探析電力系統(tǒng)中自動化遠動控制技術(shù)的應用

【摘要】在電力能源應用日益廣泛的背景下，人們對于電力系統(tǒng)的管理提出了更高的要求，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，是當前電力系統(tǒng)發(fā)展中的主要目標。本文結(jié)合遠動控制技術(shù)的基本原理，對其在電力系統(tǒng)自動化中的應用進行了探討和研究。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);自動化;遠動控制技術(shù);應用

前言

電力系統(tǒng)自動化，主要包括生產(chǎn)過程中的自動檢測和自動控制，以及系統(tǒng)和元件的自動安全保護和網(wǎng)絡信息的自動傳輸。要實現(xiàn)這個目標，需要對計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、遠動控制技術(shù)等進行有機融合。在電力系統(tǒng)自動化中，遠動控制技術(shù)的作用不僅包括了對于故障位置的準確定位，還可以對電能的消耗以及供電質(zhì)量、系統(tǒng)負荷等進行有效分析，可以說是電力系統(tǒng)自動化的關(guān)鍵，需要電力工作人員的重視。

一、遠動控制技術(shù)概述

所謂遠動，就是應用通信技術(shù)對遠方的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)遠程測量、遠程信號、遠程控制和遠程調(diào)節(jié)等各種功能。在電力系統(tǒng)中，遠動是為了統(tǒng)一管理遍布各個地方的變電站所采用的一種控制技術(shù)，主要由控制端、調(diào)度端以及執(zhí)行終端共同組成，可以實現(xiàn)對于電力系統(tǒng)的遙控、遙信、遙測和遙調(diào)，從而確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性。

二、遠動控制技術(shù)的基本原理

一般來說，遠動控制的過程主要包括遠動信息的產(chǎn)生、傳輸以及接收。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，遠動控制系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)存在一定的差別，這個差別主要表現(xiàn)在信道上。對于遠動控制系統(tǒng)而言，要實現(xiàn)命令在信道中的有效傳輸，必須通過特定的設備，對其進行轉(zhuǎn)換，在這種情況下，遠動控制容易受到外界的干擾，影響控制的有效性和準確性。因此，電力企業(yè)必須建立一套可靠的遠動控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)“四遙”功能，既遙控（YK）、遙信（YX）、遙測（YC）和遙調(diào)（YT）。其中，YC和YX是遠動終端采集的運行參數(shù)和狀態(tài)量信息，需要按照特定的通信協(xié)議，上傳給調(diào)度中心，而YK和YT則是調(diào)度中心根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，向執(zhí)行終端下達相應的命令，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的可靠運行。其基本原理如下：

三、遠動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用

1.數(shù)據(jù)采集技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動化中，遠動控制涉及的數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要包括變送器和A/D轉(zhuǎn)換等技術(shù)。在對信號進行處理時，一般采用0-5V的TTL電平信號。但是，由于在電力系統(tǒng)中，運行設備多屬于高電壓、大功率設備，為了保證數(shù)據(jù)采集和處理的有效進行，需要利用變送器對其設備的運行參數(shù)進行轉(zhuǎn)換，換言之，就是將電力系統(tǒng)中的電壓、電流信號轉(zhuǎn)換成為相應的TTL電平信號，同時，利用A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而實現(xiàn)YX信息的編碼以及YC信息的采集。為了保證系統(tǒng)的正常運行，YX傳送信息需要利用光電隔離設備進行采集，同時將對象狀態(tài)中的二進制碼編寫到Y(jié)X數(shù)據(jù)幀中，之后利用數(shù)字多路開關(guān)，將數(shù)據(jù)輸送到接口電路。由CT、PT和相應的傳感器，獲取電壓電流信號，然后通過濾波放大，除去信號中的高次諧波，再由取樣保持環(huán)節(jié)同步采集，得到與信號源同步的信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)輸送到STD空機等高級環(huán)節(jié)，則數(shù)據(jù)采集流程結(jié)束。

