電力系統(tǒng)調(diào)度電控的技術(shù)和應(yīng)用

摘要：電力系統(tǒng)結(jié)合計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，利用電力系統(tǒng)自身設(shè)備，通過遠動控制技術(shù)實現(xiàn)調(diào)度自動化，完善了電力系統(tǒng)無人值班站的建設(shè)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度 遠動系統(tǒng) 調(diào)度自動化

1、 電力調(diào)度

電能的產(chǎn)、輸、配和用均在一個電力系統(tǒng)中進行的，我國電網(wǎng)實行五級分層調(diào)度管理：國家調(diào)度機構(gòu)（簡稱國調(diào)），跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機構(gòu)（簡稱網(wǎng)調(diào)），省、自治區(qū)、直轄市級調(diào)度機構(gòu)（簡稱省調(diào)），省轄市級調(diào)度機構(gòu)（簡稱地調(diào)），縣級調(diào)度機構(gòu)(簡稱縣調(diào))，我國電網(wǎng)調(diào)度的基本原則是統(tǒng)一調(diào)度、分級管理、分層控制。

2、遠動系統(tǒng)

遠動終端RTU，在電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，RTU的功能是指RTU對電網(wǎng)的監(jiān)視和控制能力。也包括RTU的自檢、自調(diào)和自動恢復(fù)等能力。

通常RTU的功能可劃分為遠方功能和當?shù)毓δ堋＿h方功能包含遙測（YC）、遙信（YX）、遙控（YK）和遙調(diào)（YT）四方面的功能，簡稱“四遙”功能，數(shù)字值，計數(shù)脈沖，事件順序記錄（SOE），事故追憶，電力系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘，轉(zhuǎn)發(fā)，適合多種規(guī)約的數(shù)據(jù)遠傳。

其中遙測即為遠程測量，它是將采集到的被監(jiān)控發(fā)電廠或變電所的主要參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心。

遙信即遠程信號，它是將采集到的被監(jiān)控發(fā)電廠或變電所的設(shè)備狀態(tài)信號，按規(guī)約傳送給調(diào)度中心。

遙控即遠程命令，它是從調(diào)度中心發(fā)出改為運行方式的命令。這種命令包括操作發(fā)電廠或變電所各級電壓回路斷路器，投切補償電容器或電抗器，發(fā)電機組的開、停等。

遙調(diào)即遠程調(diào)節(jié)，它是從調(diào)度中心發(fā)出命令實現(xiàn)遠方調(diào)整發(fā)電廠或變電所運行參數(shù)。這種命令包括改變變壓器分接頭的位置，以調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的運行電壓，改變機組有功和無功成組調(diào)節(jié)器的整定值，以增減機組的輸出功率，對自動裝置整定值的設(shè)定。

當?shù)毓δ転镃RT顯示，漢字報表打印，本機鍵盤、顯示器，RTU的自檢與自調(diào)功能。

遠動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

遠動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)包括變送器技術(shù)和A/D技術(shù)等。遠動系統(tǒng)處理的信號大部分是0-5V的TTL電平信號，而電力系統(tǒng)實際運行參數(shù)都是大功率的參數(shù)，為了能在遠動裝置RTU中處理這些信號，通過變送器對大功率參數(shù)進行處理，將電力系統(tǒng)的電壓電流和有功無功線性地轉(zhuǎn)化為TTL電平信號。A/D技術(shù)主要負責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，完成遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務(wù)。

遙信信息是指電力系統(tǒng)的各種開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)以及繼電保護，自動裝置的運行狀態(tài)等，是電力系統(tǒng)中各節(jié)點（母線）的電壓，支路（線路變壓器）的潮流（有功，無功）或電流等模擬量。在電力調(diào)度自動系統(tǒng)中，遙信信息的傳送必須經(jīng)過兩個過程：第一是采集遙信對象的狀態(tài)，目前大部分采用光電隔離的方式，第二是將采集到的描述遙信對象狀態(tài)的二進制位編進具體的遙信碼中去，通過數(shù)字多路開關(guān)分別將各路的遙信狀態(tài)輸出到接口電路，如8255A等，再通過接口電路送入CPU進行處理，完成遙信信息的編碼。

為了采集到遙測信息，在電網(wǎng)調(diào)度自動化的遙測采集中，目前國內(nèi)外普遍采用交流采樣技術(shù)，電壓電流信號取自于CT和PT，以及電線桿上的傳感器，經(jīng)過濾波放大環(huán)節(jié)去掉19次以上高次諧波，送入取樣保持環(huán)節(jié)，進行同步采集，得到和信號源同步的信號，A/D轉(zhuǎn)換對其進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)字信號可以送入單片機或STD工控機等高級環(huán)

