基于虚拟专用网VPN技术和通信技术实现电能质量监测系统的设计

引言：

随着电力系统规模的不断扩大，用户对电力的需求日益增加，各种不平衡负荷在电力系统中广泛使用，所造成的各种电能质量问题已经引起电力部门和电力用户的高度重视。国内外陆续开展了电能质量网络在线监测系统的建设，相继建成了省级或地区级电能质量监测中心专项监测系统。

在这些专项监测系统中，使用有线传输的通信网络在现代电能质量监测系统中占据着非常重要的地位，但该方式仍存在以下不足：

1. 地理位置偏远、未进行通信改造的变电站尚未实现有线通信;

2. 有线网络终端设备占用资源多、出现故障恢复时间较长;

3. 对于钢铁、冶金、化工等行业，专用光纤网络铺设成本高、实施周期长、维护工作量大。

我国已迈入第三代移动通信3G时代,3G技术以其广阔的信号覆盖、稳定的通道保证和成熟的技术应用为解决以上问题提供了一种全新的方案。

方案分析：

致远电子E8000系列电能质量在线监测装置基于3G技术和虚拟专用网VPN无线监测方案，将各监测点的数据安全上送到PQS子站系统，监测中心人员可通过web远程查看和管理电能质量系统，远程用户可以通过VPN连接登录进行数据查看、上传、管理等功能，能完美实现无线监测和管理电能质量系统。基于3G技术的电能质量监测通信网络架构如下所示：

电能质量监测系统包括监测终端、通信网络和监控中心3个组成部分。其中通信网络负责将各监测终端测量数据传输到监控中心，并将监控中心的监控命令下达到各监测终端。电能质量监控中心作为通信网络主站，存放监测终端3G无线路由器建立连接时所需要的用户名和密码，对接入终端进行VPN拨入认证。通信服务器采用两种方式采集电能质量监测终端的测量数据，分别为基于IEC61850定义的制造报文协议MMS实时通讯传输服务和基于该协议的PQDIF文件传输方式。前者用于实时在线监测，后者用于传输终端产生的历史数据。

电能质量监控中心的数据库服务器用于存储电能质量实时和历史测量数据以及经分析统计后得到的各项指标，便于监测中心客户端对接入3G无线网络的终端采集的数据进行全面的分析。客户端和移动用户可以通过Web远程登录进行查看、管理电能质量信息系统。 数据分析：

存储在主站数据库服务器的电能质量数据，可通过PQS数据分析软件进行多方面的精确分析，主要功能包括实时数据浏览、综合统计报表导出、告警数据查询以及历史数据查询等，通过对电能数据以上几方面的分析最终评估出通过3G无线连接的终端设备所在变电站的电能质量状况。

总结：

通过虚拟专用网络VPN技术以及3G无线技术实现的电能质量监测系统，结合致远电子E8000系列电能质量监测装置以及PQS子站系统，能快速组建低成本、安全、便捷的电能质量检测系统。

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