遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的運(yùn)用

張亞松

（華能?chē)?guó)際電力股份有限公司井岡山電廠，江西吉安343009）

1 引言

社會(huì)的發(fā)展提高了國(guó)民的生活需求，“電力”已經(jīng)是生活中不可或缺的一部分。為了讓電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全可靠，電力系統(tǒng)也一直在發(fā)展，融入了很多智能化技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與電力系統(tǒng)的調(diào)度相結(jié)合，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)控制。

2 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的意義與原理

電力系統(tǒng)的構(gòu)成包括電能的產(chǎn)生、輸出、變電、配送和用戶(hù)的使用，電力系統(tǒng)中有兩種設(shè)備：一次設(shè)備、二次設(shè)備。一次設(shè)備包括開(kāi)關(guān)、變壓器、發(fā)電機(jī)和輸電線(xiàn)路，對(duì)于這些設(shè)備都需要進(jìn)行高度控制，保證它們的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，同時(shí)也為電力生產(chǎn)節(jié)省了成本。二次設(shè)備就是電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由電力系統(tǒng)的通信裝置、變電站的智能控制系統(tǒng)、保護(hù)設(shè)備、（水、火、風(fēng)能、核能）電廠和測(cè)控設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的三大主要技術(shù)，具有傳輸、控制、自動(dòng)安全保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)與檢測(cè)的功能，為電網(wǎng)的可靠供電提供了力量。而電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)主要有兩大功能，一能為電能消耗、電能的發(fā)展趨勢(shì)、電能的質(zhì)量與負(fù)荷情況提供充分的分析資源；二能準(zhǔn)確判斷出發(fā)生故障的部位，從而為保護(hù)裝置動(dòng)作提供可靠的信息。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)為電力系統(tǒng)調(diào)度的高度自動(dòng)化控制提供了支柱，由此可見(jiàn)，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的地位舉足輕重[1]。

遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)是電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制的四大功能，這也是電力系統(tǒng)中融入遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的原因。遙測(cè)是對(duì)電廠和變電站的安全運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，遙信是獲取發(fā)電廠與變電站提供的運(yùn)行數(shù)據(jù)，遙控是對(duì)已經(jīng)獲取的信息進(jìn)行監(jiān)控、分析和判斷，遙調(diào)是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的指令進(jìn)行調(diào)整，完善數(shù)據(jù)。這些功能為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了準(zhǔn)確的信息，保證了運(yùn)行的安全性、用戶(hù)用電的可靠性，整個(gè)生產(chǎn)能源的經(jīng)濟(jì)性。電廠、變電站、測(cè)控設(shè)備之間的連接樞紐是遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，遠(yuǎn)動(dòng)信息的產(chǎn)生、傳送、接受是遠(yuǎn)動(dòng)控制的主要流程，這也是它作為信息傳遞橋梁的原因。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的組成：集中控制、集中監(jiān)視。首先是監(jiān)視，主要目的在于監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程是否安全可行，當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或者危險(xiǎn)，必須對(duì)故障問(wèn)題采取及時(shí)、有效的方法，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保證。然后是控制，主要目的是以人機(jī)交互的方式達(dá)到遙調(diào)與遙控的目的。電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要的財(cái)力、物力、人力投資非常大，控制模塊在電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的前提下，既要保證其工作質(zhì)量與效率，還要減少運(yùn)行的成本，將資源利用率提高[2]。

3 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的運(yùn)用

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)所包含的范圍甚廣，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中運(yùn)用最多的就是數(shù)據(jù)采集技術(shù)、信道編譯碼技術(shù)與通信傳輸技術(shù)。整個(gè)控制過(guò)程中，幾種技術(shù)相融合，相輔相成，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)控制，保證了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性[3]。

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)采集技術(shù)就是常見(jiàn)的變送器技術(shù)與A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，是一種通過(guò)交流采樣技術(shù)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的遙測(cè)信息進(jìn)行收集的技術(shù)，其能夠一邊實(shí)行遙測(cè)編碼，一邊采集到所需要的信息。電流與電壓的信息，是從電壓互感器或者電流互感器中產(chǎn)生，大多運(yùn)用的是TTL電平信號(hào)，范圍在0～5V之間。以傳感器為媒介，傳播到各家各戶(hù)。眾所周知，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中設(shè)備的電壓都很高，功率較大，這時(shí)候就需要變送器。將電壓高、功率大的設(shè)備運(yùn)行需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行同等轉(zhuǎn)換，讓遠(yuǎn)動(dòng)控制裝備能夠檢測(cè)、采集到信息。但是在這其中，需要處理掉濾波放大環(huán)節(jié)，淘汰掉19次以上的高次諧波，同步采集處理后的信息，獲取與信號(hào)源處于同一頻道的信息。通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，將電流電壓中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將YC信息通過(guò)光電隔離裝置進(jìn)行采集，YX信息進(jìn)行編碼，最后將數(shù)字信息傳輸至STD工控機(jī)或者單片機(jī)中處理，這便是這個(gè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程。該技術(shù)為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行收集了更加精確的數(shù)據(jù)信息，確保運(yùn)行的科學(xué)性、安全性。

