遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

吳長(zhǎng)貴,周建鋒

（1.江蘇南通開放大學(xué)機(jī)電學(xué)院，210036;2.江蘇永達(dá)電力電信安裝工程有限公司，226300）

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

吳長(zhǎng)貴1,周建鋒2

（1.江蘇南通開放大學(xué)機(jī)電學(xué)院，210036;2.江蘇永達(dá)電力電信安裝工程有限公司，226300）

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中的關(guān)鍵點(diǎn)。自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)負(fù)責(zé)準(zhǔn)確判斷以及定位故障點(diǎn)，為快速有效地解決問題提供依據(jù)。因而，為了保證電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行平穩(wěn)安全，必須關(guān)注遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。本文以遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的內(nèi)涵、工作原理及其功能為切入點(diǎn)，分析遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用過程。

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；應(yīng)用

0 引言

社會(huì)中各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都離不開用電，電力系統(tǒng)已經(jīng)成為了社會(huì)生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分。電力系統(tǒng)具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，主要依賴于計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)以及遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)等綜合應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)是提高電網(wǎng)供電安全性的基礎(chǔ)，為此，必然需要關(guān)注各個(gè)技術(shù)中的自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)、自動(dòng)安全保護(hù)和傳輸以及控制等功能。其中，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用值得探究。

1 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

以通信的方式對(duì)遠(yuǎn)距離的設(shè)備生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，即遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，這是保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的根本。該技術(shù)通過控制端、執(zhí)行端、調(diào)度，執(zhí)行遙控、遙信、遙測(cè)和遙調(diào)任務(wù)。其間，采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，主要是為了分析數(shù)據(jù)，以判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。這是調(diào)整對(duì)執(zhí)行端下達(dá)的指令必然經(jīng)歷的一個(gè)過程。以此才能調(diào)整運(yùn)行參數(shù)及操作設(shè)備，達(dá)到監(jiān)控系統(tǒng)的目的。電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行過程中，需要調(diào)節(jié)執(zhí)行端、變電站及調(diào)度，而遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)恰好起到溝通的作用。在遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，有專門一個(gè)集中監(jiān)視模塊，負(fù)責(zé)監(jiān)視電力系統(tǒng)。這一模塊會(huì)將電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障向中心控制器反饋，為及時(shí)遙調(diào)和遙控控制電力系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。由此，才能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化和智能運(yùn)行。

談及遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，必須提到它的工作原理。經(jīng)發(fā)送端設(shè)備、動(dòng)控制通道、接收端設(shè)備依次實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)信息的產(chǎn)生、遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送以及遠(yuǎn)動(dòng)信息的接收，是遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)采集、信道編碼、通信傳輸及傳送規(guī)約的全過程。基于信道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和信息傳輸?shù)囊蛩?，遠(yuǎn)動(dòng)控制也必然存在一定的局限性。其中，集中監(jiān)視模塊和集中控制模塊分別負(fù)責(zé)監(jiān)視故障、遙調(diào)和遙控電力系統(tǒng)。

通過上述遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的原理，可知該技術(shù)的功能包括以下內(nèi)容：（1）遙測(cè)。作為一種遠(yuǎn)程測(cè)量方式，借助通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。（2）遙控（遠(yuǎn)程控制命令和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)命令）。作為遠(yuǎn)程命令形式，其借助通信技術(shù)，改變遠(yuǎn)程設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。（3）遙信。作為遠(yuǎn)距離的信號(hào)，借助通信技術(shù)，監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)信息。（4）遙調(diào)。作為控制方式。借助一定的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)控制兩個(gè)能確定狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備。

2 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，常見的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，內(nèi)容較多，其中最基本的是變送器技術(shù)和 A/D 技術(shù)。通常，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)處理的信號(hào)，以0-5V 的 TTL 電平信號(hào)為主。電力系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備，都有明顯的特點(diǎn)，即高電壓、功率大。而通過變送器轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)動(dòng)裝置 RTU 中處理0-5V 的 TTL 電平信號(hào)的目的。其中，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)是實(shí)現(xiàn)遙信信息的編碼和遙測(cè)信息的采集的根本環(huán)節(jié)，在此過程中，主要依賴A/D 技術(shù)。同樣，遙信信息內(nèi)容廣泛，包含電力系統(tǒng)的各種開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)以及繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)等。遙信信息的傳送是電力調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，先采用光電隔離的方式采集遙信對(duì)象的狀態(tài)，再將描述遙信對(duì)象狀態(tài)的二進(jìn)制位編進(jìn)具體的遙信碼中，是遙信信息的傳送必然經(jīng)歷的兩個(gè)階段。之后，為了完成遙信信息的編碼，還需要經(jīng)數(shù)字多路開關(guān)將各路的遙信狀態(tài)輸出到接口電路，直至送入 CPU處理。以當(dāng)前的應(yīng)用形勢(shì)來(lái)看，在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用過程中，采集遙測(cè)信息普遍采用交流采樣技術(shù)。