節(jié)，完成數(shù)據(jù)的采集，如圖2。

遠動系統(tǒng)的信道編譯碼技術(shù)

遠動系統(tǒng)的信道編譯碼技術(shù)包括信道的編碼和譯碼、信息傳輸協(xié)議（規(guī)約）等。遠動裝置采集的信息必須通過通信信道傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心才能使用，因此，通信信道是遠動系統(tǒng)中的重要組成部分。為了使傳送的信息有較好的抗干擾能力，必須對信息進行信道編譯碼，具體的數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型如圖3所示。

在數(shù)字傳輸中，干擾是不可避免的，通過信道編譯碼，盡可能地克服信道干擾。在通信系統(tǒng)中，信道編譯碼方法很多，為了能夠正確地進行數(shù)據(jù)傳送，常采用線性分組碼進行編譯碼，而線性分組碼中又廣泛采用循環(huán)碼。

線性分組碼的定義

信道編碼傳輸過程中，按照監(jiān)督碼元的構(gòu)造方法，形成不同的特征碼。設(shè)碼字有K位消息碼元和R位監(jiān)督碼元，則碼長n=k+r，碼字數(shù)目為2k。如果每個碼字的R個監(jiān)督元中只與本碼字的K位消息元相關(guān)，則這2k個碼字的集合稱為分組碼。

若一個分組碼的2k個碼字恰好是矢量空間V的一個K維子空間，稱分組碼為線性分組碼。設(shè)消息序列m=（m1、m2、……m）k，V1、V2、……Vk是K個線性無關(guān)的n重，則線性組合，U=m 1V1+m 2V2+……m kVk。用碼長和消息碼元兩個參數(shù)描述這種碼時，又稱（n，k）線性分組碼。

遠動系統(tǒng)中的循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送規(guī)約

在電力系統(tǒng)遠動控制中，為了實現(xiàn)變電站、電廠和調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信，在信道編譯碼前，必須建立一種預(yù)先約定的通信方式和數(shù)據(jù)格式，這就是通信規(guī)約或協(xié)議。目前電力系統(tǒng)中主要采用循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送（CDT）規(guī)約進行數(shù)據(jù)傳送。

在數(shù)據(jù)傳送過程中，一般是以幀結(jié)構(gòu)進行傳送的，在遠動系統(tǒng)中，重要遙測安排在A幀，次要遙測安排在B幀，一般遙測安排在C幀傳送，遙信狀態(tài)信息、電能脈沖計數(shù)值分別安排在D1和D2幀，而事件順序記錄安排在E幀進行傳送。對于幀結(jié)構(gòu)，一般以同步字開頭，并有控制字和信息字，其長度可變，結(jié)構(gòu)如下。

通過幀格式的包裝之后，數(shù)據(jù)就可以按照規(guī)約進行傳送，完成信道的全部編譯碼工作。遠動系統(tǒng)的通信傳輸技術(shù)遠動系統(tǒng)的通信傳輸技術(shù)包括調(diào)制技術(shù)和解調(diào)技術(shù)。

電力系統(tǒng)利用自身電力通信的網(wǎng)絡(luò)資源，可通過衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建一個電力通信專網(wǎng)，目前的電力系統(tǒng)中，主要是利用電力線的載波進行通信傳輸。信號發(fā)射端上，數(shù)據(jù)通過信道編碼后形成基帶信號，利用電力線上的高頻諧波信號作為載波信號，通過各種調(diào)制技術(shù)把基帶信號變換為模擬信號，以電流、電壓的形式隨電力線進行通信傳輸；在接收端上，應(yīng)用解調(diào)技術(shù)相應(yīng)地把模擬信號還原成數(shù)字信號。電力系統(tǒng)正是通過調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制--解調(diào)技術(shù)，實現(xiàn)遠動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。

3、調(diào)度自動化

調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分分信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳息子系統(tǒng)、信息的采集處理和控制子系統(tǒng)、人機聯(lián)系子系統(tǒng)。

調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本功能：變電站自動化、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）。其中能量管理系統(tǒng)可分為：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、自動發(fā)電控制（AGC）和經(jīng)濟調(diào)度控制（EDC）、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計SE、安全分析SA、調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)（DTS）。

4、結(jié)語

電力系統(tǒng)自動化管理模式已成為當今電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，特別是110KV以下的變電站的技術(shù)改造和管理模式，智能型變電站綜合自動化系統(tǒng)已被普及采用。同時隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展，遠動控制技術(shù)也在不斷的變革和改進，在加快電力系統(tǒng)綜合自動化的發(fā)展進程中將會發(fā)揮更加重要的作用。