3.2 信道編譯碼技術(shù)應(yīng)用

遠(yuǎn)動(dòng)控制中所需的數(shù)據(jù)信息很多，需要相互轉(zhuǎn)換為同步調(diào)的信息，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，會(huì)受到很多的干擾，這就需要信道編碼技術(shù)，比如信道的編碼、譯碼與信息的傳輸協(xié)議等。數(shù)據(jù)采集技術(shù)收集到了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，需要傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)的調(diào)度中心進(jìn)行分析、判斷，進(jìn)行使用。信息在傳輸過(guò)程中或多或少也會(huì)受到外界干擾，為了減少其他信號(hào)的干擾，需要通過(guò)編碼與譯碼的方式，為信息通道加上一層保護(hù)膜，將干擾影響降到最低。信道編譯碼的種類(lèi)繁多，線(xiàn)性分組編譯碼是電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中運(yùn)動(dòng)較多的，可以使傳輸?shù)男畔⒈３终_，利于信息的分析；其次是循環(huán)編譯碼，因?yàn)檠h(huán)編譯碼不容易受到其他信號(hào)的干擾，而且循環(huán)碼有個(gè)特點(diǎn)，循環(huán)碼中的任意一個(gè)碼移位，對(duì)其他碼都沒(méi)有影響，碼字還是不變的，當(dāng)然，零碼這種特殊情況除外。在電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制中，信息形式千變?nèi)f化，也需要一些規(guī)定來(lái)制約。電廠、變電站、調(diào)度中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，在信道編譯碼之前，就要先建立統(tǒng)一的通信方式和數(shù)據(jù)格式，當(dāng)下，我國(guó)電力系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)格式與通信方式是循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送，主要構(gòu)成單位是幀結(jié)構(gòu)。

3.3 通信傳輸技術(shù)應(yīng)用

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中最為關(guān)鍵的就是信息的傳輸，就我國(guó)目前的電力系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)看，信息傳輸中應(yīng)用最廣泛的就是通信傳輸技術(shù)。我國(guó)目前有衛(wèi)星監(jiān)控、光纜傳播，加上載波與微波，構(gòu)成龐大的電力通信網(wǎng)。光纖技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，越來(lái)越好，不僅可以節(jié)省制造成本，還可以提高傳輸?shù)陌踩?、可靠性，地位也越?lái)越高，已經(jīng)在逐漸取代傳統(tǒng)的微波傳輸技術(shù)，以后就是電流系統(tǒng)自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的主要通信方式了。載波也是當(dāng)前使用率最高的兩大傳輸方式之一。需要傳輸?shù)男畔⒃谛盘?hào)發(fā)射端通過(guò)信道編譯碼，轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，再利用電力系統(tǒng)中的高頻諧波信號(hào)，將其看作載波信號(hào)，調(diào)制技術(shù)將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，通過(guò)電流、電壓等常見(jiàn)形式，以電流線(xiàn)為載體，進(jìn)行通信傳輸。信號(hào)接收端會(huì)獲取到信號(hào)，卻不能直接使用，需要將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這時(shí)就需要解調(diào)。調(diào)制與解調(diào)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中關(guān)系重大，不可或缺，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制的技術(shù)支撐，所以，調(diào)制技術(shù)與解調(diào)技術(shù)是通信傳輸中最主要的傳輸技術(shù)[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在電力系統(tǒng)的規(guī)模發(fā)展得越來(lái)越大，自動(dòng)化在生活中運(yùn)用得越來(lái)越廣泛。計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)也在不停創(chuàng)新，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)也受到了高度重視。但是遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展不僅于此，還有更多的發(fā)展空間。自動(dòng)化技術(shù)與遠(yuǎn)動(dòng)控制的關(guān)系可以更加緊密，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)可以通過(guò)科學(xué)的方法進(jìn)行進(jìn)一步完善。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展需要科技的推動(dòng)，需要更多創(chuàng)新，需要更完善的自動(dòng)化管理體系。