电力系统自动化中远动控制技术的应用.doc

电力系统自动化中远动控制技术的应用
电力系统自动化中远动控制技术的应用

　　摘要：电力系统结合计算机技术、通信技术和控制技术，利用电力系统自身设备，通过远动控制技术实现调度自动化，实现电力系统调度自动化。文章分析了电力系统的远动控制技术的基本原理、功能及其应用的关键技术。

　　关键词：远动控制；电力自动化；应用
　　Abstract: Power system combines with the computer technology, communication technology and control technology, it uses the power system itself, through remote control technology to achieve automation, realizes the dispatching automation of the electric power systems. This paper analyzes the remote control technology basic principle, function and the key technology of the power system.
　　Key words: remote control; electric power automation; application

　　中图分类号: TM247文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）

　　电力系统自动化主要包括生产过程中的自动检测与自动调节和控制功能，另外还包括系统和元件中的自动安全保护功能与网络信息中的自动传输功能。为了实现电力系统真正的自动化，计算机技术、通信技术和远动控制技术必不可少，远动系统由远动控制主站、远动终端和通信通道三部分组成。
　　1、远动控制的基本原理
　　远动控制技术就是指为了实现远程调节、远程控制、远程信号、远程测量等诸多功能，采用远程通信技术来监视和控制远方的运行设备。电力系统远动控制技术实现的功能主要是四遥功能，分别是遥测（YC）和遥信（YX）、遥控（YK）和遥调（YT）四方面的功能，遥测与遥信是远动设置RTU将采集的厂站运行参数和状态按规约上传送给调度中心，遥控和遥调则是调度中心发给远动设置RTU的改变运行状态和调整设备运行参数的命令。远动控制在电力系统中主要运用的是数据采集术、信道编码技术和通信传输技术3部分，其原理如图1所示。

　　图1 远动控制原理
　　2、电力远动系统功能分析
　　2.1遥测、遥信、遥控功能。
　　遥测、遥信、遥控和遥调是远动系统的基本功能。应用通信技术传送被测变量的测量值，称为远程测量，简称遥测。应用通信技术完成对设备状态信息的监视，称为远程信号，简称遥信。调度控制中心送给发电厂或变电所的远程命令有控制命令和调节命令等。应用通信技术，完成改变运行设备状态的命令称为远程命令，又称遥控。当调度控制中心需要直接抑制发电厂、变电所中的某些设备，如断路器的合闸、分间，发电机的开机、停机等，就发出相应的控制命令。这种应用通信技术，完成对有两个确定状态的运行设备的控制称为远程切换。在我国通常把远程切换也称为遥控。远动系统的功能根据电力系统的实际需要还在不断地扩展，为了有助于分析电力系统的事故、保证远动装置的正常运行和便于维护，还具有自检查、自诊断等功能等。
　　2.2线路故障检测
　　远动系统在线路故障检测中发挥了重要的作用。故障发生时，采用过电流检测原理，即判断线路电流是否超过整定值来检测故障。由FTU检测到故障并上报主站，主站系统首先完成故障自动定位功能，在确认线路失电的情况下，自动遥控断开故障线段两侧的负荷开关，隔离故障点，最后，自动下发遥控命令闭合两侧配电所出线开关，恢复非故障线段的供电，并给出提示信息和故障处理报告，供调度员作进一步分析。故障发生时，主站自动查找故障区间内所有FTU的暂态3I0值，找到最大值所在的FTU，则故障点位于该FTU相邻的某一侧。然后比较该FTU两侧的暂态3I0值，找到较大者，并比较最大值与较大值暂态零序电流的方向，如果相同，则故障点位于最大值FTU的另一侧；如果相反，则故障点位于两者之间。主站系统根据FTU上报的线路电压数据，高压断相故障的位置应该在第一个出现任意线电压或相电压低于断相故障电压上限门槛值（如小于180V），而且大于断相电压下限门槛值（不为0，如大于30V）的开关和与其相邻的上游开关之间。
　　3、远动控制技术在电力自动化中的应用
　　3.1远动系统中的通信传输技术。包括解调技术与调制技术，电力系统中目前主要是采用电力线的载波来进行通信传输，电力系统可以通过光缆、载波、微波、卫星等多形式的通信手段，同时对自身的电力通信网络资源进行利用创建电力通信专网。信号发射端上，通过信道编码后，数据可以形成基带信号，然后把电力线上的高频谐波信号作为载波信号，再把基带信号通过各种调制技术变换成模拟信号，随着电力线以电压、电流的形式实现通信传输；接收端上，采用解调技术相应的将模拟信号还原为数字信号。电力系统中的远动系统数据通信正是通过调制解调器的调制解调技术来实现的。电力系统通过远动控制技术，利用其自身设备，并结合控制技术、通信技术和计算机技术，实现了其自动化，使电力系统无人值班站的建设得到了完善。
　　3.2数据采集技术在电力系统自动化中的应用。变送器技术、A/D技术在远动系统的数据采集技术上起着主要的作用，远动设置RTU通过遥测与遥信等功能分别将采集厂站的运行参数和运行状态。远动系统处理的信号大多是0～5V的TTL的电平信号，但是电力系统实际处理的是大功率的参数，则需要变动期对大功率参数进行处理，转为RTU能处理的电平信号。遥信信息的编码和遥测信息的采集任务要靠A/D技术实现，其原理是模拟量借由模数转换器（A/D）转换成二进制的数字量，完成模拟信号向数字信号的转换。遥信采集的主要是各种设备的状态，包括某一时刻开关的状态、断路器与隔离刀闸的位置，各节点的电压，电流的模拟量，继电保护、自动装置的运行状态等信息。在遥信信息的传输过程中有这样的过程：遥信采集电路（大部分遥信对象状态是运用光电隔离的方式）――多路选择开关（将遥信对象状态的二进制位编进遥信码中去）――并行接口电路（遥信号码输出到接口电路中）。由于直流采样的误差大、功耗大、稳定性比较差、时间慢等缺点，为了提高采集信息的精准度，在电网调度自动化遥测采集的过程中，主要是运用了交流采样的技术，数据的采集的原理流程主要为：交流信号输入回路（电压电流信号取自于CT、PT及传感器）―低通滤波（去掉高次谐波）―采样保持器―多路转换开关（同步采集）―A/D转换（进行模/数转换）―数字信号，数字滤波以及交流幅值等任务主要依靠计算软件来完成。得到的信息送入单片机或STD工控机，至此数据的采集已完成。
　　3.3远动系统的信道编译码技术。远动系统的信道编译码技术包括信息传输协议(规约)、信道的编码和译码等。必须通过通信信道把远动装置采集的信息传输至调度控制中心才可使用，在远动系统中，通信信道是一个重要的构成部分。必须对信息进行信道编、译码，才能让传送的信息有比较好的抗干扰能力，具体的数字传输系统模型如下图2所示：

