电力系统远动原理

1、电力系统远动原理与技术，陈石，四川大学电气信息学院，电力系统远动第一章简介：远动遥控从英语中可以知道，远动实际上是遥控，它只是电力系统的习惯名称。问：你为什么需要遥控器，你怎么理解它？第一章是引言1.1。1.复杂电力系统的主要管理问题，如监控难、调度难、设备状态不一、设备多等，如何解决这些问题？远距离管理很困难，必须调度系统。1.储存大量电能是困难的。2.实时生产=实时消耗。3.消费随时都在变化(有一定的规律，但不能准确确定)。4.生产必须跟踪消费。5.还必须确保消费质量(供电质量)。6.同时，确保安全和经济也很重要。7.各级调度系统的自动装置，调度系统的作用。1.目的：保证系统的正常运行、安

2、全和经济。2.如果出现故障，请快速排除故障，并尽快恢复正常运行。(更实时)如何实现？早期电话联系。随着遥控系统的引入和自动通信控制技术的发展，一种代替电话联系的自动装置出现了。位置：安装在调度中心和车站，通过一定的通道自动传输信息。功能：将厂站信息传输到调度端，并进行显示、存储和处理。调度终端根据需要运行和调整厂站设备，以满足上述需求。遥控技术能发挥什么作用？2、电力系统远动技术的作用，提高自动化程度，节约运行成本，建立真正的调度自动化、能源管理系统，减少停电，缩短停电时间，及时处理各种事故，如何实现？3.电力系统远动需要完成的任务：1 .收集电力系统的运行状态并传输至调度中心(监控)2。接受

3、调度中心的命令，调整电力系统(控制)设备的运行状态。对遥控(remote control)的理解：其实应该理解为监控更合理，即控制一个设备的前提是我们可以清楚地监控设备的运行状态。在此基础上，4 .相关学科和理论技术(参考资料)，涉及电力系统远动技术的学科：电力系统、计算机、通信、控制等学科。其基本理论和技术包括：数据采集理论和技术、计算机原理、编码理论、数据传输原理、信息论和电力系统运行状态基础理论。1.2电力系统远动功能，1。调度中心与远动设备数据传输示意图。从图中可以看出，电力系统远动功能如下：(1)调度中心获取远程电力系统设备运行状态(图中虚线)、设备运行数据(称为远动测量，用YC表示

4、)和设备状态(称为远动信号量，用YX表示)(2)调度中心可以根据需要对电力系统设备进行远程控制(称为远动控制，用YK表示)和远程调节(称为远动调节，用YT表示)。3.遥控信息的基本内容。电力系统远动实现的功能常被称为“四远”功能。除了基本的四个远程功能外，它还包括SOE、事故回忆、呼叫时钟、广播命令等功能。为了实现这种“四遥”功能，远动信息的基本内容包括：遥信信息、遥测信息、遥控信息和遥调信息。遥测信息、各种操作参数，主要特征是随时间连续变化的模拟量。电参数：电压、电流、频率和功率。非电气参数：温度、水位和油位。1采集模式：电量-变送器(DC、交流)非电量-传感器(直流、数字量)2 A/D 3

5、电量采集(脉冲、数字量)、远程通讯信息、状态信号1、开关和刀闸状态信息2、保护和自动装置动作状态3、发电机4的通电和断电信号、其他运行状态(表达式0、1)、远程控制信息、改变设备运行状态的命令，如发电机的启动和停止命令、断路器的打开和闭合命令。电容器和电抗器的开关命令。特点：高可靠性要求。保证措施：返校。远程调节信息，传送改变设备运行参数的命令，如改变发电机的有功输出(调速)和励磁电流的整定值(调压)，以及改变变压器分接头的位置。远动信息的传输方式，循环数字传输方式(CDT):将厂站端发送的远动信息按照协议的规定组织成各种帧，然后进行排序，再将远动信息逐帧循环传输到调度端。特点：周期性传输，无