2.2 信道編譯碼技術(shù)。在電力系統(tǒng)中，信道編碼技術(shù)主要由兩部分組成，一部分是信道的編碼和譯碼；另一部分是信息傳輸協(xié)議（規(guī)約）。信道是所采集的信息經(jīng)過的一個(gè)環(huán)節(jié)，是信息達(dá)到電力系統(tǒng)的調(diào)度控制中心的必經(jīng)之路。為了保證信道傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，必然需要對(duì)信道進(jìn)行有效的編碼和譯碼，以防止電力設(shè)備、電力線路的輻射產(chǎn)生大量的干擾信號(hào)。因此，信道編譯碼是克服信道干擾的有效方式。雖然信道編譯碼方法不止一種，但是，為了保證抗干擾性最強(qiáng)，采用線性分組編譯碼的方式最合適。同時(shí)，在通信協(xié)議的建立下，建立一種數(shù)據(jù)格式和通信方式之后，再進(jìn)行信道編譯碼操作。

關(guān)于線性分組碼，是一種信道編碼傳輸過程中按照監(jiān)督碼元的構(gòu)造方法形成的不同的特征碼。又因?yàn)榫€性分組碼中廣泛采用循環(huán)碼，因而循環(huán)碼的具體性質(zhì)表現(xiàn)為各碼字中的碼元循環(huán)左移位（或右移位）所形成的碼字仍然是碼組中的一個(gè)碼字（除全零碼外）。

此外，上述提到在通信協(xié)議的建立下，約定數(shù)據(jù)格式和通信方式，主要是為了實(shí)現(xiàn)變電站、電廠和調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信，以確保實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制。具體而言，就是循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送規(guī)約（采用循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送（CDT）規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送）。這個(gè)過程主要以幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，進(jìn)而才能完成信道的全部編譯碼工作。此過程中，重要遙測(cè)、次要遙測(cè)、一般遙測(cè)依次安排在 A 幀、B 幀、C幀。

2.3 通信傳輸技術(shù)。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)通信傳輸技術(shù)中，主要有兩種方式，其一，調(diào)制技術(shù)；其二，解調(diào)技術(shù)。衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段，均屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的電力通信網(wǎng)絡(luò)資源，借此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)可構(gòu)建一個(gè)電力通信專網(wǎng)。從電力系統(tǒng)中分析，通過光纖通訊形式和電力線載波進(jìn)行通信傳輸是較為普遍的。在信號(hào)發(fā)射端上，信道編碼將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，而調(diào)制技術(shù)將基帶信號(hào)變換為模擬信號(hào)。同時(shí)，載波信號(hào)以電力線上的高頻諧波信號(hào)為主，由此實(shí)現(xiàn)通信傳輸。在接收端上，依靠解調(diào)技術(shù)，模擬信號(hào)被還原成數(shù)字信號(hào)，依次完成遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，社會(huì)生產(chǎn)生活依賴于電力，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性是當(dāng)下必須關(guān)注的課題?，F(xiàn)如今，電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)逐步推進(jìn)，這是實(shí)現(xiàn)電能的生產(chǎn)、輸出、變電、配送及用戶使用各環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、智能化的根本舉措。在此過程中，為了推動(dòng)電力系統(tǒng)發(fā)展，必須關(guān)注運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)中缺少不了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。為此，融合通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)之中，成為了必然。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的靈魂，也是監(jiān)控和保護(hù)電力設(shè)備、線路及系統(tǒng)運(yùn)行的各環(huán)節(jié)的重要依據(jù)。

[1]呂穎軍. 淺談在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的重要性[J].黑龍江科技信息,2014,30:90.

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吳長(zhǎng)貴 1981年9月 講師 碩士.研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化；周建鋒 1965年05月.工程師 博士研究方向：電力工程。

Application of Motion Control Technology in Power System Automation

Wu Changgui1,Zhou Jianfeng2
（1.Nantong Jiangsu Open University College of mechanical and electrical engineering，210036;2.Jiangsu Yongda power telecommunication installation engineering Co. Ltd，226300）

Telecontrol technology is the key point in the actual operation of the automation system. Automation system is running, remote control technology is responsible for accurately determine and locate the point of failure for the rapid and effective solution to provide the basis for the problem. Therefore, in order to ensure smooth and safe operation of power system automation, remote control technology must be concerned about the application.In this paper, the telecontrol technology connotation,working principle and function as the starting point, analysis of remote control technology in power system automation process.

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