根據系統要求，筆者考慮在每個監控子站使用一臺RTU用于對現場就地信號的監測，各子站（約200個，可以根據實際情況擴展）通過與其相連的無線電臺和主站（控制中心）取得聯系并按一定的周期完成主站與各分站的通訊與數據交換。主站系統采用工控PC機作為服務器和操作員站，實現對各子站監視與數據采集，通過TCP/IP協議組成高速以太網和企業內部網絡連接，實現數據資源的內部共享。系統結構參見圖1。

(1)  指揮中心計算機系統功能

    數據采集：對各子站數據點進行監測。

    報表打?。簩Ψ治龀龅臍v史數據及實時數據進行定時和實時打印。

    故障報警：故障及事件報警通過畫面，聲音報警等向值班人人員報警。

(2)  現場測控單元功能

    采集數據預處理：對采集上來的信號濾波和有效性分析。

    數據的采集、存儲和傳輸：系統可以檢測模擬和數字信號，并對數據存儲在存儲器內，同時通過網絡將各種信息數據傳輸到上位機。高、低電平信號、各模擬輸入信號掃描速度應滿足掃描時間要求。測控現場通過無線通訊的方式同上位機交換數據。

    報警：數據設定上下限報警功能，數據若超過上下限，則系統會產生報警。

    記錄：數據有實時數據記錄和歷史記錄功能。

圖1  系統結構圖

    考慮到用戶提出RTU可能會用在地形較為復雜的山區，沒有電源是會經常遇到的問題，所以這里采用太陽能供電的方式對該問題加以解決。

(1)  太陽能供電系統工作原理

    太陽能供電系統工作原理：白天把光能轉變為電能，并通過太陽能電源過充放電控制器將電能存儲在蓄電池中，根據需要再供給各種直流負載使用，如果配以逆變器，則可以向交流負載提供交流電力。

(2)  特點

    ①  不必拉設電線、安裝使用方便；

    ②  太陽能系統一次性投資、經濟實用、長期受益、環保節能、造福后代；

    ③  性能穩定、可靠性高、使用壽命長；

    ④  免維護、無噪聲、無任何污染。

SuperE RTU為用戶提供了一個12VDC的蓄電池接口，可以通過他方便的連接后備蓄電池和太陽能電池板。

(3)  基本組成

    一套基本的太陽能供電系統由太陽能電池板、過充放電控制器和蓄電池構成。

    ①  太陽能電池板的作用是將太陽輻射能直接轉換成直流電，供負載使用或存貯于蓄電池內備用。一般根據用戶需要，將若干太陽電池板按一定方式連接，組成太陽能電池方陣，再配上適當的支架及接線盒組成。

    ②  過充放電控制器為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。如果用戶使用直流負載，通過控制器還能為負載提供穩定的直流電（由于天氣的原因，太陽能電池方陣發出的直流電壓和電流不是很穩定）。

    ③  蓄電池組是將太陽能電池直流電貯藏起來，供負載使用。白天太陽能電池給蓄電池充電（同時太陽能電池還給負載供電），晚上負載用電全部由蓄電池供給。因此，要求蓄電池的自放電要小，而且充電效率要高。

(4)  太陽能電池板與蓄電池容量的計算

    在設計太陽能供電系統時，應根據實際情況，選擇既經濟又可靠的太陽能電池板和蓄電池。既要防止太陽能電池板和蓄電池在陰雨天容量不夠，達不到供電目的，又要避免容量過大，造成浪費。

    在設計太陽能供電系統時，首先要明確最終負載的輸入要求，如電壓、電流或者電功率及每日的持續工作時間。如有多個負載，則累計總的耗電量。假如負載有兩個，分別耗電為F1、F2，每天分別工作時間T1、T2，則一天消耗總能量為Q=F1*T1+F2*T2，其它計算，依此類推。當確定了負載所需的總能量Q后，可分別根據下面公式計算太陽能電池板容量和蓄電池容量。

    ①  太陽能電池板容量的計算

    太陽電池板功率=                                   (1)