火電廠電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動裝置的應(yīng)用研究

【摘要】隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，我國工業(yè)自動化水平和信息化水平有了明顯提高。在我國“十二五”規(guī)劃的推動下，傳統(tǒng)行業(yè)開始引進(jìn)新型設(shè)備和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，其中在我國的電力行業(yè)也取得了一定的成效。電力行業(yè)是我國的基礎(chǔ)行業(yè)之一，也是關(guān)系到國計(jì)民生的行業(yè)，對電力企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中的自動化、設(shè)備的檢測與控制研究能夠提高電力系統(tǒng)的自動化程度，還能夠保證電力企業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性。在電力發(fā)展方面來看，其交互性和智能性是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，想要實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行情況的實(shí)時監(jiān)測和對設(shè)備的管控以及“四遙”，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的及時修改與參數(shù)控制，就必須依靠遠(yuǎn)動通訊技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)動通訊技術(shù)能夠解決底層設(shè)備的數(shù)據(jù)采集問題，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與控制，對耗能、負(fù)荷、質(zhì)量等方面進(jìn)行全面分析，還能夠故障問題進(jìn)行原因分析和定位，幫助及時解決設(shè)備問題保證運(yùn)行過程的穩(wěn)定。本文中介紹了遠(yuǎn)動通訊技術(shù)的概念，并根據(jù)其原理介紹了在火力發(fā)電廠生產(chǎn)中的應(yīng)用，希望對火力發(fā)電廠的未來發(fā)展能夠提供幫助。

【關(guān)鍵詞】火電廠；電力系統(tǒng)；遠(yuǎn)動裝置

引言

隨著我國電力體制的改革發(fā)展，發(fā)電廠之間的競爭關(guān)系越來越激烈化，我國城市化建設(shè)進(jìn)程加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，因此對電力的需求量和供電要求逐漸提高。供電的可靠性、安全性和靈活性是電力企業(yè)發(fā)展過程中重點(diǎn)注意的問題，因此實(shí)現(xiàn)電力的自動化十分必要。電力的自動化實(shí)現(xiàn)需要靠大量的遠(yuǎn)動設(shè)備對電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測和控制，對變電站與主站之間的電力調(diào)度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的采集等。采用遠(yuǎn)動裝置能夠使企業(yè)及時掌握生產(chǎn)運(yùn)行的情況和生產(chǎn)信息，為指令的遠(yuǎn)動控制提供保障。我國現(xiàn)代電力企業(yè)的發(fā)展運(yùn)行離不開遠(yuǎn)動設(shè)備的支撐，因此對火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動裝置的應(yīng)用研究具有非常意義。

1、遠(yuǎn)動通訊技術(shù)概述

所謂遠(yuǎn)動通訊就是利用遠(yuǎn)動設(shè)備在特定的通信協(xié)議下通過不同的方式在信道中將信息信號和數(shù)據(jù)發(fā)送掃主站對應(yīng)的設(shè)備房中，接受信號的一方將有用的信息進(jìn)行提取。在這個過程中涉及到對信號數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、收發(fā)等技術(shù)手段，還要對信號進(jìn)行一定的處理。遠(yuǎn)動通訊技術(shù)從20世紀(jì)60年代開始發(fā)展，一共經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展過程，實(shí)現(xiàn)了從遠(yuǎn)動監(jiān)控到微機(jī)遠(yuǎn)動技術(shù)到網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)動技術(shù)的發(fā)展。

遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)在初期是配置一套純硬件設(shè)備，其硬件未實(shí)現(xiàn)智能化，且只能采用主站與其他設(shè)備之間一對一配套設(shè)置，以電力線作為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的聯(lián)通，其應(yīng)用范圍也較為狹窄，只能夠完成遙測和遙信工作，無法實(shí)現(xiàn)“四遙”中的遙控和遙調(diào)。經(jīng)過一系列的實(shí)踐和發(fā)展，遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)被研究并廣泛使用，其實(shí)現(xiàn)了前端微機(jī)和嵌入式軟件的融合，主站與設(shè)備終端之間不僅局限于一對一的連接，還能夠?qū)崿F(xiàn)一對多傳輸。這種技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不僅僅規(guī)范了數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化還能夠?qū)崿F(xiàn)對微波、郵電線路、光纖等信號傳輸，“四遙”在這個階段得以實(shí)現(xiàn)。到90年代后期，我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，大量軟件技術(shù)得以開發(fā)，遠(yuǎn)動通信開始采用因特網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并利用光纖通信實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量和高速率的遠(yuǎn)動監(jiān)控。

