電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)控制方法探析

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化為人們的生產(chǎn)生活提供電力保障，人們對(duì)電力的需求擴(kuò)大需要運(yùn)用先進(jìn)的遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化服務(wù)。文章對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了分析，對(duì)技術(shù)內(nèi)涵、工作原理及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)常見的故障問題進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)；電力需求；電力保障 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP29 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.057

社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性提出了更高要求，電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)推動(dòng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展，自動(dòng)化建設(shè)需要結(jié)合通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)將運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)切實(shí)地運(yùn)用到電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)電能的生產(chǎn)、輸出、變電、配送及用戶使用各環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、智能化。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)可以對(duì)電力設(shè)備、線路及系統(tǒng)運(yùn)行的各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的監(jiān)控和保護(hù)，保證電力生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)、安全，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的意義重大。

1 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的內(nèi)涵

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行利用通信的方式對(duì)遠(yuǎn)距離的設(shè)備生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的技術(shù)。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)通過控制端、執(zhí)行端、調(diào)度實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的遙控、遙信、遙測(cè)和遙調(diào)，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。調(diào)度是對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)的采集，利用數(shù)據(jù)分析判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，根據(jù)具體的情況調(diào)整對(duì)執(zhí)行端下達(dá)的指令，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)及操作設(shè)備的調(diào)整，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。執(zhí)行端、變電站及調(diào)度之間需要遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)的溝通及調(diào)節(jié)。遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)視模塊實(shí)時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，將監(jiān)視的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存并整理，將整理的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，判斷運(yùn)行的狀況，將發(fā)現(xiàn)的運(yùn)行故障向中心控制器反饋并及時(shí)采取合理的控制措施。集中控制模塊在操作人員與控制系統(tǒng)的配合作用下對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行遙調(diào)和遙控，保證系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)。

2 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的功能

（1）遙測(cè)是采用通信技術(shù)監(jiān)視電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，是一種遠(yuǎn)程測(cè)量方式；（2）遙控是遠(yuǎn)程命令形式，包括遠(yuǎn)程控制命令和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)命令，是調(diào)度控制中心利用通信技術(shù)改變遠(yuǎn)程設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。遙控的另一個(gè)表現(xiàn)形式是對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程切換；（3）遙信是遠(yuǎn)距離的信號(hào)，是系統(tǒng)通過通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息的監(jiān)視；（4）遙調(diào)是通過一定的技術(shù)手段將兩個(gè)能確定狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行控制的方式。

3 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的工作原理

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)通過發(fā)送端設(shè)備產(chǎn)生遠(yuǎn)動(dòng)信息，由遠(yuǎn)動(dòng)控制通道實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送，接收端設(shè)備接收傳送的遠(yuǎn)動(dòng)信息。發(fā)送端設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)控制通道、接收端設(shè)備的配合實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)采集、信道編碼、通信傳輸及傳送規(guī)約，保證電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行。遠(yuǎn)動(dòng)控制由于信道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和信息傳輸?shù)木嚯x及外界的干擾具有局限性。集中監(jiān)視模塊對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)視集對(duì)故障的及時(shí)處理確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定；集中控制模塊是工作人員在遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備上對(duì)電力系統(tǒng)的遙調(diào)和遙控，提升系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量，是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的主要手段。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)控制方法

4.1 對(duì)數(shù)據(jù)采集的控制方法

電力系統(tǒng)自動(dòng)化中常見的數(shù)據(jù)采集技術(shù)是A/D轉(zhuǎn)換及變送器等。電力系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備具有高電壓、功率大的特點(diǎn)，遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)需要將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過變送器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)符號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)后再利用A/D技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)中遙測(cè)信息采集和遙信的信息編碼。遙信量信息的采集和傳送依托光電隔離設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換并編入遙信數(shù)據(jù)幀中，數(shù)字多路開關(guān)會(huì)將這些信息編碼傳送至接口電路。信息編碼在CT及PT采集的設(shè)備電流、傳感器及電壓信號(hào)在濾波放大電路的作用下將高次諧波去除，傳送至取樣保持環(huán)節(jié)并實(shí)施同步的采集，得到同步信號(hào)源的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被A/D技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸送到STD采集環(huán)節(jié)中，最終獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。

4.2 對(duì)信道編碼技術(shù)的控制方法

信道的編碼和譯碼、信息的傳輸協(xié)議是電力系統(tǒng)中常見的信道編碼技術(shù)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)采集的信息要經(jīng)過信道輸送至電力系統(tǒng)的調(diào)度控制中心，由于電力設(shè)備、電力線路的輻射產(chǎn)生大量的干擾信號(hào)，影響信道傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，提高信息的抗干擾性是對(duì)信道進(jìn)行有效的編碼和譯碼，采用線性分組編譯碼的方式對(duì)信道的抗干擾性最優(yōu)。信道編譯碼操作前，需要在通信協(xié)議的建立下預(yù)先約定數(shù)據(jù)格式和通信方式。

4.3 對(duì)通信傳輸技術(shù)的控制方法

調(diào)制技術(shù)和解調(diào)技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)通信傳輸技術(shù)的主要方式。電力通信專用網(wǎng)的構(gòu)建依托電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的電力通信網(wǎng)絡(luò)資源。目前信號(hào)的傳輸多通過光纖通訊形式和電力線載波來完成。電力線載波數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)通過調(diào)制技術(shù)將基帶信號(hào)和載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并以電壓和電流的方式從電力線進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?，其中基帶信?hào)由信號(hào)發(fā)射端在編碼后產(chǎn)生，載波信號(hào)是電力線中的高頻諧波信號(hào)。接收端將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)在解調(diào)技術(shù)的應(yīng)用下還原為數(shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)的技術(shù)保障。

4.4 循環(huán)數(shù)據(jù)傳送規(guī)約的控制方法

信號(hào)傳輸是遠(yuǎn)動(dòng)動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的重要聯(lián)系因素，需要構(gòu)建規(guī)約完成信息的暢通傳輸，規(guī)約是信息身份識(shí)別的約定系統(tǒng)。規(guī)約的建立實(shí)現(xiàn)變電站、電廠及調(diào)度中心的多向通信。數(shù)據(jù)信息的傳送模式多采用循環(huán)式信息傳送規(guī)約。

5 電力系統(tǒng)自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)控制方法中常見的故障

遠(yuǎn)動(dòng)通道延時(shí)故障、控制單元板及遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)通道故障、電磁干擾、微處理機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)故障、輔助接點(diǎn)故障是電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制方法中的常見故障。遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和控制單元板的故障會(huì)造成遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的信息接收發(fā)生異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)定義出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)遙信功能的發(fā)揮。

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中遙測(cè)功能的故障多由線路的接線異常和變動(dòng)器或互感器的精度偏差造成。遙控功能故障的發(fā)生是由遙控出口或遠(yuǎn)動(dòng)通道的繼電器異常造成。遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)的各功能之間有緊密的聯(lián)系，遠(yuǎn)動(dòng)控制出現(xiàn)故障時(shí)，需要運(yùn)用觀察法、信號(hào)檢測(cè)法、排除法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充分的故障排查，對(duì)故障進(jìn)行詳細(xì)的檢修處理。

6 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)的迅猛發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高用電需求促進(jìn)電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的必然趨勢(shì)，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)有效地完成電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，并提升了電力系統(tǒng)的智能化，增加了經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省了大量的人力資源，是可持續(xù)發(fā)展的良好戰(zhàn)略，值得在電力企業(yè)中推廣。

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作者簡(jiǎn)介：華曄（1989-），男，河北涿州人，供職于國(guó)網(wǎng)河北經(jīng)研院。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）