關(guān)于電力調(diào)度的自動化技術(shù)分析

黃宇明

摘要：調(diào)度是電力系統(tǒng)的指揮系統(tǒng)，對電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行起著重要作用。調(diào)度自動化系統(tǒng)提供詳盡、可靠的實時信息，保證調(diào)度員能夠了解電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀，及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)隱患，是提高調(diào)度運行管理水平的重要手段。文章通過通道數(shù)量和影響通信可靠程度的因素分析，就自動化系統(tǒng)通道配置方案提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)調(diào)度自動化通道配置方案優(yōu)化

0引言

調(diào)度是電力系統(tǒng)的指揮系統(tǒng)，對電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行起著重要作用。調(diào)度自動化系統(tǒng)提供詳盡、可靠的實時信息，保證調(diào)度員能夠了解電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀，及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)隱患，是提高調(diào)度運行管理水平的重要手段。調(diào)度自動化系統(tǒng)由自動化主站(MTU)、分站(遠動終端RTU)經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸通道構(gòu)成的整體。通道一方面將分站的實時信息傳送至主站，同時又將主站的命令下發(fā)至分站，其運行的可靠程度直接影響自動化系統(tǒng)的運行狀況。目前，國內(nèi)常用的通信信道有載波、微波、特高頻、擴頻、直通電纜、衛(wèi)星、光纖等幾種方式。同時根據(jù)傳送信號的不同可分為模擬通道和數(shù)字通道兩種類型。以下就調(diào)度自動化系統(tǒng)通道配置方案做幾點分析：

1通道數(shù)量

我們討論通道數(shù)量時是指獨立的遠動通道。排除通道本身可靠性因素，遠動主站和分站之間通道數(shù)量越多通信越可靠。這可以從概率學(xué)推出結(jié)論：假設(shè)單通道的運行率為95％，則雙通道的運行率為

1－(1－0.95)*(1－0.95)=99.75％

三通道的運行率為

1－(1－0.95)*(1－0.95)*(1－0.95)=99.99％

可以看出通道數(shù)量越多，其運行率越高，通信越可靠。但是通道數(shù)量大于、等于三路時，通過增加通道數(shù)量的方式來提高通信質(zhì)量效果已不在明顯。因此，雙通道方案具有較高的性能價格比，為最科學(xué)的通道配置方案。同時，國家電力調(diào)度通信中心《電網(wǎng)調(diào)度自動化與信息化技術(shù)標準》中對通道數(shù)量也提出了意見。根據(jù)《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL 5003—13.33》規(guī)定：遠動通道應(yīng)在通信設(shè)計中統(tǒng)一組織。單機容量為300MW及以上或電廠總?cè)萘繛?0MW及以上的電廠，以及參加自動發(fā)電控制的電廠和330KV及以上電壓等級的樞紐變電站，應(yīng)有2個獨立的遠動通道，當1個通道故障時，可進行自動切換或人工切換。220KV樞紐變電站有條件時也可有2個獨立通道。

隨著電力通信的迅速發(fā)展，為保證調(diào)度自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，建議110KV以上電壓等級的變電站均應(yīng)配置2個獨立的遠動通道。

2通道分析

就目前國內(nèi)常用的通道方式進行分析：

直通電纜在遠動主站和分站之間架設(shè)通信電纜，通信質(zhì)量比較可靠，但是每一條通信電纜只有一條通信信道，同時當傳輸距離較遠時，衰耗比較嚴重。因此目前此方案采用的已經(jīng)較少。

電力載波是我國電力通信發(fā)展初期的主要通信手段，其特點是高壓線路所到之處，均能實現(xiàn)載波通訊。但是模擬載波的波特率上限為600Bd，并且模擬載波和數(shù)字載波均有一個缺陷，載波機的數(shù)目隨著端點之間線路數(shù)目增加而增加。遠動主站和分站之間有N條線路，就需要2N臺載波機構(gòu)成通信信道。隨著中間環(huán)節(jié)的增加，加大了故障幾率，降低了可靠性。目前仍有大部分地區(qū)保留有載波方式，但其在電力通信中的重要位置已呈下降趨勢。

