電力系統(tǒng)自動化中遠(yuǎn)動控制技術(shù)的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)電力系統(tǒng)自動化中遠(yuǎn)動控制技術(shù)的應(yīng)用電力系統(tǒng)自動化中遠(yuǎn)動控制技術(shù)的應(yīng)用 摘要：電力系統(tǒng)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，利用電力系統(tǒng)自身設(shè)備，通過遠(yuǎn)動控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化。文章分析了電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動控制技術(shù)的基本原理、功能及其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。 關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)動控制；電力自動化；應(yīng)用 Abstract: Power system combines with the computer technology, communication technolog

2、y 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 syste

3、m. Key words: remote control; electric power automation; application 中圖分類號: TM247文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號：2095-2104（2012） 電力系統(tǒng)自動化主要包括生產(chǎn)過程中的自動檢測與自動調(diào)節(jié)和控制功能，另外還包括系統(tǒng)和元件中的自動安全保護(hù)功能與網(wǎng)絡(luò)信息中的自動傳輸功能。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)真正的自動化，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和遠(yuǎn)動控制技術(shù)必不可少，遠(yuǎn)動系統(tǒng)由遠(yuǎn)動控制主站、遠(yuǎn)動終端和通信通道三部分組成。 1、遠(yuǎn)動控制的基本原理 遠(yuǎn)動控制技術(shù)就是指為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程信號、遠(yuǎn)程測量等諸多功能，采用遠(yuǎn)程通信技術(shù)來監(jiān)

4、視和控制遠(yuǎn)方的運(yùn)行設(shè)備。電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的功能主要是四遙功能，分別是遙測（YC）和遙信（YX）、遙控（YK）和遙調(diào)（YT）四方面的功能，遙測與遙信是遠(yuǎn)動設(shè)置RTU將采集的廠站運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)按規(guī)約上傳送給調(diào)度中心，遙控和遙調(diào)則是調(diào)度中心發(fā)給遠(yuǎn)動設(shè)置RTU的改變運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的命令。遠(yuǎn)動控制在電力系統(tǒng)中主要運(yùn)用的是數(shù)據(jù)采集術(shù)、信道編碼技術(shù)和通信傳輸技術(shù)3部分，其原理如圖1所示。 圖1 遠(yuǎn)動控制原理 2、電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)功能分析 2.1遙測、遙信、遙控功能。 遙測、遙信、遙控和遙調(diào)是遠(yuǎn)動系統(tǒng)的基本功能。應(yīng)用通信技術(shù)傳送被測變量的測量值，稱為遠(yuǎn)程測量，簡稱遙測。應(yīng)用通信技術(shù)完成對設(shè)備狀

5、態(tài)信息的監(jiān)視，稱為遠(yuǎn)程信號，簡稱遙信。調(diào)度控制中心送給發(fā)電廠或變電所的遠(yuǎn)程命令有控制命令和調(diào)節(jié)命令等。應(yīng)用通信技術(shù)，完成改變運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的命令稱為遠(yuǎn)程命令，又稱遙控。當(dāng)調(diào)度控制中心需要直接抑制發(fā)電廠、變電所中的某些設(shè)備，如斷路器的合閘、分間，發(fā)電機(jī)的開機(jī)、停機(jī)等，就發(fā)出相應(yīng)的控制命令。這種應(yīng)用通信技術(shù)，完成對有兩個(gè)確定狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備的控制稱為遠(yuǎn)程切換。在我國通常把遠(yuǎn)程切換也稱為遙控。遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際需要還在不斷地?cái)U(kuò)展，為了有助于分析電力系統(tǒng)的事故、保證遠(yuǎn)動裝置的正常運(yùn)行和便于維護(hù)，還具有自檢查、自診斷等功能等。 2.2線路故障檢測 遠(yuǎn)動系統(tǒng)在線路故障檢測中發(fā)揮了重要的作用。故障