　　图2 信道编码模型
　　远动系统的信道编译码技术，指的是信道的编码与译码和信道传输协议等。RTU采集的信息必须通过通信信管传输到调度中心才能使用。在数字传输过程中，干扰是无法避免的，但可以通过对信息进行信道编译码，使信息在传输过程中获得较好的防干扰能力。目前大多采用线性分组码进行编译码，特别是线性分组码中循环码的组合使用。为了控制数据传输中的差错，还会用循环检错法、检错重发法、反馈重发法和前后纠错法等方法进行检验。循环码是最普遍的一种线性分组码，具备如下性质；在码组中，除了全零码以外，各码字中的码元循环右移位或者左移位所形成的码字依然是一个码字。 有且仅有一个n-k次码多项式g(x)存在于一个(n，k)循环码中，在(n，k)循环码中，每一个码的多项式c(x)均为g(x)的倍式，也就是说，m(x)g(x)=c(x)。进行编码时，首先用m(x)与x 相乘，获得x m(x)，然后用g(x)除以xn-k (x)，获得的商为q(x)，余式为r(x)，最后用r(x)模2和xn-k m(x)相加，获得系统循环码的码字c(x)：r(x)+x m(x)。在传送数据的过程中，通常以帧结构进行传送。在远动系统中，通常在E帧安排事件顺序记录的传送，D2和Dl帧分别安排电能脉冲的计数值和遥信状态信息，C帧安排一般遥测的传送，B帧安排次要的遥测，A帧安排最重要的遥测。帧结构的开头通常是同步字，同时有信息字和控制字，其长度能够改变，数据经过帧格式的包装以后就能够根据规约进行传送，以完成信道的所有编译码工作。
　　4、小结
　　电力系统自动化管理模式已经成为当今电力系统的发展方向。而这些都必须依靠远动控制技术。随着科技的不断革新，尤其是计算机技术和网络通信技术的高速发展和远动控制系统的不断改进，必将推动电力系统综合自动化的发展和日益完善。

　　参考文献：
　　[1]陈锋.铁路电力远动系统技术探析[J].中国高新技术企业,2010(13).
　　[2]汪?．浅谈铁路电力贯通线路的远动系统[J].铁道勘测与设计,2009(5).
　　[3]张凯.电力系统调度自动化中远动控制技术的应用[J].应用科技,2010(12).

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