电力系统中微机远动功能的研究与实现摘 要讨论了电力系统发展的各个阶段及其对远动功能的需求，探讨了电力系统对微机远动功能的基本要求。关键词远动 规约 遥测 遥信 遥控 微机监控系统1. 引言电能是现代工业的动力心脏，供电的可靠性和电能质量的好坏直接关系到企业的切身利益。为了提高供电可靠性和电能质量，现在电力系统中普遍采用了远动装置，用于集中监视和控制系统的运行状况。运动装置的发展经历了以下几个不同阶段。在早期，调度中心没有办法及时地了解和监视各厂站设备的运行情况，更谈不上对各厂站的设备进行直接控制。各站供电系统的设备运行情况，各条线路的电流、电压、功率等情况调度中心都不能及时掌握，调度员和各个变电站的联系主要是电话，每天由各变电站值班人员定时用电话向调度员报告本站的电流、电压、功率等数据，调度员需要根据情况汇总、分析，花费很长时间才能掌握全厂供电系统运行状态的有限信息。由于电力系统是实时变化的，就这些信息来说已经属于“历史”的了。调度员只能根据事前通过大量人工计算得到的各种系统运行方式，结合这些有限的“历史”性信息，加上个人的经验，选择某种运行方式，再用电话通知各个变电站值班人员进行调整控制。一旦发生事故，也不能及时了解事故现场情况，及时进行事故处理，需要较长的时间，才能恢复正常运行。显然，这种落后的“远动”方式直接影响供电企业的安全经济运行。第二个发展阶段是远动技术的采用。安装于各个变电站的远动装置，采集各车间的负荷情况，各线路电流，电压，功率等实时数据，以及各开关的实时状态，然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员可以随时看到这些运行参数和全系统运行方式，还可以立刻“看到”开关等设备的事故跳闸。调度中心可以有效地对全厂供电系统的运行状态进行实时的监控。调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操作。这种布线逻辑式的远动装置的采用，使电力系统可以实现最基本的遥测、遥信、遥控的功能。第三个发展阶段是电子计算机在工业控制系统中的应用。现代企业生产规模越来越大，对电能质量及供电可靠性的要求越来越高，人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题，就需要对大量数据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“大脑”的设备，这就是电子计算机。2. 电力系统对“四遥”的要求要实现变电站的无人值班少人值守，我们必须能及时准确地把变电站内各条线路的电压、电流、有功、无功、电度、各个断路器及隔离开关的状态及各种继电保护动作信息传至调度中心，同时能接收调度中心下发的对时和遥控遥调命令，并能对系统对时、控制断路器的合分操作、调节变压器档位，所以必须满足下列要求:实时性: 电力系统的运行瞬息万变，每一个小的故障和误操作都可能造成严重后果，给国民经济和人民生活带来不可估量的损失，轻则损坏设备，重则危及人的生命，这就要求变电站的信息能以最快的速度传到调度中心。可靠性: 可靠性主要是针对遥控、遥调功能而言，由于变电站已撤走值班人员，这就需要由调度中心对相应的开关进行合、分操作来完成送电和停电任务，如果不能可靠地控制相应开关，就可能造成对重要用户的停电, 造成经济损失。多任务: 变电站的远动中遥测、遥信是要由变电站发往调度中心的, 我们称其为上行信息, 遥控、遥调是由调度中心发往变电站的, 我们称其为下行信息。“四遥”的实时性和可靠性就要求这两种信息同步传送, 相互独立, 不能因为下行信息影响遥测、遥信的实时性，更不能因下行信息影响遥控、遥调的可靠性。3电力系统实现无人值班的条件电力系统要实现无人值班必须具备以下两个条件:高速可靠的传输信道: 电力系统传送的信息量非常大。要满足其传输的实时性要求，就必须保证信息传送的速度，要保证遥控、遥调的可靠性就必须保证要有可靠的传输信道，传输信道主要有音频线路、载波信道、光纤信道、无线信道等。我国目前以电力线载波信道为主，但在载波信道中传输数据的速率较低，通常在1200波特以下，且只能传输模拟信号，抗干扰性较差。为了克服电力线载波信道的缺陷，在一些比较重要的远动系统中采用光纤信道传输数据，光纤信道具有可用频带宽、通信容量大、中继距离长、抗干扰性强、传输数据速率高、能直接传输数字信号等特点。保证传输信道的可靠性是是实现远动功能基本条件，它的故障将导致一个或数个远动终端单元失效，因此，在一些重要的厂站中设置了双通道自动切换功能，用以保证传输信道的实时通畅。全面完善的传输规约: 为了配合全国电力系统的两网改造，目前国内各种品牌的调度自动化系统和远动终端单元(RTU)如雨后春笋般地出现，让人目不暇接，而我国县局一般都辖有十来个变电站而市局所辖变电站可多达几十个，所以其调度自动化系统和远动终端单元不可能只用一个厂家的设备，为了使不同厂家的调度自动化系统和远动终端单元顺利接口，这就要求有相对固定的数据传输规约，国内常用的规约主要有循环式和问答式。循环式规约主要指部颁CDT规约，适用于点对点的通道结构，以远动终端单元(RTU)为主动方循环向调度发送数据，是在我国广泛使用的一种数据传输规约; 问答式规约主要有u4f规约、SC1801规约、规约、IEC870-5-101规约等，特点是适用于多种通道结构(点对点、总线型、环型等)，调度端掌握通信的主动权，远动终端单元(RTU)一般不主动发送信息，只是在调度端询问时才发送相应的数据，随着IEC870-5-101规约的颁布和推广使用，问答式规约将逐渐取代循环式规约而成为电力系统的主流传输规约。4系统“四遥”的实现分层分布式综合自动化系统“四遥”一般集保护、测量、控制于一体，有完善的SCADA功能，其结构如图1所示图1 分布式系统结构示意图本系统中由测控装置、线路保护装置、变压器保护装置采集站内信息, 通过LON网送往前置机, 前置机分别通过高速局域网和RS-232送往操作员站和调度中心，同时前置机又可接收操作员站和调度中心下发的控制命令和对时命令。由此可见，该系统是通过前置机与调度中心进行直接联系的，该前置机采用AMX实时多任务操作系统，它可以调度一切可利用的资源完成实时监视和控制任务，提高计算机系统的使用效率，满足对时间的限制和要求。其远动上行和远动下行任务软件流程图如图2、3所示。图2 运行上行任务软件流程图6结束语随着电力系统运行水平和管理水平的提高，越来越多的新建变电站和老站需要上微机综合自动化系统以达到无人值守的目的，远动在系统中的重要性越来越突出。随着现代通信技术的发展和在电力系统中的应用，远动技术将向着高速率、大容量的方向发展，工业电视监视技术和远动技术的结合，将使传统的“四遥”变为包括“遥视”在内的“五遥”更好地为电力生产和管理服务。图3 远动下行任务流程图