遠動控制技術在電力系統自動化中的應用

胡偉波廣東電網有限責任公司佛山順德供電局

遠動控制技術在電力系統自動化中的應用

胡偉波
廣東電網有限責任公司佛山順德供電局

在龐大的電力系統中，如何讓電力設備穩定、安全和高效的運行，那就需要對電力系統進行監測、保護和維護，實現對電力系統遠動控制，本文從遠動控制技術的原理入手，深入探討了遠動控制技術在電力系統自動化中數據采集、數據的信道編碼、數據的通信傳輸和設備的遠程控制等幾方面的應用，并為描繪了遠動控制技術在電力系統自動化應用的發展方向，為有效推動遠動控制技術的進一步發展和完善，加快我國電力系統向自動化管理模式提供技術保障。

遠動控制；電力系統；自動化；應用

隨著我國經濟活動的活躍，對于電力的需求正在日益增長。電能從生產、輸送再到向每家每戶的配送都需要一個穩定的電力系統的支持。在這個龐大的電力系統中，有無數的發電機、變壓器、高低壓輸電設備和開關等設備，如何讓這些設備穩定、安全和高效的運行，那就需要對電力系統進行監測、保護和維護，為實現這些功能，就需要集中、遠程的自動化控制。對電力系統的遠程智能控制，就要建設以高速的通信網絡和計算機技術為基礎的遠動控制保障體系，因此遠動控制技術對于電力系統自動化的實現具有非常重要的應用意義。

1　遠動控制技術在電力系統自動化的應用

遠動控制技術在電力系統自動化的應用主要是依托高速穩定的工業網絡，實現對電力系統內各種終端設備和控制設備等的遙測、遙信、遙調和遙控，從而完成電力系統自動化和智能化管理。遠動控制技術構成包括網絡通信技術、實時數據采集技術、遠程終端控制技術和全過程或部分過程控制技術。因此遠動控制技術是集多種技術于一體的綜合性技術。

1.1遠動控制技術原理

遠動控制技術就是利用通信技術在遠端對設備進行監測、調整、通信和控制，就是通常的遙測、遙調、遙信和遙控。在遙測功能中主要包括對遠端設備的運行數據采集、設備狀態的監視；遙調功能主要是對網絡功能的調配和遠端設備部分功能的調整；遙信功能是各種數據的通信傳輸；遙控功能就是對遠端設備的各種功能的控制。這些功能的實現都必須依靠網絡技術的數據采集技術、通信傳輸技術及信道編碼技術三部分，也就是說遠動控制技術是建立在工業網絡基礎之上的，為讓大家明確遠動系統的原理，現將其繪制如下圖一所示。

圖一.遠動控制技術的原理

1.2遠動控制技術在電力系統自動化的應用

1.2.1電力系統自動化中的數據采集。電力系統自動化中的數據采集包括電力終端設備的運行數據（就是電力設備的電流、電壓、功率、壓力、溫度等）、監控設備的圖像、視頻等的數據的收集存儲。在電力設備終端的運行數據的采集中為保證采集數據過程不影響設備的正常運行，一般由電力設備配套的二次設備來完成，而二次設備采用的是0-5V的電平信號，這種信號通常為模擬信號，為實現信號的數字化傳輸都必須將模擬信號轉變為數字信號，即通常所說的A/D轉換，目前一些高端電力設備本身自帶數據采集功能這些設備中自動將采集的數據變為數字信號，并將數據存儲于自身的存儲器中，便于數據的傳輸和數據的備份。在智能電力系統中有些設備需要對其周邊和自身有情況進行圖像或視頻采集，這個過程過去都是由模擬照相機和攝像機完成，現在隨著數碼技術發展，這些圖像和視頻數據也自動變成了數字信號。從電力設備的傳感器、CT及PT采集的這些數字信號在傳輸前，全都加入網絡傳輸的I/O端，再通過網絡進行數據傳輸，這樣一方面提高了數據采集的可靠性，另一方面也可以實現現代電力設備數字化的需要。

1.2.2數據傳輸前的信道編碼。在對電力系統內的設備進行數據采集后，要進行數據的傳輸，但是由于網絡傳輸過程中會出現信號的衰減和干擾，這樣數據有可能發生改變，因此在數據傳輸前必須對數據進行重新編碼，以提高數據的糾錯和檢錯能力，通過編碼器重新編碼的數據在傳輸過程中可以大大提高數據的準確率和傳輸的可靠性。目前在電力系統自動化中數據信道編碼技術主要有線性分組編碼、循環編碼等多種編碼技術。

