专利名称：一种配电自动化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力行业的配电系统，更具体地说，涉及一种用于电力行业的配电自动化系统。
背景技术：
配电自动化是指利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电负荷配电管理的现代化。
目前，已有的用于电力行业的配电自动化系统，主要由位于调度端的控制中心、位于现场端的馈线监控终端和诸如柱上开关等需要监控的电力设备、以及用于连接调度端和现场端的数据通信网络等构成。在这样的系统中，控制中心通常由各个电力单位分别组建，控制中心发出的控制命令通过数据通信网络传给位于现场端的馈线监控终端，并由馈线监控终端根据控制命令控制柱上开关。馈线监控终端采集现场的数据，例如接线方式、开关状态和负荷电流等数据，并把这些数据通过数据通信网络传给调度端的控制中心，由调度端的控制中心分析所采集的数据，以便对现场端馈线监控终端和电力设备进行监控。
在已有的用于电力行业的配电自动化系统中，数据通信网络通常分为有线通信方式和无线通信方式。
有线通信方式包括采用架空明线、电缆、光纤或现场总线进行通信，或者以加装载波设备的电力线路为通信的传输通道。有线通信的开通需要布设有线的通信网络，其通信网络的布设周期长且成本高；有线通信受地势影响，不能任意铺设；有线通信电缆数量固定，通信容量有限；有线通信的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点；有线通信的沿线均可能遭搭线窃听，安全性不高；而且，一般有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降，如果中间通过电话转接局，则信号质量下降更快。
无线通信方式包括数传电台通信、多地址微波通信、卫星通信等方式。数传电台需要使用专用频段，但是频率资源有限，频率占费用较高，必须克服互相干扰，而且通常为单向数据传输。多址微波通信是利用特有的设备并采用某300M～3000GHz的频段进行通信，但是因微波传输受气候、地理环境等的影响较大，且在进行多点传输时的路由选择比较困难。卫星通信的信道租用费用相当昂贵，使其使用受到限制。
包括上述的数据通信网络的通信方式，现有技术中的数据通信网络的通信方式可总结为下表
近年来，随着因特网(Internet)技术的发展，人们可以方便地登陆因特网进行一些远程控制工作。而且，移动通信网中的信号传输质量、速度以及安全性也有了很大的提高，移动通信网中基站的覆盖也越来越密集，即使大多数偏远地区也可以接收到移动通信信号。在我国，移动通信网主要包括GSM网络和CDMA网络，和GSM网络的第2.5代产品GPRS网络以及CDMA网络的第2.5代产品CDMA1x网络，均可提供无缝、直接的Internet连接。
因此，就需要有一种配电自动化系统能够利用Internet和移动通信网的便利和无线接入优势配电现场进行监控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电自动化系统，该系统使用Internet和移动通信网构成的数据通信网络。
为了实现上述目的，本发明提供的配电自动化系统，包括一个接入因特网的控制中心，所述控制中心包括一个或者多个计算机；一个或者多个接入因特网的控制终端，所述控制终端通过因特网与所述控制中心连接；与因特网连接的移动通信网；与所述移动通信网无线连接的通信终端；与所述通信终端连接的馈线监控终端；与所述馈线监控终端连接的电力设备；其中，所述控制终端通过因特网发送控制命令至控制中心，所述控制中心将所述控制命令通过因特网然后再经过与因特网连接的移动通信网发送至所述通信终端，所述通信终端接收所述控制命令并传输至馈线监控终端；所述馈线监控终端将其监测到的配电现场的状态信息发送至所述通信终端，所述通信终端将所述状态信息通过移动通信网然后再经过与移动通信网连接的因特网发送至所述控制中心，所述控制中心将所述状态信息返回至所述控制终端。
所述控制终端为计算机，所述控制终端通过有线或者无线的方式接入因特网。所述控制终端包括一第一加密装置，用于对所述控制终端要发送的控制命令进行加密；相应地，所述控制中心包括一第一解密装置，用于对其接收的来自于所述控制终端的控制命令进行解密。