6、發(fā)生時(shí)，采用過電流檢測原理，即判斷線路電流是否超過整定值來檢測故障。由FTU檢測到故障并上報(bào)主站，主站系統(tǒng)首先完成故障自動定位功能，在確認(rèn)線路失電的情況下，自動遙控?cái)嚅_故障線段兩側(cè)的負(fù)荷開關(guān)，隔離故障點(diǎn)，最后，自動下發(fā)遙控命令閉合兩側(cè)配電所出線開關(guān)，恢復(fù)非故障線段的供電，并給出提示信息和故障處理報(bào)告，供調(diào)度員作進(jìn)一步分析。故障發(fā)生時(shí)，主站自動查找故障區(qū)間內(nèi)所有FTU的暫態(tài)3I0值，找到最大值所在的FTU，則故障點(diǎn)位于該FTU相鄰的某一側(cè)。然后比較該FTU兩側(cè)的暫態(tài)3I0值，找到較大者，并比較最大值與較大值暫態(tài)零序電流的方向，如果相同，則故障點(diǎn)位于最大值FTU的另一側(cè)；如果相反，則故障點(diǎn)位于兩者

7、之間。主站系統(tǒng)根據(jù)FTU上報(bào)的線路電壓數(shù)據(jù)，高壓斷相故障的位置應(yīng)該在第一個(gè)出現(xiàn)任意線電壓或相電壓低于斷相故障電壓上限門檻值（如小于180V），而且大于斷相電壓下限門檻值（不為0，如大于30V）的開關(guān)和與其相鄰的上游開關(guān)之間。 3、遠(yuǎn)動控制技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用 3.1遠(yuǎn)動系統(tǒng)中的通信傳輸技術(shù)。包括解調(diào)技術(shù)與調(diào)制技術(shù)，電力系統(tǒng)中目前主要是采用電力線的載波來進(jìn)行通信傳輸，電力系統(tǒng)可以通過光纜、載波、微波、衛(wèi)星等多形式的通信手段，同時(shí)對自身的電力通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行利用創(chuàng)建電力通信專網(wǎng)。信號發(fā)射端上，通過信道編碼后，數(shù)據(jù)可以形成基帶信號，然后把電力線上的高頻諧波信號作為載波信號，再把基帶信號通過各種調(diào)

8、制技術(shù)變換成模擬信號，隨著電力線以電壓、電流的形式實(shí)現(xiàn)通信傳輸；接收端上，采用解調(diào)技術(shù)相應(yīng)的將模擬信號還原為數(shù)字信號。電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)動系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信正是通過調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制解調(diào)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。電力系統(tǒng)通過遠(yuǎn)動控制技術(shù)，利用其自身設(shè)備，并結(jié)合控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了其自動化，使電力系統(tǒng)無人值班站的建設(shè)得到了完善。 3.2數(shù)據(jù)采集技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用。變送器技術(shù)、A/D技術(shù)在遠(yuǎn)動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)上起著主要的作用，遠(yuǎn)動設(shè)置RTU通過遙測與遙信等功能分別將采集廠站的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。遠(yuǎn)動系統(tǒng)處理的信號大多是05V的TTL的電平信號，但是電力系統(tǒng)實(shí)際處理的是大功率的參數(shù)，則需要變動

9、期對大功率參數(shù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)為RTU能處理的電平信號。遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務(wù)要靠A/D技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其原理是模擬量借由模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字量，完成模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。遙信采集的主要是各種設(shè)備的狀態(tài)，包括某一時(shí)刻開關(guān)的狀態(tài)、斷路器與隔離刀閘的位置，各節(jié)點(diǎn)的電壓，電流的模擬量，繼電保護(hù)、自動裝置的運(yùn)行狀態(tài)等信息。在遙信信息的傳輸過程中有這樣的過程：遙信采集電路（大部分遙信對象狀態(tài)是運(yùn)用光電隔離的方式）多路選擇開關(guān)（將遙信對象狀態(tài)的二進(jìn)制位編進(jìn)遙信碼中去）并行接口電路（遙信號碼輸出到接口電路中）。由于直流采樣的誤差大、功耗大、穩(wěn)定性比較差、時(shí)間慢等缺點(diǎn)，為了提高采集信息

