基于无线移动通信技术的电力远动及信道故障监测系统

论文摘要

电力远动是电力调度自动化的核心技术,远动系统是否能够可靠运行,关系到整个电力系统的生产,甚至会带来严重的事故。远动系统由远动设备和远动信道两大部分组成。但在现场中,远动设备隶属于远动班的管辖,而远动信道属于通信班的工作范畴。当远动系统发生故障时,有时会有故障点难以判断的情况发生,从而延误了故障处理时间。目前的多数远动监测系统功能单一,数据传输可靠性较差,而信道通信质量的评判参数通常只采用电平和频率,对信道通信质量的评判质量不高。移动通信技术是目前应该用广泛且比较成熟的一种技术,采用移动通信网络作为远动系统的补充通信方式可以满足远动监控系统的要求。本文首先结合远动系统的特点,对监控系统的现状和需求进行了介绍。接着介绍了几种常见的电力通信技术,提出了基于无线移动通讯技术远动监测系统的研究思路和方案,并选择GSM短消息业务作为本系统的通讯方式。该系统的硬件核心是PIC16F877单片机,各功能由相应模块实现,软件部分用C语言编程实现对数据的采集和处理。对于远动信号进行了处理,使其能有效在通道中传送,误码率进一步减小。该系统能够对远动终端和远动信道进行实时监测,能够准确分辨出故障类型和故障点(信道故障或是RTU故障),并且在分站显示,同时以短消息形式向主站报警。本设计中的硬件和软件已完成调试。对已有的远动监测系统进行了完善的思想,节约了生产成本,符合的节能要求。这种产品可以扩展到其他工业生产的远程监控中,具有较强的现实意义和应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 本课题的研究现状
• 1.2.1 远动信道的研究现状
• 1.2.2 RTU的监测方案
• 1.2.3 目前存在的问题
• 1.3 论文的主要内容
• 第二章 RTU和远动信道及其监测系统
• 2.1 电力远动系统
• 2.2 电力远动系统的基本结构
• 2.2.1 信息收集和执行子系统
• 2.2.2 信息传输子系统
• 2.2.3 信息处理子系统
• 2.2.4 人机联系子系统
• 2.3 电力远动中的通信系统
• 2.3.1 电力远动通信系统的结构
• 2.3.2 电力远动信道的特点
• 2.3.3 传统电力远动通信方式
• 2.3.4 专线通信方式的缺点
• 2.4 远动通信规约
• 2.4.1 循环式传输规约
• 2.4.2 问答式传输规约
• 第三章 远动信道FSK信号分析及参数测量方法
• 3.1 远动信道FSK信号的时域、频域特征
• 3.1.1 时域特征
• 3.1.2 频域特征
• 3.2 FSK信号测频方法
• 3.2.1 傅立叶变换法
• 3.2.2 过零点周期检测法
• 3.3 FSK信号信噪比估计方法的研究
• 3.3.1 远动信道建模
• 3.3.2 带通模型截止频率的确定
• 3.3.3 FSK信号的信噪比估计
• 第四章 系统的构成方案
• 4.1 GSM技术的特点及短消息业务
• 4.1.1 GSM技术的主要特点
• 4.1.2 GSM的短消息业务
• 4.2 系统构成及功能分析
• 4.2.1 前端机
• 4.2.2 后台监控中心系统
• 第五章 系统的硬件及软件设计
• 5.1 硬件电路的器件选择
• 5.1.1 单片机芯片的选择
• 5.1.2 GSM通信模块的选择
• 5.1.3 GSM模块的SIM卡
• 5.1.4 硬件电路的结构和原理
• 5.2 各功能模块的设计
• 5.2.1 RTU电源电平测量模块
• 5.2.2 二进制移频键控信号参数测量
• 5.2.3 遥信信号变位测量
• 5.2.4 WMOD2B通信模块
• 5.2.5 其它辅助模块
• 5.2.6 硬件的调试
• 5.3 前端机的软件设计
• 5.3.1 主程序设计
• 5.3.2 遥信信号测量程序设计
• 5.3.3 信道电平测量与故障判断
• 5.3.4 上行通道测量程序设计
• 5.3.5 报警模块子程序设计
• 5.3.6 上位机的界面设计
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