所述控制中心包括一身份验证装置，用于验证所述控制终端的身份信息。所述控制中心包括一个网页服务器，用于向所述控制终端提供用于控制和/或浏览的网页界面。所述控制中心包括一协议转换装置，用于专署电力协议和系统通用码之间的数据格式转换。所述控制中心包括一第二加密装置，用于对要发送到所述通信终端的控制命令进行加密；相应地，所述通信终端包括一第二解密装置，用于对其接收到的控制命令进行解密。
所述通讯装置包括一第三加密装置，用于对要发送到所述控制中心的所述状态信息进行加密；相应地，所述控制中心包括一第三解密装置，用于对其接收到的所述状态信息进行解密。
所述移动通信网为GSM网络，所述通信终端为GSM通信终端；或者，所述移动通信网为CDMA网络，所述通信终端为CDMA通信终端。所述GSM网络为GPRS网络，所述通信终端为GPRS通信终端；或者，所述CDMA网络为CDMA1X网络，所述通信终端为CDMA1X通信终端。
本发明具有如下的有益效果1)在本发明中，配电自动化系统中的数据通信采用已有的Internet和移动通信网，不需要另外架设数据通信网络，因此组建该系统的工程周期短、成本低。而且，本发明的配电自动化系统可随着Internet和移动通信网技术的发展而方便地升级。
2)在现有的配电自动化系统中，各个电力单位通常各自都组建有控制中心；对控制系统的安装、调试是在一个相对封闭的环境下进行，这一过程费时、费力。在本发明中，可利用互联网的特点可以使用共享控制中心，各个电力单位可各自利用共享的互联网资源，并通过Internet连接至控制中心从而对配电现场进行监控。
3)移动通信网本身具有很好的安全性能，例如CDMA本身就起源于军事上的防窃听(Anti-Jamming)技术。
4)与现有的无线通讯方式比较，由于本发明在数据通信网络中采用了现有的移动通信网，因此不需要像数传电台那样需要再占用专用频段，而且可以进行双向数据传输；而且，由于现有移动通信网的路由技术已经相当成熟，因此不会有多址微波通信中的路由选择困难；移动通信网的使用费比租用卫星信道的租用费低。
5)直接采用因特网网页浏览方式，在电力设备安装的同时通过因特网查看状态信息，实现即装即用。
图1是本发明的配电自动化系统的组成示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
如图1所示的配电自动化系统，总体上包括客户端10、控制中心20、现场端30以及数据通信网络40。
数据通信网络40包括互连的因特网41和移动通信网或者说移动电话网42，其中，移动通信网42可选择GSM网络或者CDMA网络，GSM网络和CDMA网络的第2.5代产品GPRS网络和CDMA1x网络已经可以提供与因特网41的无缝直接连接。应当理解，随着移动通信技术的发展，移动通信网42也可以为其它网络，例如第3代移动通信网络。
客户端10包括有一个或者多个控制终端，图1示例性的示出了第一控制终端11、第二控制终端12和第三控制终端13。客户端10中的控制终端11～13通常可分别设置在各个使用配电自动化系统的电力单位内，控制终端的数量可以根据使用配电自动化系统的电力单位的数量而相应增减。控制终端11～13是能通过有线方式或者无线方式接入因特网的通讯设备，诸如台式计算机、笔记本计算机或PDA等设备。控制终端11～13内还包括一个第一加密装置(图中未示出)，用于对控制终端要发送的控制命令进行加密，该第一加密装置可由控制终端内的计算机程序来实现。
控制中心20通过因特网41与客户端10内的各个控制终端11～13连接。控制中心20包括网页服务器21、数据服务器22和应用服务器23。网页服务器21用于向各个控制终端11～13提供控制控制和/或浏览的网页界面，数据服务器22用于存储配电自动化系统中的各类数据，应用服务器23用于存储和执行配电自动化系统中所需要的应用程序或软件。用于熟悉计算机领域的技术人员很容易明白，这些服务器通常可以由一台或者多台计算机来实现。控制中心20内还包括一个用于验证控制终端的身份信息的身份验证装置、一个用于在专署电力协议和系统通用码之间进行数据格式转换的协议转换装置、一个用于对其接收的来自于控制终端11～13的控制命令进行解密的第一解密装置、一个用于对要发送到现场端30的控制命令进行加密的第二加密装置、以及一个用于对从现场端30返回的状态信息进行解密的第三解密装置，这里图中未示出的身份验证装置、协议转换装置、第一解密装置、第二加密装置和第三解密装置均可由存储在控制中心20的计算机内的程序来实现，例如可有应用服务器23所在的计算机内的程序来实现。