10、的精準(zhǔn)度，在電網(wǎng)調(diào)度自動化遙測采集的過程中，主要是運(yùn)用了交流采樣的技術(shù)，數(shù)據(jù)的采集的原理流程主要為：交流信號輸入回路（電壓電流信號取自于CT、PT及傳感器）低通濾波（去掉高次諧波）采樣保持器多路轉(zhuǎn)換開關(guān)（同步采集）A/D轉(zhuǎn)換（進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換）數(shù)字信號，數(shù)字濾波以及交流幅值等任務(wù)主要依靠計(jì)算軟件來完成。得到的信息送入單片機(jī)或STD工控機(jī)，至此數(shù)據(jù)的采集已完成。 3.3遠(yuǎn)動系統(tǒng)的信道編譯碼技術(shù)。遠(yuǎn)動系統(tǒng)的信道編譯碼技術(shù)包括信息傳輸協(xié)議(規(guī)約)、信道的編碼和譯碼等。必須通過通信信道把遠(yuǎn)動裝置采集的信息傳輸至調(diào)度控制中心才可使用，在遠(yuǎn)動系統(tǒng)中，通信信道是一個(gè)重要的構(gòu)成部分。必須對信息進(jìn)行信道編、譯碼，

11、才能讓傳送的信息有比較好的抗干擾能力，具體的數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型如下圖2所示： 圖2 信道編碼模型 遠(yuǎn)動系統(tǒng)的信道編譯碼技術(shù)，指的是信道的編碼與譯碼和信道傳輸協(xié)議等。RTU采集的信息必須通過通信信管傳輸?shù)秸{(diào)度中心才能使用。在數(shù)字傳輸過程中，干擾是無法避免的，但可以通過對信息進(jìn)行信道編譯碼，使信息在傳輸過程中獲得較好的防干擾能力。目前大多采用線性分組碼進(jìn)行編譯碼，特別是線性分組碼中循環(huán)碼的組合使用。為了控制數(shù)據(jù)傳輸中的差錯，還會用循環(huán)檢錯法、檢錯重發(fā)法、反饋重發(fā)法和前后糾錯法等方法進(jìn)行檢驗(yàn)。循環(huán)碼是最普遍的一種線性分組碼，具備如下性質(zhì)；在碼組中，除了全零碼以外，各碼字中的碼元循環(huán)右移位或者左移位所形

12、成的碼字依然是一個(gè)碼字。 有且僅有一個(gè)n-k次碼多項(xiàng)式g(x)存在于一個(gè)(n，k)循環(huán)碼中，在(n，k)循環(huán)碼中，每一個(gè)碼的多項(xiàng)式c(x)均為g(x)的倍式，也就是說，m(x)g(x)=c(x)。進(jìn)行編碼時(shí)，首先用m(x)與x 相乘，獲得x m(x)，然后用g(x)除以xn-k (x)，獲得的商為q(x)，余式為r(x)，最后用r(x)模2和xn-k m(x)相加，獲得系統(tǒng)循環(huán)碼的碼字c(x)：r(x)+x m(x)。在傳送數(shù)據(jù)的過程中，通常以幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳送。在遠(yuǎn)動系統(tǒng)中，通常在E幀安排事件順序記錄的傳送，D2和Dl幀分別安排電能脈沖的計(jì)數(shù)值和遙信狀態(tài)信息，C幀安排一般遙測的傳送，B幀安排次要的遙測，A幀安排最重要的遙測。幀結(jié)構(gòu)的開頭通常是同步字，同時(shí)有信息字和控制字，其長度能夠改變，數(shù)據(jù)經(jīng)過幀格式的包裝以后就能夠根據(jù)規(guī)約進(jìn)行傳送，以完成信道的所有編譯碼工作。 4、小結(jié) 電力系統(tǒng)自動化管理模式已經(jīng)成為當(dāng)今電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。而這些都必須依靠遠(yuǎn)動控制技