远动控制技术在电力系统自动化中的应用

胡伟波广东电网有限责任公司佛山顺德供电局

远动控制技术在电力系统自动化中的应用

胡伟波
广东电网有限责任公司佛山顺德供电局

在庞大的电力系统中，如何让电力设备稳定、安全和高效的运行，那就需要对电力系统进行监测、保护和维护，实现对电力系统远动控制，本文从远动控制技术的原理入手，深入探讨了远动控制技术在电力系统自动化中数据采集、数据的信道编码、数据的通信传输和设备的远程控制等几方面的应用，并为描绘了远动控制技术在电力系统自动化应用的发展方向，为有效推动远动控制技术的进一步发展和完善，加快我国电力系统向自动化管理模式提供技术保障。

远动控制；电力系统；自动化；应用

随着我国经济活动的活跃，对于电力的需求正在日益增长。电能从生产、输送再到向每家每户的配送都需要一个稳定的电力系统的支持。在这个庞大的电力系统中，有无数的发电机、变压器、高低压输电设备和开关等设备，如何让这些设备稳定、安全和高效的运行，那就需要对电力系统进行监测、保护和维护，为实现这些功能，就需要集中、远程的自动化控制。对电力系统的远程智能控制，就要建设以高速的通信网络和计算机技术为基础的远动控制保障体系，因此远动控制技术对于电力系统自动化的实现具有非常重要的应用意义。

1　远动控制技术在电力系统自动化的应用

远动控制技术在电力系统自动化的应用主要是依托高速稳定的工业网络，实现对电力系统内各种终端设备和控制设备等的遥测、遥信、遥调和遥控，从而完成电力系统自动化和智能化管理。远动控制技术构成包括网络通信技术、实时数据采集技术、远程终端控制技术和全过程或部分过程控制技术。因此远动控制技术是集多种技术于一体的综合性技术。

1.1远动控制技术原理

远动控制技术就是利用通信技术在远端对设备进行监测、调整、通信和控制，就是通常的遥测、遥调、遥信和遥控。在遥测功能中主要包括对远端设备的运行数据采集、设备状态的监视；遥调功能主要是对网络功能的调配和远端设备部分功能的调整；遥信功能是各种数据的通信传输；遥控功能就是对远端设备的各种功能的控制。这些功能的实现都必须依靠网络技术的数据采集技术、通信传输技术及信道编码技术三部分，也就是说远动控制技术是建立在工业网络基础之上的，为让大家明确远动系统的原理，现将其绘制如下图一所示。

图一.远动控制技术的原理

1.2远动控制技术在电力系统自动化的应用

1.2.1电力系统自动化中的数据采集。电力系统自动化中的数据采集包括电力终端设备的运行数据（就是电力设备的电流、电压、功率、压力、温度等）、监控设备的图像、视频等的数据的收集存储。在电力设备终端的运行数据的采集中为保证采集数据过程不影响设备的正常运行，一般由电力设备配套的二次设备来完成，而二次设备采用的是0-5V的电平信号，这种信号通常为模拟信号，为实现信号的数字化传输都必须将模拟信号转变为数字信号，即通常所说的A/D转换，目前一些高端电力设备本身自带数据采集功能这些设备中自动将采集的数据变为数字信号，并将数据存储于自身的存储器中，便于数据的传输和数据的备份。在智能电力系统中有些设备需要对其周边和自身有情况进行图像或视频采集，这个过程过去都是由模拟照相机和摄像机完成，现在随着数码技术发展，这些图像和视频数据也自动变成了数字信号。从电力设备的传感器、CT及PT采集的这些数字信号在传输前，全都加入网络传输的I/O端，再通过网络进行数据传输，这样一方面提高了数据采集的可靠性，另一方面也可以实现现代电力设备数字化的需要。

1.2.2数据传输前的信道编码。在对电力系统内的设备进行数据采集后，要进行数据的传输，但是由于网络传输过程中会出现信号的衰减和干扰，这样数据有可能发生改变，因此在数据传输前必须对数据进行重新编码，以提高数据的纠错和检错能力，通过编码器重新编码的数据在传输过程中可以大大提高数据的准确率和传输的可靠性。目前在电力系统自动化中数据信道编码技术主要有线性分组编码、循环编码等多种编码技术。