微波、特高頻、擴頻為無線傳輸方式，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，其運行可靠程度已經(jīng)達到較高水平。綜合考慮安裝成本、信道數(shù)量、可靠率、通信質(zhì)量、維護等諸多因素，已經(jīng)成為目前主流的通信方式。在電力通信中已逐步取代載波占據(jù)主要地位。

光纖通訊以其傳輸速率高、容量大、穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點獲得認可，但其相對昂貴的造價讓人止步，目前主要用于通信主干道的建設(shè)。市區(qū)范圍內(nèi)距離調(diào)度主站較近，同時數(shù)據(jù)信息量較大的綜合自動化站也有采用光纖構(gòu)造環(huán)網(wǎng)，提高通信可靠性。

衛(wèi)星通信在傳輸信號時有一定的延時，但是不受地理位置的限制，對于不便采用其它通信方式的邊遠或山區(qū)變電站而言是一個不錯的選擇。

3影響通信可靠程度的因素

就同一種通信方式而言，波特率越高其誤碼率越高，可靠率降低。以載波模擬通信為例，以600Bd通信時誤碼率較以300Bd通信時平均上升5倍。但是不同的通信方式其通信可靠程度又不一樣。根據(jù)現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，一般而言，微波通信可靠程度比載波通信高，但是比擴頻通信低。光纖通信最為可靠；而衛(wèi)星通信可靠程度介于光纖通信和擴頻通信之間。對于不同廠家的通信產(chǎn)品、不同的外界環(huán)境和以及設(shè)備安裝調(diào)試工藝也對通信質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。

模擬通道的波特率較低，一般不超過600Bd。數(shù)字通道波特率一般高于600Bd。就目前遠動分站(RTU)而言，一般均提供有數(shù)字接口，同時也通過Modem收發(fā)模擬信號。調(diào)度主站與分站之間的通信主要采用兩類規(guī)約：一類是循環(huán)式遠動規(guī)約，一類是問答式遠動規(guī)約。循環(huán)式遠動規(guī)約需要點對點的遠動通道結(jié)構(gòu)，即每個分站均需要自己獨立的通道。問答式遠動規(guī)約可以多臺分站信號轉(zhuǎn)接在一路訊道上，通過站地址來相互區(qū)分。調(diào)度主站接受信號是一種分時系統(tǒng)，它提供特定的時間段來接受特定通道的信號。綜合自動化變電站的信息量較常規(guī)RTU要大，在上傳信息時其數(shù)據(jù)幀的幀長要增加，如果采用300Bd通信時，會發(fā)生因數(shù)據(jù)幀接受不全而產(chǎn)生的丟幀現(xiàn)象。因此對于綜合自動化變電站通信要采用600Bd以上，建議使用1200Bd。

4總結(jié)

在進行調(diào)度自動化系統(tǒng)通道方案的制定時，如果資金等各方面條件允許：

4.1應(yīng)優(yōu)先考慮通信可靠率高的通信方式。優(yōu)先采用光纖、擴頻等通道；避免采用載波、直通電纜等相對落后的方案。以保證通道的良好運行，提高通信可靠率。

4.2通道盡量要采用雙通道配置方案。避免因通道中斷而產(chǎn)生的通信故障，保證調(diào)度自動化系統(tǒng)能實時、準確的為調(diào)度人員提供信息，確保電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟的運行。

4.3通道波特率選擇根據(jù)通道的不同，建議采用600Bd以上方案，盡量不選用300Bd的波特率。

4.4優(yōu)先選用數(shù)字通信方案。由于數(shù)字通信可靠率較高，優(yōu)先考慮雙數(shù)字通道方案。如果條件不允許，盡量考慮一路數(shù)字、一路模擬方案，避免兩路模擬通信方案。