2、火力發(fā)電廠遠(yuǎn)動裝置的工作原理

遠(yuǎn)動通訊裝置是遠(yuǎn)動和通訊的結(jié)合，其中遠(yuǎn)動指的是安裝在發(fā)電產(chǎn)側(cè)的遠(yuǎn)動裝置，這個裝置能夠采集電壓和功率、負(fù)荷等數(shù)據(jù)，還能夠進(jìn)行開關(guān)情況和狀態(tài)量等信號的傳遞。通訊指的是在信號經(jīng)過處理后在信號道中的傳輸過程。從硬件設(shè)備上看，遠(yuǎn)東通訊系統(tǒng)是遠(yuǎn)動裝置與通信機(jī)、調(diào)制解調(diào)器和傳輸媒介等設(shè)備的總和，因此其工作原理包括了對數(shù)據(jù)的采集和信道碼原理以及通信傳輸?shù)脑怼?/p>

2.1 數(shù)據(jù)傳輸采集原理

數(shù)據(jù)采集原理簡稱DAQ，是借助傳感器設(shè)備進(jìn)行的，在CT、PT和傳感器等底層設(shè)備中的模擬和數(shù)字被測單元的電壓或電流量，由于其直流取樣過程中誤差較大且不穩(wěn)定，因此進(jìn)行交流取樣，要注意取樣過程中的頻率要達(dá)到信號頻率的至少兩倍，這樣采樣值就能夠代表站端的運(yùn)行情況，再經(jīng)過低通濾波器將高次諧波去除掉，然后通過采樣保持器實(shí)現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換，將其送達(dá)到分站上位機(jī)，通過上位機(jī)對信號進(jìn)行處理與轉(zhuǎn)換，形成電平信號。由于監(jiān)測與控制的設(shè)備非常多，因此在數(shù)據(jù)采集過程中可以運(yùn)用信道切換等處理方法。

2.2 信道編碼原理

由于信號的傳輸過程中會受到干擾還會存在自身信號減弱等因素的影響，因此不可避免的出現(xiàn)差錯，想要減少差錯的出現(xiàn)就要提高信道的抗干擾能力，保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。信道編碼技術(shù)就是在數(shù)據(jù)傳輸前對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，通過對信號的校驗(yàn)和錯誤糾正減少誤碼率。我國目前的遠(yuǎn)動通訊技術(shù)通常采用先行分組碼和循環(huán)碼，有時二者可以結(jié)合使用。

2.3 通信傳輸原理

通信傳輸原理中針對不同的傳輸介質(zhì)和傳輸方式需要運(yùn)用不同的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，就我國目前來看主要是利用電力載波通信、衛(wèi)星通信以及微波通信等形式，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，光纖通信也逐漸使用在通信傳輸過程中，近距離的情況還可以選擇音頻通信。通信的傳輸制式主要分成循環(huán)式與問答式兩種，循環(huán)式的采集速度很高，且在數(shù)據(jù)傳輸過程中是連續(xù)的而問答式下雨輪詢機(jī)制，由主站對子站發(fā)出詢問，從而確認(rèn)是否有信息需要進(jìn)行傳輸。

3、遠(yuǎn)動裝置的分類

3.1 軟件化遠(yuǎn)動裝置

軟件化遠(yuǎn)動裝置具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，其運(yùn)作過程也十分靈活，通過軟件化遠(yuǎn)動裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)中相關(guān)信息數(shù)據(jù)的遙測和遙信，還能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)之間的交換和分配，并進(jìn)行計(jì)算。與軟件相對應(yīng)的硬件裝置中缺乏一定的信息技術(shù)，因此軟件技術(shù)應(yīng)用較廣泛，能夠通過軟件操作實(shí)現(xiàn)通道信息的傳遞。軟件化的遠(yuǎn)動裝置與計(jì)算機(jī)軟件不同，它是軟件中的指令系統(tǒng)，通過強(qiáng)化邏輯判斷指令將遠(yuǎn)動裝置中的重要信息進(jìn)行及時處理，因此在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用十分廣泛。軟件化遠(yuǎn)動裝置能夠使電力運(yùn)行指令更加有效，通過對內(nèi)存進(jìn)行特殊標(biāo)志實(shí)現(xiàn)裝置對信息處理的準(zhǔn)確性。在處理電力系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)時，還要進(jìn)行與外設(shè)信息的交換，與轉(zhuǎn)換機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、打印設(shè)備等進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)作，還要在設(shè)置指令時注意提醒的可操作性。軟件遠(yuǎn)動裝置具有很強(qiáng)的遠(yuǎn)動性、自動性能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，幫助實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。