6、论调度端是否需要，调度端都不需要提问。逻辑上需要的专用信道对信道质量的要求较低。远动信息传输模式和轮询模式：调度端若想获得厂站的监控信息，必须向其发送查询命令消息。站端根据接收到的不同类型的命令消息发送回复消息。功能：仅在询问时回答，共享信道(地址差异)，对信道有很高的要求，并且必须是双向信道(全双工或半双工)。远动信息编码，通知(部颁):帧由各种以帧为单位的字组成(帧长可变)。信息字包括信息字和控制字，由6个字节(48位)组成，具有固定长度和遥控信息编码。以报文为单位传输报文的格式如下：报头、数据区、校验码、宽度为8位、长度为3-4字节、长度可变、字节数可变、DL451(部颁CDT)、帧结构

7、(可变帧长体现在每个字的作用是什么？串行通信和计算机通信是基于同步的：发送端的时钟频率=接收端的传输时钟频率和相位相同的操作。可以理解，两端的速率是相同的，并且符号的开始和结束时间是相同的。串行通信：信息是一点一点传递的。对应计算机的RS232串口。异步通信：一种串行通信，以字符为单位传输。每个字符都有一个起始位、一个数据位、一个校验位(可选)和一个停止位。每个字符的起始位在字符同步中起作用。是一种位同步方法。额外成本大，效率低。同步通信：串行通信的一种方式，用同步字符作为传输的开始，字符之间不允许有间隙，当线路空闲时发送同步字符。但是，两端的频率存在一定的误差，导致符号的相位差，积累后可能导

8、致错位和失步。这是帧同步。同步字的功能，DL451协议要求远动信息的传输采用同步通信方式，即同步字的检测是通信过程中信息传输的开始。检测到同步字后，它进入同步通信状态，并将接收到的信息分成字节。实现帧同步。但是，为了消除两个时钟频率差引起的相位差，接收机必须同时采用位同步措施(如果异步通信的初始位检测不作为位同步方法，则使用数字锁相环根据发送方发送的数字序列中包含的相位信息来调整接收机的相位)。一些在现场运行的遥控系统使用异步通信来传输遥控信息。也就是说，只有位同步是源站地址字节：目的站地址字节：校验码字节：管理单元，DL451信息字，功能码：表示信息数据的功能。不同的功能代码代表不同的功能。

9、总共256个功能。代码00H-7FH:全部为遥测数据(128个字，每个字携带两个遥测数据，共可定义256个遥测数据)；代码F0H-FFH:全部为远程通信数据(16个字，每个字携带32个远程信号，共定义512个远程通信量)；代码E0H:遥控选择命令代码E1H:遥控返校命令代码e2h33336。帧组织方式、周期：在满足规定时间的前提下(A帧周期时间为3秒，B帧周期时间为6秒，C帧周期为20秒)，帧序列可以任意组织，每帧的排列顺序固定，循环传输。插入：对于特殊情况，将其插入循环序列并优先传输。如远程通讯位移(1秒内)、远程控制、回校升降命令(长度为字)。简化：为了简化应用，帧结构也可以简化(固定帧长

10、度，同步字信息字慢变字)，以降低出错概率。典型的传输序列：必要时通过插入来传输帧。远动通道常用，使用专用有线通道(短距离)、电力载波通道(低投资)、微波通道(高频)、光纤通道、无线通道、卫星通信(专用微波)和专线通信，远动信号由远动装置产生。DC信号：振幅和极性信号。交流信号：频率介质：架空线和特殊电缆。缺点：距离短(经济，技术原因：损耗大)，载波通道，物理介质：高压电力线载波？用于加载基带信号的高频正弦波或周期脉冲信号。基带信号(如飞机)？通过转换(信源编码)原始信息获得的信号。(如乘客)注意区分基波的概念。为什么它被加载(调制)在载波信号上？基带信号的传输距离是有限的(噪声)。一般形式：遥

11、控信号和载波电话复用载波信道(0.33.4千赫)。人耳的理论听力范围是20-20000赫兹。一般来说，它对过低或过高的频率不敏感，频率损失不会造成很大的影响。因此，声音范围通常为0.32.3千赫，远动信号范围为2.73.4千赫.如何加载(频分复用)？调幅、调频和调相。如何卸载？解调，相反。微波频道，微波？微小的波波长小，即频率高。频率范围：300-300千兆赫。形式：无线传播、直线传播和点对点对齐。传输距离：3050公里(功率损耗，地球形状)，长距离中继(接收，放大和发射)。优点：频带宽(同时传输更多信号)，方向性强，保密性好。卫星通信(专用微波)，频率较高(4ghz以上)，利用地球同步卫星作