在线性分组编码中主要是将数据中的信息列按照特定的位数分成独立的若干段，再将这些独立的段重新编号，这样数据就变成具有序列号的新的数据列。循环编码是技术比较成熟的一种编码技术，就是将数据中的信息列中相同的信息位中间插入一个与之不同的数字，以保证两个数码之间只有一位码元不同，这样就不会产生瞬时误差。

1.2.3数据的通信传输。目前电力系统自动化是建立在工业网基础之上，这种电力通信网的技术也在不断的发展过程。最初的电力通信网络是在原有的电力线路上再建设一条通信线路，这种通信线路也由当初的铜芯电缆变成了光缆，现在数字载波技术和卫星通信技术也被使用在电力通信网络中。但是目前情况下最常用的还是电力线路载波技术和光通信技术。

电力通信载波技术是利用现有的电力输送线路为通信载体，在数据传输的始端将采集的数据经过新的发送机将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后耦合到电力线路上。这种通信网的优点就是电力线路上不用再重新建设通信线路，但是其缺点就信道比较少，而且自身干扰大。

电力光通信网络技术，是目前传输量最大，最为可靠的通信网络。在光通信网络中就是先将数据数字电信号通过光电转化装置转换为光信号，通过光纤将这种光信号传送到几千里以外的数据接收端，再将光信号转换为电信号，加入计算机进行数据处理。这种光通信也为电力设备监控工程提供了大量的带宽。

随着我国卫星网络的发展，一些原本在通信领域应用的技术也逐步加入电力网络中，如3G通信技术，也被使用在一些不便建设光通信网络的地方。

1.2.4电力设备的远程控制技术。在电力系统中伴随着信息、通信和自动化程度的提高，电力系统的远动控制技术也由原来的单纯的过程控制向全方位管控一体化发展，这样不仅实现了电力系统由原来的局部控制和单一运行向全局控制和集成化管理的转变，也实现了电力系统内劳动生产率的提高和运行维护成本的降低。在远动控制技术中的集成控制系统是将原有的单一的电力工业网与互联网融合，通过全IP管理将原来局部网络中的电力设备纳入到互联网中，电力设备作为互联网中的一个节点，实现通过互联网对电力系统中运行的智能电力设备进行控制，也可以实现智能电力设备将自身运行的实时数据通过互联网传送到管理人员的手机或者电脑终端。同时也实现了DCS/PLC控制系统、安全保护系统、智能现场设备、电网资源管理和优化系统的有机整合，目前在这方面的管理系统有CMMS（计算机检修维护管理系统）和MES（即制造执行系统）。

2　远动控制技术在电力系统自动化应用的发展方向

电力系统自动化就是要实现电力系统设备的检测控制智能化、监测信息的数字化和系统的集成化管理，在这三方面为远动控制技术发展方向。

2.1实现电力系统的云管理。远动控制技术要确保网络的高效可靠，一方面便于数据访问；另一方面通过网络的云数据实现对电力设备的云管理。在电力系统集中控制管理数据库，将全部电力设备的信息数据纳入其中，并将采集的的数据进行统一汇总，形成云问题库，一旦电力设备发生故障，通过云数据的计算及时确定故障的地点、类型以及处理的方法和就近的人员，实现电力设备的高效管理。

2.2实现电力设备终端的智能化远程管理。远动控制技术的关键就是终端设备的远程管理，这方面将是电力系统中每个执行终端的智能化和远程操控。在远动控制技术下的智能电力执行终端，可以自动将运行数据传输到电力系统的云端管理系统中，并实时确定其自身的运行状态是否正常，一旦发生异常设备能够做到自行诊断故障类型，并透过自己存储的故障处理数据进行自动修复，当修复失败后向云端控制系统请求新的修复系统，当自行无法消除故障时，远动控制系统通过监视设备控制远程机械手进行故障修复。从而实现故障的无人化消除，减少故障延误时间。

3　结语

远动控制技术在我国电力系统自动化中已得到广泛的应用，并且电力系统未来的发展方向是实现自动化管理，尤其是全国电力系统统一运营管理模式中，具有综合自动化程度的智能型电网非常普遍。与此同时，随着科学技术的不断发展，特别是计算机及网络通信技术在各个领域中的广泛应用，势必有效推动远动控制技术的进一步发展和完善，从而加快我国电力系统向自动化管理模式的发展进程。

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