遠動控制技術在電力系統自動化中的應用

肖新耀XIAO Xin-yao

（黔西南民族職業技術學院，興義 562400）

（Southwest Guizhou Vocational &Technical College for Nationalities，Xingyi 562400，China）

0 引言

電能的生產、輸出、變電、配送及最終到用戶的使用等環節構成了整個電力系統。而在整個電力系統中，發電機、變壓器、輸電線路及開關等設備統稱為一次設備，在電力系統工作過程中，需要對這些設備實施高度控制、在線測控和保護，從而確保一次電力設備的可靠、穩定和安全運行，并保證了電力生產的經濟性。電力系統的保護裝置、測控裝置、通信設備，（水、火、風能、核能）電廠及變電站的智能監控系統，電網調度部門的計算機控制系統等被統稱為二次設備，二次設備廣泛應用了自動化及遠動控制技術。電力系統調度高度自動化的實現必須以計算機技術及網絡通信技術為基礎，并大量運用遠動控制技術。可見，遠動控制技術在電力系統自動化中的應用具有重要意義。

1 遠動控制技術

（發電廠、變電站等）執行終端、調度及控制端等構成遠動控制技術，包括對電力系統的遙調、遙測、遙信及遙控，對電力系統可靠、穩定和經濟運行具有重要意義。其中調度要對（發電廠、變電站等）執行終端系統相關參數及運行數據進行采集，如對設備的運行狀態信號等的數據采集，結合數據分析和判斷電力系統的運行情況，根據實際情況向執行端下達指令，調整運行參數和操作系統設備，從而對系統進行實時測控。因此，遠動控制系統是執行端、調度與變電站之間的信息樞紐，是它們相互溝通和調節的基礎。遠動控制系統可分為集中監視與集中控制兩個模塊，其中，集中監視模塊的作用是監視系統是否正常合理運行，一旦電力系統發生故障，它能夠根據故障的實際情況在第一時間內自行采取合理措施，從而確保系統運行的安全穩定性；集中控制模塊指的是工作人員通過人機交互的形式對電力系統進行遙調和遙控，這就使得電力系統的運行更加自動化和智能化，在便于系統整體維護的同時，節省了勞動力，有效降低了成本。隨著遠動控制技術在我國電力系統自動化中的廣泛應用，則更能體現出該技術的經濟效益。

遠動控制系統的最基本功能是對電力系統的遙測、遙調、遙信和遙控。遙測指的是遠程測量，是采用通信技術對電力設備運行狀態的監視。遙控指的是遠程命令，調度控制中心采用通信技術實現遠程設備運行狀態的改變。遠程命令包括遠程調節命令和遠程控制命令等。若調度中心要對變電站或發電廠的某一設備進行控制，可直接發出所需的控制命令，如發電機的運行和停止、斷路器的分閘和合閘、無功補償設備的開啟和斷開等。通過通信技術對運行設備進行的兩個運行狀態的控制即為遠程切換，在國內這種遠程切換也是遙控的一種。隨著遠動控制技術的不斷發展，適應我國電力系統發展和應用的需要，遠動系統功能范圍也在不斷豐富和拓展，并且在不久的將來，為提高電力系統的故障分析能力、增強遠程設備的可維護性和正常運行的可靠性，遠動控制系統必將實現電力系統的自我診斷和自我恢復等功能。

2 遠動控制原理

遠動控制系統的基本功能主要包括對電力系統的遙測（YC）、遙調（YT）、遙信（YX）和遙控（YK），通常我們稱之為遠動控制系統的“四遙”。而上述各種功能的實現則必須依賴于數據采集技術、通信傳輸技術及信道編碼技術三部分，從而確保了電力系統各種功能的可靠性。現將遠動系統原理框圖繪制如圖1 所示。

圖1 遠動系統原理框圖

3 遠動控制技術在電力系統自動化中的應用

3.1 數據采集技術的應用 A/D 轉換及變送器等技術是電力系統自動化中常見的數據采集技術。遠動控制系統在對信號進行處理時通常采用TTL 電平信號，且多為0～5V。在電力系統中，由于各種運行的設備均為大功率、高電壓設備，若要在遠動控制系統中對這些數據進行處理，就必須將大功率、高電壓設備的運行數據通過變送器進行轉換。這一過程是將大功率、高電壓設備的電流、電壓等參數轉換為相應的TTL 電平信號，再通過A/D 技術將電平信號進一步轉化為數字信號，從而便于YC 信息采集和YX 信息編碼。其中，要采用光電隔離設備對YX 量信息進行采集和傳送，信息轉換為二進制編碼后編進遙信數據幀中，然后通過數字多路開關傳送至接口電路。經傳感器、CT 及PT 采集的設備電流及電壓信號通過濾波放大電路去除無利用價值的高次諧波后，傳至取樣保持環節并實施同步采集，從而得到和信號源同步的數據，該數據通過A/D 進行信號轉換，最后輸送到STD 空機等采集環節中，從而獲得有價值的數據信息。

3.2 信道編碼技術應用 信道編碼技術在電力系統自動化中的應用常見的有信道的編碼和譯碼、信息的傳輸協議等。通過數據采集技術所獲得的信息最終要輸送到電力系統調度控制中心，在輸送過程中，信道容易被各種其它信號干擾，因此，我們必須將信道進行編碼和譯碼，從而提高信息的抗干擾性。信道編譯碼的種類較多，而在電力系統遠動控制技術中多采用線性分組編譯碼，少數采用循環編譯碼。

3.3 通信傳輸技術應用 在電力系統自動化中遠動控制通信傳輸技術主要涉及調制與解調2 種技術。電力系統自動化系統通過自身所具有的電力通信網絡資源與方式（例如衛星和微波、光纜和載波等通信方式）來構建電力通信專用網。由于目前電力系統自動化系統主要是采用電力線載波和光纖通訊形式來完成信號的傳輸，其中電力線載波數據通信的實現是通過在信號發射端中進行編碼后產生的基帶信號，以及電力線中的高頻諧波信號為載波信號，并利用多種調制技術將其轉換模擬信號后，以電流和電壓的方式順從電力線進行通信傳輸；同時在接收端中，利用解調技術將轉換的模擬信號還原成為數字信號。電力系統自動化是由調制解調器調制解調技術，實現數據通信。目前，隨著光纖傳輸技術可靠性的不斷提高，光通道設備造價的不斷降低，全國范圍內電力系統自動化控制光纖傳輸網絡正迅速形成，這種新型的通信傳輸網絡必將很快取代微波傳輸技術，成為電力系統自動化控制通信傳輸的主要方式。

4 結語

遠動控制技術在我國電力系統自動化中已得到廣泛的應用，并且電力系統未來的發展方向是實現自動化管理，尤其是在110KV 以下小型變電站的運營管理模式中，具有綜合自動化程度的智能型變電站已非常普遍。與此同時，隨著科學技術的不斷發展，特別是計算機及網絡通信技術在各個領域中的廣泛應用，勢必有效推動遠動控制技術的進一步發展和完善，從而加快我國電力系統向自動化管理模式的發展進程。

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