電力系統(tǒng)中自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用探討

【摘要】近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力企業(yè)也迎來(lái)了發(fā)展機(jī)遇期，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用開啟了電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的新階段。本文就電力系統(tǒng)中自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了分析，以期對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)工作人員開展工作有所幫助。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；遠(yuǎn)動(dòng)控制

隨著科學(xué)技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平也在不斷提升。電能從生產(chǎn)到最終輸入到各家各戶，其中經(jīng)過(guò)諸多環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)作為一個(gè)整體較為復(fù)雜多變，主要包括多種一次設(shè)備，例如比變壓器、發(fā)電機(jī)以及輸電線路等。在工作中，需要對(duì)其進(jìn)行精確精準(zhǔn)的控制，同時(shí)注意做好在線測(cè)控工作，只有這樣才能保證電力設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，為電力企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。而對(duì)于二次設(shè)備來(lái)說(shuō)，二次設(shè)備在自動(dòng)化及其遠(yuǎn)動(dòng)控制方面運(yùn)用廣泛，尤其是在電力調(diào)度中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化。高度自動(dòng)化離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的技術(shù)支撐，并且需要遠(yuǎn)東控制技術(shù)的輔助?？傮w而言，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

1.遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)概述

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)主要由執(zhí)行終端、調(diào)度及控制端等構(gòu)成，其中包括對(duì)電力系統(tǒng)的遙調(diào)、遙測(cè)、遙信以及遙控等功能，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行方面發(fā)揮著重要作用。遙調(diào)主要是指遠(yuǎn)程命令，遠(yuǎn)程命令主要是指遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)命令，調(diào)度中心利用網(wǎng)絡(luò)信息通信實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的改變。如果調(diào)度中心需要控制變電站的某個(gè)設(shè)備，則可以發(fā)出相應(yīng)的控制命令，命令發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行、命令斷路器的分閘和合閘等。遙測(cè)主要是指遠(yuǎn)程測(cè)量，利用通信技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。隨著科技的不斷發(fā)展以及電力系統(tǒng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的范圍也在不斷擴(kuò)大，為滿足現(xiàn)實(shí)生活的需要，遠(yuǎn)動(dòng)控制在將來(lái)將會(huì)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自我診斷和自我修復(fù)功能。

電力系統(tǒng)的調(diào)度主要是指采集執(zhí)行終端系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)，例如，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)等，通過(guò)對(duì)這些資料數(shù)據(jù)的分析，能夠準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。當(dāng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果出來(lái)以后，將會(huì)根據(jù)實(shí)際情況向執(zhí)行端發(fā)布指令，傳達(dá)應(yīng)該調(diào)整的設(shè)備參數(shù)以及設(shè)備，這是實(shí)時(shí)測(cè)控的工作原理。因此，從某種意義上說(shuō)或，遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際上就是一個(gè)信息樞紐，通過(guò)該樞紐能夠?qū)?zhí)行端與調(diào)度和變電站相連，從而實(shí)現(xiàn)彼此之間的溝通?？傮w來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由集中監(jiān)視和控制模塊構(gòu)成。其中，集中監(jiān)視模塊主要負(fù)責(zé)監(jiān)視電力系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)，如果監(jiān)視結(jié)果顯示系統(tǒng)處于非正常狀態(tài)，則該模塊能夠根據(jù)故障情況及時(shí)采取合理措施修復(fù)故障，以此保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。集中控制模塊的作用是保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加智能化和自動(dòng)化，主要通過(guò)人機(jī)交互的形式進(jìn)行。該模塊的存在大大降低了勞動(dòng)成本，節(jié)省了人力資源。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，給電力系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的工作原理分析

一般情形下，遠(yuǎn)動(dòng)信息的產(chǎn)生、傳送以及遠(yuǎn)動(dòng)信息的接收構(gòu)成遠(yuǎn)動(dòng)控制的主要方面。信息發(fā)送由發(fā)送端設(shè)備發(fā)出，傳送通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)控制信道，接收主要由接收端設(shè)備進(jìn)行接收。信道是自動(dòng)化控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)的最主要區(qū)別。因此，在信道中傳輸?shù)闹噶钚枰?jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)換才能識(shí)別，信息的轉(zhuǎn)換要依靠一定設(shè)備。鑒于此，遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)也因此存在致命的缺點(diǎn)——易受外界干擾。這主要是因?yàn)樾畔鬏斀?jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離，并且信道存在結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題造成的。在此情況下，為避免該系統(tǒng)免受外界干擾，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須建立一套穩(wěn)定的遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括上述遙測(cè)功能、遙信功能、遙控功能以及遙調(diào)功能。其中，遙測(cè)功能與遙信功能主要負(fù)責(zé)在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)終端上進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行參數(shù)以及狀態(tài)信息的采集，在收集到信息以后，將信息按照相關(guān)通訊要求傳送給調(diào)度中心。遙調(diào)功能和遙控功能主要負(fù)責(zé)將指令傳達(dá)到遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行終端，該命令是調(diào)度中心發(fā)出的關(guān)于更改設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及參數(shù)的信息。其中的工作原理如下圖所示。

