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基于GPRS的智能微电网负荷监测系统 摘 要： 负荷本身的大小随机性较大，根据统计学规律，电网小，负荷的小小变化就会给整个电网带来很大的冲击。为了智能微电网安全运行，实现电网平稳调度，高效、准确的负载管理系统尤为重要，提出一种基于GPRS的智能微电网负载监测系统，通过对某智能微电网系统的负载管理，验证此方法的有效性和实用性。 关键词： GPRS模块；组网方式；负载管理；监测系统； 0 引言 随着智能微电网技术的发展和在海岛的广泛应用[1]，海岛用电的供求矛盾已得到根本上的解决，对负荷控制的要求不断减弱，但与此同时对负荷的综合管理提出了更高、更全面的要求[2]。实时掌握负荷用电状况并准确预测新能源发电情况才能实现能量平稳调度。因此对负荷实时有效的管理尤为重要。由于海岛负荷比较分散，分布范围广，通过普通的有线数据传输往往事倍功半，而无线通讯则可弥补其不足之处。目前GPRS技术已经比较成熟，只要GSM网络可以覆盖到的地方都可以通过GPRS网进行数据流的传输交换，所以在智能微电网负荷管理系统中引入GPRS通讯方式是比较合适的选择。 1 系统组成和主要功能 本系统结构如图1所示。按分布式结构设计，可实现对多个负载终端实时监控。系统主要由负载采集终端、GPRS无线通信网络和远程监控总线与网络计算机三部分组成。GPRS无线通信网络是远程监控中心与各负载终端之间进行数据传输的桥梁，通过GPRS网络使现场的运行参数和状态能够实时传送到监控中心计算机。监控中心软件一方面通过GPRS网络与现场进行双向沟通，并与数据库连接进行数据存储。另一方面为用户提供一个可视化界面，让用户能够直观地了解负载终端用电情况并进行准确预测从而实现能量平稳调度。通过Internet网络，网络用户经授权后可以查看负载用电的相关情况[3]。 1.1 GPRS无线模块 在该系统中采用北京华荣汇公司生产的GPRS模块GR200。该模块符合ETSIGSMPhase2+标准；内置TCP/IP协议栈，针对GPRS网络优化；提供GPRS无线数据双向传输功能；支持自动心跳，保持永久在线；透明数据传输，实时监测网络连接状态，掉线自动重拨功能；EMC抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用；复合式看门口狗技术，保证可靠性。 1.2 GPRS技术在电力行业中的典型应用结构 1.2.1 点对点数据通信 如图2，即在数据发送端和数据接收端都使用一个GPRS模块。两端都通过GPRS网络通讯。这种方式虽然结构简单，但存在一些明显的问题[4]。两端都通过空中信道建立连接并且双向数据传输，会出现不够稳定的情况，另外，此种方式在移动通信现有的网络资源情况下，需要两张有GPRS功能权限SIM卡，难免会造成一定的资源浪费。 1.2.2 点对多点数据通信 图3是GPRS模块组成点对多点的通讯系统结构，当主设备发送数据给GPRS模块将信号发送到GPRS网络中，主设备必须指明数据的目的地址，只有这样，网络才能选择数据传送的路由，处理及传送这组数据。网络将这组数据传送到目的GPRS从模块后，目的GPRS模块将这一数据传送给连接的从设备[5]。 1.3 监控中心 监控中心有固定的IP地址，并通过Internet网络，给每一个GPRS终端用户提供一个动态的IP地址，监控中心分别运行GPRS服务器端和客户端子程序，与负载端GPRS模块进行无线通讯来，从而实现对各个负载终端的实时监控。GPRS客户端子程序将收回来的数据首先以直观数据和曲线显示出来（如三相电压、三相电流、功率、用电量等信息），便于电站工作人员实时掌握负载情况；然后采用BP神经网络与误差积分修正的方法对下一时段负荷进行预测，该方法充分考虑天气、温度、日期型等因素对负荷的影响，增加了一个通过相似日数据计算出来的偏移值作为神经网络的输入值。对预测负荷和实时负荷的误差进行积分，修正负荷预测的结果，达到预测高精度的要求。 2 软件设计 基于GPRS的智能微电网负荷监测系统软件部分采用delphi2010开发平台，包括GPRS通讯客户端子程序、GPRS服务器端子程序和负载人机交互子程序三部分组成。通讯流程图如图4。 负载端人机交互子程序可以直观清楚地看到各个负载端用电情况，将终端采集的参数信息实时反馈给监控中心，对各监测点的相电压进行实时监测，当任何一路相电压低于标准电压可容许的偏差范围时，系统节点处会从绿色变成红色并预警，提醒工作人员检查，检修人员可根据监控系统所显示信息，及时到该负载侧检修故障，确保供电可靠性。曲线部分，红色曲线代表实际负荷用电情况，绿色曲线则代表预测负载情况，两条曲线趋势基本相同，可以说明对负载的预测管理比较有效。 3 结论 所谓“知己知彼，百战不殆”，对于智能微电网，如果说“知己”表现为对分布式能源发电准确掌握；则这“知彼”就是对负荷的实时监控和有效预测。因此