電力系統信息監測基本技術綜述

摘要：電力系統在運行過程中有著非常龐大的信息量，為了更好的掌握電力系統的各項信息，還需要對運行狀態進行實時的監控，這樣才能夠保證電力系統在健康的狀態下運行。電力系統的信息監測技術能夠及時的對電力系統運行時的各項信息數據準確的收集在一起，并且傳輸到調度中心，從而采取有效的控制措施來保障電力系統的穩定運行。

關鍵詞：電子系統信息；檢測技術；分析

1 實現電網調度自動化的基本要求

1.1 對信息的采集整理和命令執行的子系統

在電網調度過程中需要通過信息采集整理和命令執行的子系統來實現信息的傳輸和指令的發送，這樣才能夠有效的實現電網的調度。而遠動終端以及主站在配合時也可以實現四搖功能。其中遠動終端在遙測方面主要可以實現電力系統運行參數的采集，比如對發電機出力、母線電壓、功率負荷以及電流電量等各項信息的采集。遠動終端還有著信息采集和發送的功能，在電力系統中通過繼電保護動作信息來對整個系統進行保護的過程中，遠動終端可以接受到執行命令并且及時的對命令進行發送，在接收到發送的指令后，系統的其他部件也會按照發送的指令來完成相應的操作，其中發電機的有功出力以及無功出力都需要通過遠動終端的指令操作來完成，而這一部分內容也是電力系統調度中的核心部分，對于實現電網調度自動化也有著重要的意義。而在信息采集和命令執行子系統中不僅需要具備以上幾種功能，同時還包含了一些其他的功能，其中包括了事件順序記錄、當地監控等，這些功能在信息的采集整理和命令執行子系統中也都有著非常重要的作用，并且在實際操作過程中也能夠給電力系統的運行提供重要的幫助。

1.2 信息傳輸子系統的功能

電網調度自動化的實現還需要在主站和遠端之間建立起相應的連接，由于二者之間存在著一定的距離，因此信息傳輸也是一項非常重要的部分，信息傳輸子系統的功能也主要是起到連接的作用，讓電力系統的主站和遠端之間的信息傳輸形成一個快捷的通道，這樣就可以形成有效的電網調度。而信息傳輸子系統在應用上也分為不同的制式，按照信道的不同可以將其分為模擬傳輸系統以及數字傳輸系統兩種。在信道采用電力載波、模擬微波傳輸系統時，我們也可以將這種系統傳輸方式稱之為模擬傳輸系統。其中信道采用了數字微波以及數字光纖作為系統傳播的主要方式，這種方式也是目前應用較多的傳播方式之一，而數字傳輸正是采用了這種信息傳播方式。

1.3 信息收集、處理和控制子系統

很多電力網絡都有很廣的跨度，在電網系統中包括了發電廠和變電站等，這樣在對電力系統進行監控時候就需要通過對不同廠、站的信息收集和處理來進行。而整個電網的監控不僅要實現對信息的收集和整理，還要對信息收集和處理的結果發送到控制中心，再經由操作人員的指令發送傳輸到系統中的各個部分來進行控制，這也是信息收集、處理以及控制子系統的主要功能所在。

1.4 人機聯系子系統

在自動化技術不斷發展的過程中，操作人員需要對自動化系統進行設置并且在自動化系統的協助來對電力系統的狀態進行實時的監控，這樣操作人員就可以根據系統運行的狀態來對系統進行調整，從而使系統能夠在一個較為健康的狀態下運行。目前，在電力系統運行過程中，控制電力系統的設備與人員的操作如何能夠更好的結合在一起也是人們重點研究的內容之一。在計算機系統與電力系統結合后，信息的收集和處理也更加高效，這樣操作人員需要通過計算機的信息反饋來對信息作出有效的決策，在此過程中如果電力系統的復雜性和規模越大，那么對于操作人員的要求也會越高，因此人機聯系子系統的功能和作用也有著非常重要的價值。

2 電力系統信息采集系統

電力系統的信息采集系統也是一項非常重要的部分，能夠對電網運行起到有效的監控作用，同時還要對電網運行的狀態生成信息數據再經由控制中心進行加工處理，從而形成有效的控制系統，這樣控制信息無論是在發送和接受過程中都能夠通過相應的指令來完成。

由電力系統RTU及傳感器輸送的系統結構狀態信息和運行狀態信息通過模擬和數字量輸入系統將信息傳送到接口電路，然后送至調度控制中心計算機系統。其主要任務是實現對現場信號的采集處理。按其功能可分為：模擬量輸入、輸出子系統和數字量輸入、輸出子系統。

數字量輸出系統是為控制對象提供數字信號或控制其動作。當電網一些重要的開關或狀態發生變化時，計算機立即處理，一般將這種狀態量接入中斷處理。模擬量輸入通道由傳感器或變送器、多路模擬開關、放大器、采樣保持器S/H、A/D轉換器以及接口和控制邏輯電路構成。

2.1 采樣保持電路

時間取量化的過程稱為采樣。采樣過程是將模擬信號f（t）首先通過采樣保持器，每隔TS秒采樣一次（定時采樣）輸入信號的即時幅度，并把它存放在保持電路里，供A/D轉換器使用。

2.2 采樣方式

1）單一通道的采樣方式。根據采樣點的位置以及采樣間隔時間與輸入波形在時間上對應關系，采樣方式可以分為異步采樣和同步采樣。

2）多通道采樣方式。按照對各通道信號采樣的相互時間關系，有同時采樣、順序采樣和分組同時采樣三種采樣方式。①同時采樣。在每一個采樣周期對所有需要采樣的各個通道的量在同一時刻一起采樣叫同時采樣。一般情形，保持各個（或某些個）輸入離散化的同時性對自動裝置才有意義。同時采樣的實施技術有兩種：一種是每一個通道都設置A/D轉換器，同時采樣后同時進A/D轉換，由于A/D轉換器價格比較貴，功耗較大，這樣在經濟上不合適；另一種廣為流行方案是全部通道合用—個A/D轉換器，同時采樣，依次A/D轉換；②順序采樣。在每一個采樣周期內，對上一個通道完成采樣及A/D轉換后，再開始對下一個通道進行采樣叫順序采樣。順序采樣必然會給各通道采樣值帶來時間差。由于目前采用的采樣器與A/D轉換器的速度遠大于系統基波變化速度，所以順序采樣是利用這種快速性來近似地滿足同時性。當然，這只適合采樣及A/D轉換速度高，并且對同時性要求不高的場合。順序采樣的優點是只需一個公用的采樣保持器，并且對其技術要求較低。目前采樣及A/D轉換板幾乎都是工作在順序采樣方式。

分組同時采樣雖然會帶來額外時延，但能大幅度地減少計算量和簡化軟件結構，不過此法顯然只適用于旋轉角度很小的情況，否則延時太大，將延誤自動裝置的動作。

參考文獻：

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