3.遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1關(guān)于數(shù)據(jù)采集技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要涉及變送器以及a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)，由于采用了電平信號(hào)，并且該信號(hào)基本都在零到五伏，但是電力系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備一般都采用大功率的電壓參數(shù)，因此，這些高電壓和大功率設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)只能借助變送器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣控制中心對(duì)數(shù)據(jù)的處理才能更加方便。換言之，就是把電力系統(tǒng)中的電壓、電流等信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，并用a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，只有這樣才能順利的對(duì)遙信信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并在遙信數(shù)據(jù)采集中，將二進(jìn)制碼編寫在遙信數(shù)據(jù)幀中，利用數(shù)字多路開關(guān)，把數(shù)據(jù)信息輸出到接口電路，控制系統(tǒng)獲取電壓電流信息號(hào)后，通過(guò)濾波放大環(huán)節(jié)，除去高次諧波，獲得與信號(hào)元同步信號(hào)，保持信號(hào)同步采集，再用a/d轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸送到STD空機(jī)環(huán)節(jié)中，這樣才算完成數(shù)據(jù)采集。

3.2關(guān)于信道編碼技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中遠(yuǎn)動(dòng)控制信道編碼技術(shù)主要涉及信道的編譯碼以及信息傳輸協(xié)議等，通過(guò)對(duì)信道采用線性分組編碼使采集到的信息在不被外界干擾的情況下通過(guò)信道傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心。為確保傳送信息時(shí)不受外界干擾，就必須對(duì)所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼和譯碼工作，具體流程如下圖所示。

雖然不能完全避免干擾，但通過(guò)編碼和譯碼過(guò)程，能夠盡可能的減少信道干擾。在電力通信系統(tǒng)中，存在各種各樣的編碼譯碼方法，但最為常用的編譯碼方法是線性分組碼，并且線性分組碼普遍采用循環(huán)碼。循環(huán)碼是最常用的一種線性分組碼，其中，各碼字中的碼元循環(huán)左移位（或右移位）所形成的碼字仍然是碼組中的一個(gè)碼字（除全零碼外）。

3.3關(guān)于通信傳輸技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，遠(yuǎn)動(dòng)控制通信傳輸技術(shù)主要涉及調(diào)制與解調(diào)兩種技術(shù)，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化主要采用電力線進(jìn)行通信傳輸，也可以采用微波、衛(wèi)星、光纜以及載波等進(jìn)行通信傳輸?？刂浦行耐ㄟ^(guò)電力通信資源創(chuàng)建電力通信專網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)信息統(tǒng)籌化技術(shù)處理。電力通信傳輸是從信號(hào)發(fā)射端開始的，信道編碼之后，數(shù)據(jù)可以形成基帶信號(hào)，把電力線上的諧波高頻信號(hào)作為載波信號(hào)，將那些基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，最后以電壓電流的形式實(shí)現(xiàn)通信傳輸。而在接收端，要采用解調(diào)技術(shù)轉(zhuǎn)化模擬信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。這樣，通過(guò)調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，讓遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信的暢通無(wú)阻。電力系統(tǒng)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，充分結(jié)合電子設(shè)備、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，形成電力自動(dòng)控制系統(tǒng)，大大完善電力系統(tǒng)無(wú)人值班站建設(shè)。

總結(jié)

總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技水平的提高，電力系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，規(guī)模也將不斷擴(kuò)大，隨之自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用也將更加廣泛深入。借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信和信息技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化的水平越來(lái)越高，通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了調(diào)度的自動(dòng)化，并且提升了系統(tǒng)的智能化和交互性。在不久的將來(lái)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化不僅包含管理和運(yùn)行，并且在經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性方面將有所突破。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)無(wú)疑為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

劉偉（1980.10.12），男，漢族，山西省平定縣，國(guó)網(wǎng)公司太原供電公司，工程師，碩士，電氣工程及其自動(dòng)化.