電力系統調度電控的技術和應用

摘要：電力系統結合計算機技術、通信技術和控制技術，利用電力系統自身設備，通過遠動控制技術實現調度自動化，完善了電力系統無人值班站的建設，實現電力系統調度自動化。

關鍵詞：電力調度 遠動系統 調度自動化

1、 電力調度

電能的產、輸、配和用均在一個電力系統中進行的，我國電網實行五級分層調度管理：國家調度機構（簡稱國調），跨省、自治區、直轄市調度機構（簡稱網調），省、自治區、直轄市級調度機構（簡稱省調），省轄市級調度機構（簡稱地調），縣級調度機構(簡稱縣調)，我國電網調度的基本原則是統一調度、分級管理、分層控制。

2、遠動系統

遠動終端RTU，在電網監控系統中，RTU的功能是指RTU對電網的監視和控制能力。也包括RTU的自檢、自調和自動恢復等能力。

通常RTU的功能可劃分為遠方功能和當地功能。遠方功能包含遙測（YC）、遙信（YX）、遙控（YK）和遙調（YT）四方面的功能，簡稱“四遙”功能，數字值，計數脈沖，事件順序記錄（SOE），事故追憶，電力系統統一時鐘，轉發，適合多種規約的數據遠傳。

其中遙測即為遠程測量，它是將采集到的被監控發電廠或變電所的主要參數按規約傳送給調度中心。

遙信即遠程信號，它是將采集到的被監控發電廠或變電所的設備狀態信號，按規約傳送給調度中心。

遙控即遠程命令，它是從調度中心發出改為運行方式的命令。這種命令包括操作發電廠或變電所各級電壓回路斷路器，投切補償電容器或電抗器，發電機組的開、停等。

遙調即遠程調節，它是從調度中心發出命令實現遠方調整發電廠或變電所運行參數。這種命令包括改變變壓器分接頭的位置，以調節電力系統的運行電壓，改變機組有功和無功成組調節器的整定值，以增減機組的輸出功率，對自動裝置整定值的設定。

當地功能為CRT顯示，漢字報表打印，本機鍵盤、顯示器，RTU的自檢與自調功能。

遠動系統的數據采集技術

遠動系統的數據采集技術包括變送器技術和A/D技術等。遠動系統處理的信號大部分是0-5V的TTL電平信號，而電力系統實際運行參數都是大功率的參數，為了能在遠動裝置RTU中處理這些信號，通過變送器對大功率參數進行處理，將電力系統的電壓電流和有功無功線性地轉化為TTL電平信號。A/D技術主要負責將模擬信號轉化為數字信號，完成遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務。

遙信信息是指電力系統的各種開關設備的狀態以及繼電保護，自動裝置的運行狀態等，是電力系統中各節點（母線）的電壓，支路（線路變壓器）的潮流（有功，無功）或電流等模擬量。在電力調度自動系統中，遙信信息的傳送必須經過兩個過程：第一是采集遙信對象的狀態，目前大部分采用光電隔離的方式，第二是將采集到的描述遙信對象狀態的二進制位編進具體的遙信碼中去，通過數字多路開關分別將各路的遙信狀態輸出到接口電路，如8255A等，再通過接口電路送入CPU進行處理，完成遙信信息的編碼。

為了采集到遙測信息，在電網調度自動化的遙測采集中，目前國內外普遍采用交流采樣技術，電壓電流信號取自于CT和PT，以及電線桿上的傳感器，經過濾波放大環節去掉19次以上高次諧波，送入取樣保持環節，進行同步采集，得到和信號源同步的信號，A/D轉換對其進行模/數轉換，得到的數字信號可以送入單片機或STD工控機等高級環

節，完成數據的采集，如圖2。

遠動系統的信道編譯碼技術

遠動系統的信道編譯碼技術包括信道的編碼和譯碼、信息傳輸協議（規約）等。遠動裝置采集的信息必須通過通信信道傳輸到調度控制中心才能使用，因此，通信信道是遠動系統中的重要組成部分。為了使傳送的信息有較好的抗干擾能力，必須對信息進行信道編譯碼，具體的數字傳輸系統模型如圖3所示。

在數字傳輸中，干擾是不可避免的，通過信道編譯碼，盡可能地克服信道干擾。在通信系統中，信道編譯碼方法很多，為了能夠正確地進行數據傳送，常采用線性分組碼進行編譯碼，而線性分組碼中又廣泛采用循環碼。

線性分組碼的定義

信道編碼傳輸過程中，按照監督碼元的構造方法，形成不同的特征碼。設碼字有K位消息碼元和R位監督碼元，則碼長n=k+r，碼字數目為2k。如果每個碼字的R個監督元中只與本碼字的K位消息元相關，則這2k個碼字的集合稱為分組碼。

若一個分組碼的2k個碼字恰好是矢量空間V的一個K維子空間，稱分組碼為線性分組碼。設消息序列m=（m1、m2、……m）k，V1、V2、……Vk是K個線性無關的n重，則線性組合，U=m 1V1+m 2V2+……m kVk。用碼長和消息碼元兩個參數描述這種碼時，又稱（n，k）線性分組碼。

遠動系統中的循環式數據傳送規約

在電力系統遠動控制中，為了實現變電站、電廠和調度中心的數據通信，在信道編譯碼前，必須建立一種預先約定的通信方式和數據格式，這就是通信規約或協議。目前電力系統中主要采用循環式數據傳送（CDT）規約進行數據傳送。

在數據傳送過程中，一般是以幀結構進行傳送的，在遠動系統中，重要遙測安排在A幀，次要遙測安排在B幀，一般遙測安排在C幀傳送，遙信狀態信息、電能脈沖計數值分別安排在D1和D2幀，而事件順序記錄安排在E幀進行傳送。對于幀結構，一般以同步字開頭，并有控制字和信息字，其長度可變，結構如下。

通過幀格式的包裝之后，數據就可以按照規約進行傳送，完成信道的全部編譯碼工作。遠動系統的通信傳輸技術遠動系統的通信傳輸技術包括調制技術和解調技術。

電力系統利用自身電力通信的網絡資源，可通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建一個電力通信專網，目前的電力系統中，主要是利用電力線的載波進行通信傳輸。信號發射端上，數據通過信道編碼后形成基帶信號，利用電力線上的高頻諧波信號作為載波信號，通過各種調制技術把基帶信號變換為模擬信號，以電流、電壓的形式隨電力線進行通信傳輸；在接收端上，應用解調技術相應地把模擬信號還原成數字信號。電力系統正是通過調制解調器的調制--解調技術，實現遠動系統的數據通信。

3、調度自動化

調度自動化系統的結構分分信息采集和命令執行子系統、信息傳息子系統、信息的采集處理和控制子系統、人機聯系子系統。

調度自動化系統的基本功能：變電站自動化、配電網管理系統（DMS）、能量管理系統（EMS）。其中能量管理系統可分為：數據采集和監控（SCADA）、自動發電控制（AGC）和經濟調度控制（EDC）、電力系統狀態估計SE、安全分析SA、調度員模擬培訓系統（DTS）。

4、結語

電力系統自動化管理模式已成為當今電力系統的發展方向，特別是110KV以下的變電站的技術改造和管理模式，智能型變電站綜合自動化系統已被普及采用。同時隨著計算機技術和網絡通信技術的高速發展，遠動控制技術也在不斷的變革和改進，在加快電力系統綜合自動化的發展進程中將會發揮更加重要的作用。