在線性分組編碼中主要是將數據中的信息列按照特定的位數分成獨立的若干段，再將這些獨立的段重新編號，這樣數據就變成具有序列號的新的數據列。循環編碼是技術比較成熟的一種編碼技術，就是將數據中的信息列中相同的信息位中間插入一個與之不同的數字，以保證兩個數碼之間只有一位碼元不同，這樣就不會產生瞬時誤差。

1.2.3數據的通信傳輸。目前電力系統自動化是建立在工業網基礎之上，這種電力通信網的技術也在不斷的發展過程。最初的電力通信網絡是在原有的電力線路上再建設一條通信線路，這種通信線路也由當初的銅芯電纜變成了光纜，現在數字載波技術和衛星通信技術也被使用在電力通信網絡中。但是目前情況下最常用的還是電力線路載波技術和光通信技術。

電力通信載波技術是利用現有的電力輸送線路為通信載體，在數據傳輸的始端將采集的數據經過新的發送機將數據調制到一個高頻載波上，再經過功率放大后耦合到電力線路上。這種通信網的優點就是電力線路上不用再重新建設通信線路，但是其缺點就信道比較少，而且自身干擾大。

電力光通信網絡技術，是目前傳輸量最大，最為可靠的通信網絡。在光通信網絡中就是先將數據數字電信號通過光電轉化裝置轉換為光信號，通過光纖將這種光信號傳送到幾千里以外的數據接收端，再將光信號轉換為電信號，加入計算機進行數據處理。這種光通信也為電力設備監控工程提供了大量的帶寬。

隨著我國衛星網絡的發展，一些原本在通信領域應用的技術也逐步加入電力網絡中，如3G通信技術，也被使用在一些不便建設光通信網絡的地方。

1.2.4電力設備的遠程控制技術。在電力系統中伴隨著信息、通信和自動化程度的提高，電力系統的遠動控制技術也由原來的單純的過程控制向全方位管控一體化發展，這樣不僅實現了電力系統由原來的局部控制和單一運行向全局控制和集成化管理的轉變，也實現了電力系統內勞動生產率的提高和運行維護成本的降低。在遠動控制技術中的集成控制系統是將原有的單一的電力工業網與互聯網融合，通過全IP管理將原來局部網絡中的電力設備納入到互聯網中，電力設備作為互聯網中的一個節點，實現通過互聯網對電力系統中運行的智能電力設備進行控制，也可以實現智能電力設備將自身運行的實時數據通過互聯網傳送到管理人員的手機或者電腦終端。同時也實現了DCS/PLC控制系統、安全保護系統、智能現場設備、電網資源管理和優化系統的有機整合，目前在這方面的管理系統有CMMS（計算機檢修維護管理系統）和MES（即制造執行系統）。

2　遠動控制技術在電力系統自動化應用的發展方向

電力系統自動化就是要實現電力系統設備的檢測控制智能化、監測信息的數字化和系統的集成化管理，在這三方面為遠動控制技術發展方向。

2.1實現電力系統的云管理。遠動控制技術要確保網絡的高效可靠，一方面便于數據訪問；另一方面通過網絡的云數據實現對電力設備的云管理。在電力系統集中控制管理數據庫，將全部電力設備的信息數據納入其中，并將采集的的數據進行統一匯總，形成云問題庫，一旦電力設備發生故障，通過云數據的計算及時確定故障的地點、類型以及處理的方法和就近的人員，實現電力設備的高效管理。

2.2實現電力設備終端的智能化遠程管理。遠動控制技術的關鍵就是終端設備的遠程管理，這方面將是電力系統中每個執行終端的智能化和遠程操控。在遠動控制技術下的智能電力執行終端，可以自動將運行數據傳輸到電力系統的云端管理系統中，并實時確定其自身的運行狀態是否正常，一旦發生異常設備能夠做到自行診斷故障類型，并透過自己存儲的故障處理數據進行自動修復，當修復失敗后向云端控制系統請求新的修復系統，當自行無法消除故障時，遠動控制系統通過監視設備控制遠程機械手進行故障修復。從而實現故障的無人化消除，減少故障延誤時間。

3　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，尤其是全國電力系統統一運營管理模式中，具有綜合自動化程度的智能型電網非常普遍。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。

［1］肖高健.電力系統調度自動化中遠動控制技術的應用［J］.山東工業技術，2016（3）121.

［2］張雷.探析自動化系統調試中存在的問題及其對策［J］.電力自動化，2015（06）.

［3］倪維楨，高鴻翔.討論遠動控制技術在電力系統自動化中的應用［J］.華東科技（學術研究），2014（25）.

［4］張策，王帥.遠動控制技術在電力系統自動化中的應用［J］.電子制作，2014，（1）：56.

［5］李勛濤，柯美波.自動化遠動控制技術在電力系統的應用［J］.電源技術應用，2015，（12）：138.