12、为中继站进行中继通信，一颗卫星的视角约为120度，原则上，三颗卫星沿轨道均匀分布可以覆盖地球表面南北纬度60度以内。优点：频带宽，传输容量大，通信距离远，干扰少。发展趋势：卫星转发器增多，功能增强，发射功率提高；地面站的天线变得更小，地面站的数量增加，并且平均成本降低。光纤通道，原理：电信号被转换成光信号进行传输，然后在目的地从光信号转换成电信号。光信号传输：全反射原理。光纤芯的折射率大，包层的折射率小，理论上在界面上被全反射而没有损耗。实际损耗：光吸收(不纯材料)光散射(不均匀材料)光纤材料：应时光纤、玻璃光纤、塑料光纤传输模式：多模(多种电磁场分布模式)、单模(带宽极宽，衰减小，适用于大容

13、量长距离)光缆：多通道光纤(几十电气端子、光电转换、光电转换、电气端子、光缆、光电转换：光电二极管、激光二极管光电转换：光电二极管通讯方式：模拟通讯、数字通讯：用模拟电信号调制光强数字通讯：用数字脉冲电信号调制光强。PCM:脉冲编码调制。无线信道由发射机、发射天线、自由空间、接收天线和接收机组成。类似于广播。优点：不需要线路，节省材料，减少维护。1.3远动系统的结构，从系统运行状态中收集到的数据没有正确地反映给调度中心，而调度员的选择会影响促使调度员做出错误的判断和选择。(上行)在远程控制和远程调整的命令下到达系统后，不能保证信息的正确性和可靠性，这也将产生非常严重的后果。(下行)为了保证电力

14、系统远动各项功能的可靠实现，远动系统设备的结构必须合理。必须有一定的技术措施来保证每个环节。远动系统的准确性和可靠性非常重要，而远动技术实际上是保证“四遥”准确性和可靠性的技术。1.遥控系统原理框图，YK/YT，信道编码，调制解调器，信道解码，调制解调器，信道编码，信道解码，YX采集，YC采集。一般来说，需要通信控制功能，并且需要双机配置。站端远动装置：RTu :远程终端单元，远动系统配置的基本模式，CDT。轮询)多通道、点对点、多点、共线和多点环，基于远动系统的调度自动化系统，基本功能：SCADA系统。SC:监控DA:数据采集AGC:自动发电控制EDC:经济调度高级功能：PAS(电力系统高级

15、应用软件)拓扑分析、状态估计、负荷预测、在线潮流安全分析DTS(调度员培训仿真)。两者相加：EMS、分层调度系统和优势。我国采用国家调度、网络调度、省级调度、地方调度和县级调度五级递阶调度系统。优点：减少信息传输量，减轻上级调度中心的负担。提高了响应速度和可靠性。减少设备投资。可扩展性好。分级调度系统，国家调度：与电网调度控制中心连接，协调和确定区域电网间联络线的潮流和运行方式，监测和统计国家电网的运行情况。属于急救中心。1.收集区域网和相关省级网的信息，监测区域电网重要测点的运行情况和全国电网运行概况。2.计算大面积互联电网的潮流、短路、稳定和经济运行，并发布计算结果。3.进行中长期安全经济

16、运行分析并提出对策。区域电网调整，主要负责区域内超高压电网的安全运行，并根据规定的发电计划和监控原则对其进行管理，以提高电能质量和经济运行水平。属于急救中心。省调度，1。电网数据采集与监控、经济调度与安全分析。2.负荷预测，制定水电经济调度的启停计划和日分配计划，指导自动发电控制。3.区域间相关省级电网供受电量规划分析。4.计算治理电网的潮流、短路、稳定和经济运行，并发布计算结果。其功能与电网调度基本相同，管辖范围缩小到省级高压电网，属于EMS。区域调度，一般属于SCADA系统。1.地方电网的安全监控。2.开关的远程操作、变压器分接头的调整和该区域相关站电容器的切换。3.负载管理和自动切换。县调度，1。数据采集，2。安全mon特点：现代低压小电流远动系统(PT:100V C