ZigBee變電站無線監(jiān)控解決方案

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)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）進(jìn)行功能組合和優(yōu)化設(shè)計、實現(xiàn)對變電站的主 要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。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 動化系統(tǒng)，同時，每年還有一定數(shù)量的老變電站的技術(shù)改造也以綜合自動化系統(tǒng)模式為主。

傳統(tǒng)的變電站綜合自動系統(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)。

系統(tǒng)組成

整個變電站監(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)。

1、前端監(jiān)控數(shù)據(jù)采集設(shè)備

整個變電站的正常運(yùn)行需要實時監(jiān)控多個參數(shù)的運(yùn)行狀況，數(shù)據(jù)采集設(shè)備就是用于實現(xiàn)各個監(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、ZigBee傳輸設(shè)備

ZigBee傳輸設(shè)備在整個系統(tǒng)中用于實現(xiàn)傳輸通道的建立，設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自組網(wǎng)功能。當(dāng)ZigBee設(shè)備從采集終端接收到監(jiān)控數(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，監(jiān)控中心也可通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)對各個監(jiān)控節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制指令，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信以達(dá)到遙測、遙控的目的。

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)組和平臺軟件主組成，當(dāng)中心監(jiān)控系統(tǒng)接收到監(jiān)控數(shù)據(jù)后，會對數(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。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

根據(jù)監(jiān)控中心與實際變電站的距離，我們提出兩種網(wǎng)絡(luò)實施架構(gòu)，當(dāng)監(jiān)控中心就布設(shè)在變電站時，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ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)采用舜通智能zigbee中繼器進(jìn)行組建，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，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專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，在GGSN與移動公司互聯(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該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。

此種方案無論實時性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下的最佳組網(wǎng)方式。

2）控制中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的?？蛻粝扰cDNS服務(wù)商聯(lián)系開通動態(tài)域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

3）控制中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。此種方案先向INTERNET運(yùn)營商申請ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM直接向中心發(fā)起連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。