现场端30包括通信终端31、馈线监控终端32和诸如柱上开关33的电力设备，其中，馈线监控终端32分别与通信终端31和柱上开关33连接。现场端30中的馈线监控终端32和柱上开关33为现有技术中的常规设备，通常安装在配电现场的电力柱上。在本发明中，通信终端31用于现场端30与数据通信网络40的无线通信，通信终端31可与数据通信网络40中的移动通信网42无线连接。根据所选择的移动通信网42的类型，通信终端31可为与移动通信网42相应类型的通信终端，例如通信终端31中包括支持GPRS的GSM通信芯片或支持CDMA1x的CDMA通信芯片。为了区分位于不同现场端的通信终端31，每一个通信终端31都分配有一个唯一的标识。在通信终端31中，除了前述的通信芯片，还可包括另一可编程的芯片，该可编程芯片可提供一个第二解密装置和一个第三加密装置(图中未示出)，其中，第二解密装置通信终端接收到的控制命令进行解密，第三加密装置用于对要发送到控制中心20的状态信息进行加密。
将经过系统配置的通信终端31可嵌入到馈线监控终端32内，并与馈线监控终端32通过诸如RS232或RS485接口连接。当馈线监控终端32通电后，与馈线监控终端32连接的通信终端31将自动通过移动通信网42无线连接并获得一个动态IP地址，通信终端31以此通过数据通信网络40向控制中心20的应用服务器23发出连接请求，当应用服务器23收到该连接请求后对该连接请求进行连接验证，验证通过后，通过通信终端31所具有的唯一编号确认其有效身份，并将该通信终端31及其馈线监控终端32连接的标识为活动状态，此时，通信终端31和馈线监控终端32为就绪状态，准备随时接受由控制中心20发送的控制命令。
在客户端10，用户在控制终端11～13的网页浏览器中输入特定网址或IP地址，通过因特网41进入控制中心20的网页服务器21提供的网页界面。该网页界面包括一系统登陆界面，用于可按照需要通过登陆界面输入用户名、密码和验证码等身份信息，由控制中心20提供的身份验证装置来验证该身份信息的有效性。当用户身份确认后进入配电自动化系统的控制界面。用户在控制终端11～13的浏览器显示的控制界面上在线对现场端30进行监控。
用户通过控制终端11～13上的控制界面发送控制命令——例如对现场端30的柱上开关进行控制的命令，该控制命令经过控制终端11～13的第一加密装置进行加密后通过因特网41发送到控制中心20的网页服务器21，再由网页服务器21发送到应用服务器23。应用服务器23通过第一解密装置对控制命令进行解密分析，找出需要控制的馈线监控终端32对应的通信终端31的唯一标识以及和用户进行的操作，再通过对所有处于活动状态的通信终端31的唯一标识进行识别，找出需要控制的馈线监控终端32。然后，控制中心20中的协议转换装置将控制命令转化为控制该馈线监控终端32的专署电力协议命令，这里的专署电力协议为DNP3.0、IEC608-70-5-101或IEC608-70-5-104。用专署电力协议描述的控制命令再经控制中心20内的第二加密装置加密编码后，由应用服务器23经因特网41以及和因特网连接的移动通信网42发送到现场端30的通信终端31。
在现场端30，通信终端31内的第二解密装置对其接收的控制命令进行解密，再通过RS232或RS485接口将控制命令传送到馈线监控终端32中，馈线监控终端32根据该控制命令对柱上开关33进行控制。
馈线监控终端32对柱上开关33完成控制操作后，由馈线监控终端32返回完成状态信息或其它状态信息至通信终端31。这些状态信息经通信终端31内的第三加密装置进行加密，并以馈线监控终端32的专署电力协议格式传送回控制中心20的应用服务器23。应用服务器23在收到加密的状态信息后，由控制中心20的第三解密装置进行解密分析，然后再由协议转换装置将解密后的状态信息从专署电力协议格式转换成控制中心20可识别的系统通用码格式，然后通知网页服务器21，再由网页服务器23将执行结果通过因特网41传送给控制终端11～13，并在控制终端11～13的浏览器内显示给用户。
