基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于配電自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]配電自動化(DA)是一項集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。DA能夠使配電系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能:(I)實現(xiàn)配電網(wǎng)狀態(tài)的遠程監(jiān)控；(2)實現(xiàn)配電網(wǎng)故障的快速響應(yīng)和恢復(fù)；(3)實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，以平衡各配電線路的負荷；(4)實現(xiàn)配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的收集和分析，優(yōu)化電網(wǎng)運行維護測量。
[0003]如圖1所示，配電自動化系統(tǒng)一般可以分為三層:系統(tǒng)管理層、通信層、現(xiàn)場監(jiān)控層。系統(tǒng)管理層由電力監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控軟件、顯示器等裝置組成，實現(xiàn)DA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和后臺管理；現(xiàn)場監(jiān)控層包括安裝在現(xiàn)成的各種智能裝置，完成測量、監(jiān)視、遙控等功能；通信層是現(xiàn)場監(jiān)控層設(shè)備與系統(tǒng)管理層主機系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的通訊設(shè)備和通訊鏈路。根據(jù)通信媒介的不同，配電自動化系統(tǒng)可以由多種結(jié)構(gòu)。常用的通信媒介包括:電力載波通信、雙絞通信線、廣電網(wǎng)絡(luò)、固定電話網(wǎng)絡(luò)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、集束無線電系統(tǒng)和光纖(含OPGff)。其中無線通信和光纖是當前技術(shù)經(jīng)濟性最好的兩種可選通信方式，傳統(tǒng)基于無線通信的配電自動化系統(tǒng)通常采用GPRS無線通信方式，其通信信道僅為8個，因此，其通信效率及可靠性均受到一定限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、通信效果高且性能穩(wěn)定的基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)。
[0005]本實用新型解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)，包括配電自動化主機、局域網(wǎng)、CDMA網(wǎng)關(guān)、光纖網(wǎng)絡(luò)、互通功能模塊、交換機、無線基站、CDMA用戶分組拆裝設(shè)備和遠動終端，配電自動化主機通過局域網(wǎng)與CDMA網(wǎng)關(guān)連接，CDMA網(wǎng)關(guān)一方面通過CDMA無線通信連接到無線基站，CDMA網(wǎng)關(guān)另一方面通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接互通功能模塊并通過交換機連接到無線基站，遠動終端通過CDMA用戶分組拆裝設(shè)備連接到無線基站上，實現(xiàn)配電自動化主機與遠動終端的通信功能。
[0007]而且，所述配電自動化主機通過CDMA網(wǎng)關(guān)、無線基站、CDMA用戶分組拆裝設(shè)備與遠動終端實現(xiàn)下行信息傳輸功能，所述遠動終端通過CDMA用戶分組拆裝設(shè)備、無線基站、交換機、互通功能模塊、CDMA網(wǎng)關(guān)與配電自動化主機實現(xiàn)上行信息傳輸功能。
[0008]而且，所述的CDMA網(wǎng)關(guān)由路由器、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接構(gòu)成，CDMA網(wǎng)關(guān)中的數(shù)據(jù)通過接入CDMA公網(wǎng)中的移動交換中心和無線基站控制器并最終傳送至CDMA用戶分組拆裝設(shè)備。
[0009]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0010]本實用新型在配電自動化主機和遠動終端之間增設(shè)CDMA網(wǎng)關(guān)和CDMA PAD，在進行下行信息傳輸時，采用調(diào)制解調(diào)器至調(diào)制解調(diào)器的通信方式，網(wǎng)絡(luò)資源占用少，可以方便地實現(xiàn)對CDMA PAD的定期輪詢功能，因此能夠?qū)崟r保證配電自動化系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)，在進行上行信息傳輸時，采用互通功能通信方式，通信優(yōu)先級和可靠性高。當配電終端出現(xiàn)突發(fā)事件時，突發(fā)信息可經(jīng)由IWF傳送至DAS主機，IWF在網(wǎng)絡(luò)中的通信優(yōu)先級較高，因此系統(tǒng)能夠優(yōu)先接受和處理突發(fā)信息，確保突發(fā)事件能夠得到第一時間處理，實現(xiàn)了配電自動化系統(tǒng)信息的高速有效無線傳輸功能。
【附圖說明】
[0011]圖1是配電自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的系統(tǒng)連接示意圖；
[0013]圖3是CDMA網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖4是下行信息通信方式示意圖；
[0015]圖5是上行信息通信方式示意圖；
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述。
[0017]一種基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)，如圖2所示，由配電自動化(DAS)主機、LAN局域網(wǎng)、CDMA網(wǎng)關(guān)、光纖網(wǎng)絡(luò)、互通功能模塊(IWF)、交換機、無線基站、CDMAPAD(CDMA用戶分組拆裝設(shè)備)和遠動終端(RTU)連接構(gòu)成。配電自動化(DAS)主機通過LAN局域網(wǎng)與CDMA網(wǎng)關(guān)連接，CDMA網(wǎng)關(guān)一方面通過CDMA無線通信連接到無線基站，CDMA網(wǎng)關(guān)還可以通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接互通功能模塊(IWF)并通過交換機連接到無線基站，遠動終端通過CDMA PAD連接到無線基站上，實現(xiàn)配電自動化(DAS)主機與遠動終端(RTU)終端的通信功能。
