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淺論遠動控制技術在電力系統(tǒng)自動化中的應用論文
前言
隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,對于電力系統(tǒng)的運行要求越來越高,在這種情況下,遠動控制技術得到了廣泛的應用,同時也為全面實現(xiàn)智能化、自動化奠定了堅實的基礎。通過對遠動控制技術的深入分析,能夠有助于我們將其更好的應用于電力系統(tǒng)各個運行環(huán)節(jié)。在下面這篇文章里,我們將對遠動控制技術的概念及實現(xiàn)原理進行簡單了解,并重點對其在電力系統(tǒng)自動化中的應用進行深入探討。
一、遠動控制技術
1.1 遠動控制
遠動控制作為自動控制領域的重要環(huán)節(jié),是以通訊技術為基礎,對遠程的設備進行監(jiān)視和控制,能夠實現(xiàn)實時測量、遠程信號、遠程控制和遠程調節(jié)等多項功能。在電力系統(tǒng)中,遠動控制技術的應用是為了使調度實現(xiàn)對轄區(qū)內發(fā)電廠及變電站的集中控制管理。遠動控制系統(tǒng)主要是由遠動裝置和應用程序組成,能夠實現(xiàn)下列三項功能:(1)采集所有的相關設備數(shù)據(jù)及報文,并向這些設備傳達控制指令;(2)預處理傳輸?shù)膱笪?(3)通信功能。具體包括通道運行狀況的自檢、通道的自動切換、選擇不同的通信規(guī)約等。
1.2 遠動控制的實現(xiàn)原理
遠動控制技術主要是為了實現(xiàn)“四遙”,即遙測、遙信、遙控及遙調。遠程控制技術作為連接變電站、發(fā)電廠與調度之間的橋梁,是相關信息傳輸?shù)闹匾ǖ?控制系統(tǒng)主要包括集中監(jiān)視和集中控制兩個模塊,其中集中監(jiān)視即遙測和遙信功能,這一模塊的實現(xiàn)的功能是數(shù)據(jù)采集站、廠將所需的運行參數(shù)和狀態(tài)按照一定的規(guī)約上傳到調度中心,為控制系統(tǒng)提供決策依據(jù),當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,可以及時發(fā)現(xiàn)并解決,最大限度的保障系統(tǒng)的正常運行;集中控制模塊是實現(xiàn)遙控和遙調功能,具體是指調度中心將相關操作命令(改變運行狀態(tài)、修改設備運行參數(shù))發(fā)到管轄站、廠。遠動控制技術的廣泛應用,在保障電力系統(tǒng)運行效率及質量的前提下,能夠有效地降低人力、物力成本。
二、遠控技術在電力系統(tǒng)自動化中的應用
在電力系統(tǒng)自動化的應用過程中,遠程控制的實現(xiàn)需要多方面技術作為基礎,概括起來主要包括數(shù)據(jù)采集技術、信道編碼技術和通訊傳輸技術。下面我們對這三方面技術的應用進行簡單探討。
2.1 數(shù)據(jù)采集技術的應用
數(shù)據(jù)采集是將外部信號采入計算機,并加以處理,最后輸出。下圖1為數(shù)據(jù)采集的流程圖:
數(shù)據(jù)采集技術是信息科學的一個重要分支,主要是負責研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理及控制等。在電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控分站的主要任務之一就是采集它所連接傳感器送來的模擬量和開關量信息,轉換為數(shù)字信號后再收集到計算機予以顯示、處理、傳輸和記錄,這一過程即為數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的成套設備被稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以對運行現(xiàn)場的相關模擬量(如壓、電流、溫度、壓力、流量、位移等)進行采集、量化為數(shù)字量,以便于終端計算機的存儲、處理、顯示或打印。這一系統(tǒng)是計算機與運行現(xiàn)場聯(lián)系的重要橋梁,是獲取遠動控制相關數(shù)據(jù)的重要途徑。
在電力系統(tǒng)運行過程中,數(shù)據(jù)采集技術的關鍵是變送器及A/D轉換技術。在系統(tǒng)運行過程中,鑒于設計及調試需求,其處理的信號主要是低于5V的電平信號,但是在電力系統(tǒng)中,相關的運行設備其工作電壓都比較高,為了保證數(shù)據(jù)采集的準確可靠性,就需要利用變送器對照這些設備的相關運行參數(shù)進行轉換,即將各種不同等級的電壓、電流轉換為合理的TTL電平信號。由于變送器采集的信號為模擬信號,為此還需要利用A/D轉換技術將其轉換為數(shù)字信號,以便于進一步對對遙信信息進行編碼,對遙測信息進行采集。
2.2 信道編碼技術的應用
信道編碼作為電力自動化系統(tǒng)的重要組成部分,其目的是對數(shù)碼流進行一定的處理,使的整個系統(tǒng)具有一定的糾錯能力和抗干擾能力,最大限度的避免碼流傳送中誤碼的發(fā)生。
通信信道是信息傳輸?shù)闹匾d體,遠控系統(tǒng)能夠利用通信信道將運行現(xiàn)場采集到的信息上傳至調度中心,由后臺系統(tǒng)對其進行分析和解讀。在信息傳輸過程中,為了保證信道的抗干擾能力,首先要做好信號的編碼和譯碼,這一技術可以簡單的理解為對數(shù)據(jù)信息進行編寫、翻譯和傳輸,目的是為了保證系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)在傳輸過程中不會受到外界因素的干擾。對于電力自動化系統(tǒng),在信道編譯碼過程中,一般是利用線性分組碼來提高抗干擾性;同時還有必要結合循環(huán)檢錯法、檢錯重發(fā)法、前后糾錯法、反饋重發(fā)法對相關的信息的檢驗,來避免傳輸過程中差錯的發(fā)生。
2.3 通訊傳輸技術的應用
對于遠動控制系統(tǒng)而言,通訊傳輸技術的關鍵是調制和解調這兩方面。由于電力系統(tǒng)的特殊性,其通信網(wǎng)是依托自身擁有的電力通信網(wǎng)絡資源與方式來構建的。目前應用廣泛的信號傳輸形式為電力線載波和光纖通信。對于前者,其載波信號有兩種,一是在信號發(fā)射端通過編碼產(chǎn)生的相關基帶信號;二是電力線中的高頻諧波信號,利用調制技術將載波信號轉換為模擬信號后,以電壓、電流形式在電力線中實現(xiàn)通信傳輸,這一方法必須在信號接收端位置以解調技術將模擬信號還原為數(shù)字信號。由此可見,電力系統(tǒng)自動化的數(shù)據(jù)通信主要是利用調制解調器具有的調制解調技術來實現(xiàn)。
隨著光纖通訊技術的飛速發(fā)展,其傳輸性能得到了巨大的提升,同時其設備成本也大幅下降。目前在我國電力系統(tǒng)中,光纖傳輸網(wǎng)絡已經(jīng)在不斷的建設擴大,相信在不久的將來,光纖傳輸網(wǎng)絡將會全面取代傳統(tǒng)的載波信號傳輸技術。
三、結束語
通過在電力系統(tǒng)自動化中應用遠動控制技術,能夠有效的提高工作效率,保證操作安全可靠性,同時也便于整個系統(tǒng)的集中管理。在上面文章里,我們只是對遠控技術在電力系統(tǒng)自動化中的應用進行了簡單的分析,隨著對于電力系統(tǒng)運行管理水平要求的不斷提高,我們可以預見遠動控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化運行過程中將會更加重要。
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