2.通信傳輸技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動化中，遠動控制系統(tǒng)的通信傳輸技術(shù)，主要包括調(diào)制和解調(diào)兩種。自動化系統(tǒng)可以通過自身的電力通信網(wǎng)絡資源和方式，構(gòu)建相應的電力通信專用網(wǎng)。從目前的發(fā)展情況看，電力自動化系統(tǒng)對于信號的傳輸，主要是通過光纖以及電力線載波的形式，電力線載波之所以能夠?qū)崿F(xiàn)通信傳輸，主要是以信號發(fā)射端中經(jīng)編碼產(chǎn)生的基帶信號，以及電力線中的高頻諧波信號為載波信號，利用相應的調(diào)制技術(shù)，將信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，以電壓和電流的方式，從電力線進行通信傳輸。在接收端接收到模擬信號后，利用解調(diào)技術(shù)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展，使得光纖設備的造價不斷降低，電力系統(tǒng)自動化光纖傳輸網(wǎng)絡不斷發(fā)展和完善，必將取代傳統(tǒng)的通信傳輸網(wǎng)絡，成為電力系統(tǒng)自動化通信傳輸?shù)闹饕绞?，應該得到電力工作人員的重視和深入研究。

3.信道編碼技術(shù)

在遠動系統(tǒng)中，信道編碼技術(shù)主要是指信道的編碼、譯碼以及信道傳輸協(xié)議等。在電力系統(tǒng)中，RTU采集到的數(shù)據(jù)信息，要想傳輸?shù)秸{(diào)度中心，必須經(jīng)過線性的通信信道。但是，受各種因素的影響，數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中，必然存在一定的干擾，影響信息的完整性和準確性。針對這種情況，可以通過對信息進行信道編碼和譯碼的方式，提升信息在傳輸過程中的抗干擾能力。從目前來看，在電力系統(tǒng)中，多使用線性分組碼進行編碼和譯碼。同時，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，對數(shù)據(jù)傳輸中的差錯進行控制，需要在編碼后，采用循環(huán)檢錯法、反饋檢錯法等進行檢驗。

線性分組碼屬于奇偶校驗碼的一種，在信道編碼的傳輸過程中，可以使用（n，k）的形式進行表示。假設信息矢量存在k個碼元，按照相應的規(guī)則，增加r個監(jiān)督碼元，形成n=k+r的碼元組，如果監(jiān)督碼采用的信息碼元是原信息碼元的線性組合，則為線性分組碼，如果使用矩陣來表示，則為R=MG。其中，R表示監(jiān)督碼部分，為[1×（n-k）];M表示原信息碼部分，為（1×k）;G表示生成矩陣，為[k×（n-k）]。監(jiān)督碼在這里的作用，主要是實現(xiàn)信息編碼的檢錯和糾錯。同時，作為線性組碼的一種，循環(huán)碼是比較常用的編碼形式，其特性是各個碼字中的碼元循環(huán)向左（右）移位所形成的碼字依然是碼組中的一個碼字。其編碼原理如下：

在一個（n，k）的循環(huán)碼中，如果有且僅有一個n-k次碼多項式g（x），則需要滿足下列條件：循環(huán)碼中的每一個多項式h（x），則h（x）=m（x）g（x）。在編碼過程中，將m（x）與xn-k相乘，之后被g（x）相除，得商p（x），得余u（x），再將u（x）模2加上xn-km（x），就可以得到系統(tǒng)循環(huán)碼字h（x）=xn-km（x）+u（x）。

通過這種方式，可以對系統(tǒng)循環(huán)碼編碼中是否在噪音信道中受到干擾進行良好的校驗準則，用生成多項式去除接收碼字，檢查余式是否為零，若余式為零則無誤碼，反之則有。

四、結(jié)語

總而言之，在電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的過程中，遠動控制技術(shù)是十分重要的，不僅可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化，還可以提升電力系統(tǒng)的交互性和智能化。隨著遠動控制技術(shù)的不斷提高和完善，其在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中的作用必將更加重要，為電力系統(tǒng)的自動化奠定良好的基礎。

參考文獻

[1]張恒山.電力系統(tǒng)自動化中遠動控制技術(shù)的應用[J].機電信息2012，（36）：115-116.

[2]李勛濤，柯美波.自動化遠動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)的應用[J].電源技術(shù)應用，2013，（12）：138.

[3]張策，王帥.遠動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用[J].電子制作，2014，（1）：56.

[4]智靜.遠動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應用[J].河南科技，2011，（9）：35.