[0018]CDMA網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖3所示(虛線框內(nèi))，由路由器、PDSN(分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點)、LNS (網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器)三個部分組成。在路由器和roSN之間通過APN接入點進行入網(wǎng)設(shè)置，在roSN和LNS之間實現(xiàn)CDMA網(wǎng)絡(luò)的AAA功能(網(wǎng)鑒權(quán)，授權(quán)和計費)。CDMA網(wǎng)關(guān)中的數(shù)據(jù)通過LNS接入CDMA公網(wǎng)中的移動交換中心(MSC)和無線基站控制器(BSC)，并最終傳送至 CDMA PAD。
[0019]每個CDMA PAD中包含一個控制端口、一個無線通信端口和一個有線通信端口。控制端口用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分組拆裝功能；無線通信端口用于控制無線調(diào)制解調(diào)器；有線通信端口用于與RTU就地通信，其通信采用RS232現(xiàn)場總線。
[0020]本配電自動化系統(tǒng)中的CDMA網(wǎng)關(guān)和CDMA PAD之間采用IEC 60870-5-104通信規(guī)約，每個CDMA PAD在網(wǎng)絡(luò)中都設(shè)有一個唯一的IP地址。CDMA網(wǎng)關(guān)和CDMAPAD之間的具體信息傳輸過程為:
[0021]對于下行信息(由DAS主機至RTU)，采用調(diào)制解調(diào)器至調(diào)制解調(diào)器的通信方式，如圖4所示。當DAS主機發(fā)送命令時，該指令通過CDMA網(wǎng)關(guān)直接無線發(fā)送，經(jīng)由各無線基站的中繼傳輸至目標CDMA PAD，再由CDMA PAD將數(shù)據(jù)解碼后通過雙絞通信線提供給RTU。此時，RTU的反饋數(shù)據(jù)通過CDMA PAD的編碼，經(jīng)無線基站無線發(fā)送至CDMA網(wǎng)關(guān)，并最終通過局域網(wǎng)返回至DAS主機。
[0022]對于上行信息(由RTU至DAS主機)，采用互通功能通信方式，如圖5所示。當RTU因自身原因需要向DAS主機發(fā)送信號時，信息首先傳給CDMA PAD編碼，然后通過無線基站和交換機傳送至互通功能模塊(IWF)，互通功能模塊和CDMA網(wǎng)關(guān)之間布有高速光纖網(wǎng)絡(luò)，將IWF接收到的信號發(fā)送至CDMA網(wǎng)關(guān)并最終傳至DAS主機。
[0023]本實用新型采用碼分多址技術(shù)(CDMA)的無線通信方式。CDMA技術(shù)的原理是基于擴頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。其與通用分組無線服務(wù)技術(shù)(GPRS)相比，CDMA允許所有用戶使用全頻帶碼段且同時擁有64個信道，而GPRS的信道只有8個，因此，CMDA技術(shù)的信號傳輸速度快，保密性好。
[0024]需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)，其特征在于:包括配電自動化主機、局域網(wǎng)、CDMA網(wǎng)關(guān)、光纖網(wǎng)絡(luò)、互通功能模塊、交換機、無線基站、CDMA用戶分組拆裝設(shè)備和遠動終端，配電自動化主機通過局域網(wǎng)與CDMA網(wǎng)關(guān)連接，CDMA網(wǎng)關(guān)一方面通過CDMA無線通信連接到無線基站，CDMA網(wǎng)關(guān)另一方面通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接互通功能模塊并通過交換機連接到無線基站，遠動終端通過CDMA用戶分組拆裝設(shè)備連接到無線基站上，實現(xiàn)配電自動化主機與遠動終端的通信功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述配電自動化主機通過CDMA網(wǎng)關(guān)、無線基站、CDMA用戶分組拆裝設(shè)備與遠動終端實現(xiàn)下行信息傳輸功能，所述遠動終端通過CDMA用戶分組拆裝設(shè)備、無線基站、交換機、互通功能模塊、CDMA網(wǎng)關(guān)與配電自動化主機實現(xiàn)上行信息傳輸功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)，其特征在于:所述的CDMA網(wǎng)關(guān)由路由器、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接構(gòu)成，CDMA網(wǎng)關(guān)中的數(shù)據(jù)通過接入CDMA公網(wǎng)中的移動交換中心和無線基站控制器并最終傳送至CDMA用戶分組拆裝設(shè)備。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于碼分多址技術(shù)的配電自動化系統(tǒng)，其技術(shù)特點是：包括配電自動化主機、局域網(wǎng)、CDMA網(wǎng)關(guān)、光纖網(wǎng)絡(luò)、互通功能模塊、交換機、無線基站、CDMA用戶分組拆裝設(shè)備和遠動終端，配電自動化主機通過局域網(wǎng)與CDMA網(wǎng)關(guān)連接，CDMA網(wǎng)關(guān)通過CDMA無線通信連接到無線基站，CDMA網(wǎng)關(guān)還通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接互通功能模塊并通過交換機連接到無線基站，遠動終端通過CDMA用戶分組拆裝設(shè)備連接到無線基站上，實現(xiàn)配電自動化主機與遠動終端的通信功能。本實用新型在配電自動化主機和遠動終端之間增設(shè)CDMA網(wǎng)關(guān)和CDMAPAD，網(wǎng)絡(luò)資源占用少，能夠?qū)崟r保證配電自動化系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)，而且，通信優(yōu)先級和可靠性高，實現(xiàn)了配電自動化系統(tǒng)信息的高速有效無線傳輸功能。
【IPC分類】H02J13-00
【公開號】CN204376532
【申請?zhí)枴緾N201520005237
【發(fā)明人】王浩鳴, 郭勇, 孟崢崢, 周鳳爭, 張春暉, 魏菊芳
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月6日