权利要求
1.一种配电自动化系统，其特征在于，包括一个接入因特网的控制中心，所述控制中心包括一个或者多个计算机；一个或者多个接入因特网的控制终端，所述控制终端通过因特网与所述控制中心连接；与因特网连接的移动通信网；与所述移动通信网无线连接的通信终端；与所述通信终端连接的馈线监控终端；与所述馈线监控终端连接的电力设备；其中，所述控制终端通过因特网发送控制命令至控制中心，所述控制中心将所述控制命令通过因特网然后再经过与因特网连接的移动通信网发送至所述通信终端，所述通信终端接收所述控制命令并传输至馈线监控终端；所述馈线监控终端将其监测到的配电现场的状态信息发送至所述通信终端，所述通信终端将所述状态信息通过移动通信网然后再经过与移动通信网连接的因特网发送至所述控制中心，所述控制中心将所述状态信息返回至所述控制终端。
2.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述控制终端为计算机，所述控制终端通过有线或者无线的方式接入因特网。
3.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述控制终端包括一第一加密装置，用于对所述控制终端要发送的控制命令进行加密；相应地，所述控制中心包括一第一解密装置，用于对其接收的来自于所述控制终端的控制命令进行解密。
4.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述控制中心包括一身份验证装置，用于验证所述控制终端的身份信息。
5.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述控制中心包括一个网页服务器，用于向所述控制终端提供用于控制和/或浏览的网页界面。
6.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述控制中心包括一协议转换装置，用于专署电力协议和系统通用码之间的数据格式转换。
7.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述控制中心包括一第二加密装置，用于对要发送到所述通信终端的控制命令进行加密；相应地，所述通信终端包括一第二解密装置，用于对其接收到的控制命令进行解密。
8.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述通讯装置包括一第三加密装置，用于对要发送到所述控制中心的所述状态信息进行加密；相应地，所述控制中心包括一第三解密装置，用于对其接收到的所述状态信息进行解密。
9.根据权利要求1所述的配电自动化系统，其特征在于，所述移动通信网为GSM网络，所述通信终端为GSM通信终端；或者，所述移动通信网为CDMA网络，所述通信终端为CDMA通信终端。
10.根据权利要求9所述的配电自动化系统，其特征在于，所述GSM网络为GPRS网络，所述通信终端为GPRS通信终端；或者，所述CDMA网络为CDMA1X网络，所述通信终端为CDMA1X通信终端。
全文摘要
本发明公开了一种配电自动化系统。该系统包括接入因特网的控制中心和控制终端，控制终端通过因特网与所述控制中心连接；与因特网连接的移动通信网；与移动通信网无线连接的通信终端；分别与通信终端和电力设备连接的馈线监控终端。其中，控制终端通过因特网发送控制命令至控制中心，控制中心将控制命令通过因特网然后再经过与移动通信网发送至通信终端，通信终端接收控制命令并传输至馈线监控终端；馈线监控终端将其监测到的配电现场的状态信息发送至所述通信终端，通信终端将状态信息通过移动通信网然后再经过因特网发送至控制中心，控制中心将状态信息返回至控制终端。本发明的配电自动化系统具有组建工程周期短、成本低、方便升级、安全性能高等优点。
文档编号H04L12/46GK1728501SQ20041009120
公开日2006年2月1日 申请日期2004年11月17日 优先权日2004年7月28日
发明者毋祎 申请人:北京四方基业能源技术有限公司