基于DDNS的3G无线通信技术在电能质量在线监测系统中的应用.pdf传统有线通信方式已无法满足广域分

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详细说明：传统有线通信方式已无法满足广域分布式电能质量在线监测系统对偏远地区以及用户侧的电能质量实时监测要求。从实际工程应用需求角度出发，提出构建电能质量在线监测系统的两种3G无线通信方案，并详细说明基于DDNS的3G无线通信方案的应用，包括网络结构、监测数据选择、数据完整性机制等，可用于指导实际的3G无线通信电能质量在线监测系统的建设。总第49卷第554期电测与仪表 Vol49 No554 2012年第2期 Electrical Measurement instrumentation Feb.2012 通信可靠性降低。定的DDNS服务,资费大多在每个域名每年200元左 2基于DDNS的动态方案在电能质量在线监测系右,十分低廉。统中的应用 23电能质量监测数据筛选相比静态IP地址方案有限的P资源和高昂运行基于3C无线通信的电能质量在线监测系统,其费用,基于DDNS的动态IP无线通信方案在电能质量运行费用主要包括两部分:DDNs服务租借费用和3G 在线监测系统中的应用可实施性更强。本文重点说明无线通信流量费用。DNs服务租借费用相对稳定,但基于DDNS的动态IP方案在电能质量在线监测系统中是3G无线通信流量费用则根据实际数据流量动态变的具体应用。化,由此使得3G服务套餐的选择难以确定。 21系统组成及网络结构电能质量数据类型繁多,包括实时数据、历史统采用基于DDNS的动态PP无线通信方案的电能质计数据、波形数据、事件记录等,不同数据具有不同的量在线监测系统的系统网络结构如图2所示特征,可用于不同场合实现对电能质量的分析。其中实时数据每3秒钟定时更新,历史统计数据每1-10分钟定时产生,波形数据和事件数据则根据负载情况不 WEB服务器数据库服务器数据采集服务器定时产生。因此,波形数据和事件数据是造成3C无线 LAN 数据流量动态变化的主要因素可以对电能质量在线监测系统的数据采集类型进行筛选,根据实际应用需求不同类型的电能质量数据,从而节省不必要的通信流量和通信费用。数据筛 DDNS服务器 Internet 选可以考虑以下原则 3G无线路由器 (1)实时数据可不读取或者控制读取。电能质量监测终端内电能质量实时数据每隔3秒定时更新,数据更新频率高,数据量巨大。电能质量实时数据在主电能质量监测终端站层数据库内通常采用FIFO( first In first Out,先进图2基于DNS无线通信方案的电能质量在先出)方式循环存储,因此如果系统并非实时性要求线监测系统网络结构特别高,可以选择不采集电能质量实时数据,或在有 Fig2 Network diagram of power quality on-line 要时方启动实时数据采集,每次启动后过10分钟自 monitoring system based on DDNS 动关闭。系统包括主站层和设备层两层。电能质量监测终 (2)历史统计数据设置较长的读取间隔。电能质端、3c路由器、3G上网卡安装在设备层现场。电能质量监测终端内历史统计数据每隔1-10分钟定时更新量数据库服务器、WEB服务器、数据采集服务器安装数据更新频率较高,数据量大。历史统计数据是主站在主站层。两层之间通过3G无线网络实现通信。系统层数据库内最主要数据量最大的数据,是必须要采工作原理如下集的。但为了减少每次通信过程中额外的TCP附件信 (1)设备层中电能质量监测终端通过R45网口外号,可设置较长的历史统计数据读取间隔,如每天读接3路由器,3G路由器配置固定的DDNS设置。该固定取一次历史数据,一次读取一天内所有数据。 DDNS配置信息同时保存在主站层数据采集服务器中。 (3)波形数据和事件数据可不读取。电能质量监 (2)3G上网卡安装在3C路由器中,通常在每次测终端内波形数据和事件数据仅在发生电能质量事 3G路由器上电重启时,3C上网卡的m地址会动态变件后产生,但每组波形数据的数据量都很大,因此其化,变化后的IP地址被发送给DDNS服务器并保存。对无线通信流量影响很大。考虑到目前电能质量监测 (3)主站层数据采集服务器首先访问 Internet上应用仍以稳态电能质量监测为主,基于3G无线通信 DDNS服务器,通过固定的DDN找到3G上网卡当前IP 的电能质量在线监测系统可不实现波形数据和事件地址,从而实现对设备层电能质量监测终端的访问。数据的采集 22DDNS服务商选择实际应用表明,采用不读取实时数据、波形数据 DDNS服务在国内外已经形成一种产业,目前在和事件数据,每天读取一次历史统计数据的方案,每国内有较多的稳定的DDNS服务商,都可以提供较稳个电能质量监测终端每个月的3G无线流量在500 总第4卷第554期电测与仪表 Vol, 49 No554 2012年第2期 Electrical measurement &i Instrumentation Feb.2012 800M之间,可据此选择合适的3G套餐通信技术,提出了构建电能质量在线监测系统的两种 24数据完整性解决方案可行3G无线通信方案,着重说明基于DDNS的动态P 数据完整性是导致电能质量在线监测系统使用方案在电能质量监测系统中的应用方式,并结合电能率低或者不可用的重要原因之一,程序不稳定、通信质量在线监测系统的特点对其工作原理、数据筛选机链路故障、系统维护不及时等客观因索都可能导致电制、数据完整性解决方案等进行了详细阐述,可直接能质量在线监测系统数据缺失,其中通信链路故障是于指导基于3C无线通信技术的电能质量在线监测导致平台数据缺尖最主要原因。