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

【摘 要】第二次工業(yè)革命中，最讓人印象深刻的就是使電能成為動(dòng)力能源，“電力”應(yīng)運(yùn)而生。改革開(kāi)放以后，國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)日新月異，我國(guó)的電力系統(tǒng)發(fā)展亦是十分迅速。如今電力系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，使得電力系統(tǒng)自動(dòng)化成為當(dāng)下的熱門(mén)。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平也愈來(lái)愈高，電力系統(tǒng)更可以稱(chēng)之為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)核心。電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展都有著非常重大的影響，其中遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。

【Abstract】 In the second industrial revolution， the most impressive thing was to make electricity become a power source， the "electric power" came into being. After the reform and opening up， the domestic economy is changing rapidly， and the development of our power system is also very rapid. Nowadays， the combination of power system and computer makes the power system automation become a popular word. With the continuous development of the economy，the level of power system automation in China is also higher and higher， The power system can be called the core of our economy. Power system automation has a very important impact on the development of the entire power industry， among which， the remote control technology is applied in many fields.

【關(guān)鍵詞】運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；應(yīng)用

【Keywords】 remote control technology； power system； automation； application

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM764.2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）06-0134-02

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。

【參考文獻(xiàn)】

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