3.2 計(jì)算機(jī)化遠(yuǎn)動裝置

計(jì)算機(jī)化遠(yuǎn)動裝置也成為SCADA，是通過采集和監(jiān)控電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)信息來完成遠(yuǎn)程操控的裝置。利用計(jì)算機(jī)化遠(yuǎn)動裝置能夠進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，裝置利用計(jì)算機(jī)作為主監(jiān)控機(jī)，利用RTU作為遠(yuǎn)方監(jiān)控終端，由微機(jī)處理機(jī)和信息接口電路共同組合而成。計(jì)算機(jī)化遠(yuǎn)動裝置對遠(yuǎn)程操控電力系統(tǒng)意義非凡，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操控的自動化，還能夠?qū)崿F(xiàn)信息采集、傳輸和處理。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動化裝置還能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)的常規(guī)控制體統(tǒng)與遠(yuǎn)程操控相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多層次多階段的控制，還可以根據(jù)不同用戶的需求不同而進(jìn)行調(diào)度、監(jiān)測并建立一定的功能劃分和總線連接方案，用戶可以根據(jù)自身的不同需求進(jìn)行調(diào)整，大大提高了裝置的適用范圍，實(shí)現(xiàn)了操作過程的多樣化和高適應(yīng)性。

4、火電廠電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動裝置發(fā)展前景

隨著我國火力發(fā)電過程中電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的更新應(yīng)用，高科技含量的裝置和設(shè)備被應(yīng)用其中，大大提高了發(fā)電效率和穩(wěn)定性。電力遠(yuǎn)動裝置的應(yīng)用目的就是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測與交換。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遠(yuǎn)動裝置中的應(yīng)用給技術(shù)提供了更先進(jìn)的支持和保障，只有將電力系統(tǒng)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合才能夠促進(jìn)生產(chǎn)的自動化和智能化。在未來發(fā)展過程中遠(yuǎn)動系統(tǒng)將會更加普遍和廣泛，不僅能夠在電力系統(tǒng)中發(fā)揮作用，還能夠?qū)γ禾侩娏ο到y(tǒng)和坑口電廠中起到良好的應(yīng)用。隨著遠(yuǎn)動裝置的應(yīng)用，電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性將進(jìn)一步提高，促進(jìn)生產(chǎn)過程中的遠(yuǎn)程化，還能保證傳輸信息更加準(zhǔn)確科學(xué)，提高我國電力發(fā)展速度和水平。

5、結(jié)論

電力系統(tǒng)中由于基礎(chǔ)設(shè)施很多，變電站數(shù)量和分布較為復(fù)雜，且輸電線組成方式多樣，因此想要保證安全穩(wěn)定運(yùn)行就要對其可靠性進(jìn)行保障，并對電力的調(diào)度和電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和數(shù)據(jù)反饋，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的達(dá)標(biāo)，還要保證對故障問題進(jìn)行有效分析和解決。想要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的監(jiān)控就要運(yùn)用遠(yuǎn)動裝置來完成對設(shè)備的遙信、遙測、遙控、遙調(diào)。隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)自動化水平不斷提高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遠(yuǎn)動裝置的研究中得到良好運(yùn)用，大大提高了遠(yuǎn)動裝置的作用和適用范圍，使遠(yuǎn)動裝置在火力發(fā)電廠的電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中起到極大保障作用。電力產(chǎn)業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，只有保證電力產(chǎn)業(yè)的活力才能夠?qū)崿F(xiàn)我國整體經(jīng)濟(jì)的提高和發(fā)展。在未來發(fā)展中，我國電力企業(yè)將朝著科學(xué)化、自動化、智能化的方向繼續(xù)前進(jìn)。

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