麗潔

摘 要：在電力行業(yè)，智能電網(wǎng)是未來電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，隨著智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展，作為智能電網(wǎng)的核心，通信管理機起著承上啟下的作用。作為電力自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，將系統(tǒng)的控制命令下達到各執(zhí)行機構(gòu)或終端，很大程度上通信管理機的好壞決定了整個配電自動化系統(tǒng)的優(yōu)劣。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控 數(shù)據(jù)采集 嵌入式系統(tǒng) 通信管理機

1 概述

電力是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，電力監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)視和控制電力生產(chǎn)和供應(yīng)過程，是電力安全穩(wěn)定運行的支撐系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是對配電室內(nèi)高低壓設(shè)備進行監(jiān)控，它主要通過高壓微機保護、智能網(wǎng)絡(luò)儀表、低壓智能網(wǎng)絡(luò)儀表、直流屏、溫控器等設(shè)備的監(jiān)控實現(xiàn)設(shè)備的遙測、遙信和遙控，實時監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運行狀態(tài)，記錄和處理監(jiān)控數(shù)據(jù)，及時監(jiān)測故障并通知維護人員處理，從而達到少人或無人值守，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的集中監(jiān)控維護和管理，提高供電系統(tǒng)的可靠性和供電設(shè)備的安全性。

在電力監(jiān)控系統(tǒng)中經(jīng)常會運用到通信管理機，通信管理機也稱作DPU，其具有多個下行通訊接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，相當(dāng)于前置機，即監(jiān)控計算機，用于將一個變電所內(nèi)所有的智能監(jiān)控／保護裝置的通訊數(shù)據(jù)整理匯總后，實時傳送至上級主站系統(tǒng)（后臺監(jiān)控中心系統(tǒng)和DCS），完成遙信、遙測功能。另一方面接收后臺監(jiān)控中心系統(tǒng)或DCS下達的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給變電所內(nèi)的智能監(jiān)控單元，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠程控制或裝置的參數(shù)整定，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能。另外通信管理機也適用于規(guī)模較大、要求較高的綜合自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)以及配電自動化系統(tǒng)。

2 通信管理機的軟硬件設(shè)計

傳統(tǒng)的電力監(jiān)控方案多采用X86架構(gòu)工業(yè)計算機（工控機）來實現(xiàn)，要求7X24小時在線服務(wù)，存在成本高，功耗大，兼容性差、人工依賴性高的缺點，同時存在突發(fā)性系統(tǒng)死機或關(guān)機的問題。因此，在做通信管理機的軟硬件設(shè)計的時候，除了需要考慮管理機平臺的性能和穩(wěn)定性之外，還需要考慮以下幾個因素：

通訊規(guī)約的兼容性：作為一個中間設(shè)備，承上啟下，需要與各種自動化裝置、智能化儀表、變電站微機保護裝置等進行連接，而各個設(shè)備之間都有不同的通訊規(guī)約，因此通信管理機需要能夠滿足這些協(xié)議的需要；

接口數(shù)量：對于通信管理機而言，接口的數(shù)量與可擴展性能是衡量產(chǎn)品能否滿足需求的重要標(biāo)準(zhǔn)。

性能與預(yù)算的平衡：作為一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，通信管理機的性能與價格的平衡很大程度能夠影響方案整體性能表現(xiàn)的重要因素；

多重網(wǎng)絡(luò)功能：用戶可根據(jù)現(xiàn)場實際情況配置不同的網(wǎng)絡(luò)接口，組成用戶需要的多種組網(wǎng)方式；

安科瑞憑借在電力行業(yè)多年的經(jīng)驗積累，提供電力監(jiān)控系統(tǒng)--通信管理機解決方案。相對于傳統(tǒng)的基于X86架構(gòu)的系統(tǒng)方案，安科瑞ANet通信管理機采用了目前更流行的基于ARM架構(gòu)的嵌入式Linux平臺方案，具備很高性價比和較高的集成度。

ANet-2E4SM模塊化通信管理機將傳統(tǒng)管理機的接口拆分成可拼裝搭配的模塊，其中主模塊可作為標(biāo)準(zhǔn)智能通信管理機獨立工作，主模塊搭配從模塊可靈活擴展，能增加更豐富的應(yīng)用場景，同時還可提供邊緣計算等需求。

該方案采用NXP Cortex－A7的ARM處理器，以先進的電源管理架構(gòu)達到更低的功耗。標(biāo)配256MB DDR3和256M電子硬盤，通過嚴(yán)格EMC和高低溫測試，確保在嚴(yán)酷的現(xiàn)場環(huán)境下穩(wěn)定工作。具有豐富的硬件接口，存儲方面支持USB以及TF卡接口，可擴展存儲空間，能保證長時間的斷點數(shù)據(jù)存儲，完整的報警記錄、日志記錄存儲。通訊方面支持RS485、Lora、RJ45以太網(wǎng)口、4G等接口，容易擴展，可以對眾多設(shè)備同時進行管理。

在通訊規(guī)約方面，經(jīng)過不斷的開發(fā)擴展，目前采集協(xié)議支持ModbusRtu/TCP、DL/T645-1997/2007、DL/T698.45-2017、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET、 西門子 S7 協(xié)議等。轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議支持ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、DGJ08-2068-2012 上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010 江蘇建筑能耗、杭州等地省市能耗、寧夏電力需求側(cè)、華云 104 協(xié)議、SNMP、MQTT 協(xié)議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1 等。能夠保證通信管理機對下進行數(shù)據(jù)采集，對上進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的需求。

3 典型案例

4 結(jié)語

通過基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的通信管理機在電力監(jiān)控系統(tǒng)項目上的實際應(yīng)用，充分體現(xiàn)了它的優(yōu)勢，通信管理機的整體穩(wěn)定運行，可以滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計的各項需求，為系統(tǒng)的安全運行提供了很好的技術(shù)保證。安科瑞憑借在電力行業(yè)的多年深耕，通過新的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與邊緣計算技術(shù)，結(jié)合有線與無線通信方式，提供的通信管理機解決方案可有效降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)集成度，實現(xiàn)配電房、臺區(qū)、分布式新能源發(fā)電（光伏、風(fēng)電）等場景的電力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、聯(lián)動控制等功能，進而實現(xiàn)智能化及無人值守。

5 產(chǎn)品證書

審核編輯黃宇