基于3G的无线通信系统的建设方式,由于3G信号强度、DDNs服务商的服务质量、3G 路由器的产品质量等因素影响,通信链路本身故障的参考文献可能性很高。因此应设计合理有效的数据完整性解决谷宗孟立凡杨艳军基于GPS的无线数据传输系统电测与方案,尽量避免由于通信链路原因导致的电能质量在仪表2010472):4648 线监测系统数据缺失。 GU Zong-ran, MENG Li-fan, YANG Yan-jun. The System of Wireles Data Transmission, Based on GPRs J. Electrical Measurenent 可从数据库监视、3C路由器配置、数据采集程序 Instrumentation, 2010, 47(Z2 ): 46-48 监控等多个方面考虑数据完整性解决方案,具体有效2孙铁强问兴龙数据采集及基丁(SM网络的数据无线传输队电测的解决方案包括与仪表,20041(12):55-57 (1〕电能质量数据采集稈序中实现通信链路监 SUN Tie-qiang, YAN Xing-long. Dala Acquisition and Wireless 视、通讯中断恢复后自动重连数据断点续传等方式 Tranemission Based on GSM Network [J]. Electrical Measurement instrumentation. 2004.41(12 ) 55-57 尽可能保证所采集数据的完整性「3林志光石新春基于无线通信的用户电能质量监测系统的研充门 (2)基于对数据库中数据的定时监视,实现缺失低压电器,200921):23-25 数据的自动补召。系统定时、周期性的对数据库内数 LIn Zhi.- guang,sHxn-hun. Study on Power Quality Monitoring 据的完整性进行监视,如每天凌晨2点对前一天的数 System for Consumers Based on Wireless Communication[J L 据完整性进行分析和判断。判断数据缺失的依据可以 Apparatus,2009(21):23-25 有多种,如判断数据总条数是否缺失,或者判断每个「4徐晓鹏李琼林杜习周等.基于C61850的电能质量监测终端数据分析及模型实现电力系统自动化,201135456-60 时间点的数据是否都完整等。当系统监视到数据缺失 YU Xiao-peng, LI Qiong-lin, DU Xi-zhou, et al. Data Analysis and 后,即有针对性的自动向监测终端发送数据追补命 Model Implementation of Power Quality Monitoring Equipment Basert on 令,重新召唤缺失数据。如一次召唤不成功,系统还可 IEC 61850(J]. Automation of Electric Power Systems. 2011, 35(4): 56-60 以设置成多次自动召唤。 5刘思源郑训钊.3G移动通信技术在电力行业的应用电力与电T, 2009,29(21:34-35 (3)在3C路由器屮设置ICMP( Internet control 的6秋芸,邱志斌d敏等3G通信技术在智能电网中的应用北京电 Ⅵ essage Protocol- Internet,控制报文协议)功能,设置力高等专科学校学报,2010,275:236-237 用于检测链路的公网們P地址、检测间隔、检测超时时7项肖峰俞朝晖.基于cPRS的VPDN实现方案研究移动通信, 间、最大发送次数,CMP正常按照检测问隔发送检测 2009,33(24:80-83 包,如出现异常则立刻按照ICMP检测超时时间连续作者简介发送CMP包,达到最大次数后恢复系统。 (4)设置3C路由器定时管理功能,让装置每天定秋勇(194-),男,汉族助理工程师,主要研究方向为电能质量分析及无功补偿。Emal:y30fOsina.com.cn 时重启,减少3C路由器因长期运行而出现故障的概率 (5)系统实现数据缺失自动报警功能。当检测到陈晓竽(1972-),男,汉族,高级工程师,主要硏究方向为电能质量分析数据缺失,即通过短消息、邮件等方式向运行管理人及无功补偿李电(1962-),男,汉族,高级工程师,主要研究方向为电能质量分析及员发送告警信息,提醒运行管理人员及时进行维护万功补偿。Fmil: lidian2006163com 避免出现长时间的数据缺失王斯(1977-),男,汉族,工程师,主要研究方向为电能质量监测与分 3.结束语析。 Email: wangxintriec 为满足电能质量在线监测系统向偏远地区以及杨是睿(197,男,汉族,工程师,主奖究方同为电能质量监测与分用户侧发展的需要,无线通信技术在电能质量在线监桥。 Email: yanghanri(ceiec- electric. com 收稿后期:2011-09 测中的应用逐步引起关注。本文基于最新的3G无线常会敏编发) 47

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