远动控制技术在电力系统自动化中的应用
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摘 要：目前, 运动控制新技术已经逐渐发展成熟。通过分析远动控制技术，结合电力系统远动控制的遥测、遥信、遥控和遥调功能，阐述了远动控制技术在电力系统自动化中的应用。
关键词：远动控制技术 ； 电力系统自动化；应用
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
前言
电力系统自动化主要包括生产过程中的自动检测、自动调节和控制功能，另外系统和元件中的自动安全保护功能与网络信息中的自动传输也是其重要组成部分。为了实现电力系统真正的自动化，计算机技术、通信技术和远动控制技术必不可少，通过远动控制技术来实现。因此，远动控制技术在加快电力系统自动化的进程中起着至关重要的作用。
远动控制技术基本原理
电力系统远动控制技术实现的功能主要是四遥功能，分别是遥测（YC）和遥信（YX）、遥控（YK）和遥调（YT）四方面的功能，遥测与遥信是远动设置RTU 将采集的厂站运行参数和状态按规约上传送给调度中心，遥控和遥调则是调度中心发给远动设置RTU的改变运行状态和调整设备运行参数的命令。远动控制在电力系统中主要运用的是数据采集术、信道编码技术和通信传输技术3 部分，其原理如图1 所示
二、数据采集技术在电力系统自动化中的应用
变送器技术、 A/D 技术在远动系统的数据采集技术上起着主要的作用，远动设置RTU 通过遥测与遥信等功能分别将采集厂站的运行参数和运行状态。远动系统处理的信号大多是0~5V 的TTL的电平信号，但是电力系统实际处理的是大功率的参数，则需要变动期对大功率参数进行处理，转为RTU 能处理的电平信号。遥信信息的编码和遥测信息的采集任务要靠A/D 技术实现，其原理是模拟量借由模数转换器（A/D）转换成二进制的数字量，完成模拟信号向数字信号的转换。遥信采集的主要是各种设备的状态，包括某一时刻开关的状
态、断路器与隔离刀闸的位置，各节点的电压，电流的模拟量，继电保护、自动装置的运行状态等信息。在遥信信息的传输过程中有这样的过程：遥信采集电路（大部分遥信对象状态是运用光电隔离的方式）——多路选择开关（将遥信对象状态的二进制位编进遥信码中去）——并行接口电路（遥信号码输出到接口电路中）。例如4225A 等，要通过接口电路进入CPU 处理后才能完成遥信信息的编码。由于直流采样的误差大、功耗大、稳定性比较差、时间慢等缺点，为了提高采集信息的精准度，在电网调度自动化遥测采集的过程中，主要是运用了交流采样的技术，数据的采集的原理流程主要为：交流信号输入回路（电压电流信号取自于CT、PT 及传感器）—低通滤波（去掉高次谐波）—采样保持器—多路转换开关（同步采集）—远动控制技术在电力系统自动化中的应用河北省天然气有限责任公司 智 静A/D 转换（进行模/ 数转换）—数字信号，数字滤波以及交流幅值等任务主要依靠计算软件来完成。得到的信息送入单片机或STD 工控机，至此数据的采集已完成。
二、数据采集技术在电力系统自动化中的应用
远动系统的数据采集技术包括变送器技术和A/D 技术等。远动系统处理的信号大部分是0-5V 的TTL 电平信号，而电力系统实际运行参数都是大功率的参数，为了能在远动装置RTU 中处理这些信号，通过变送器对大功率参数进行处理，将电力系统的电压电流和有功无功线性地转化为TTL 电平信号。A/D 技术主要负责将模拟信号转化为数字信号，完成遥信信息的编码和遥测信息的采集任务。
遥信信息是指电力系统的各种开关设备的状态以及继电保护，自动装置的运行状态等，是电力系统中各节点（母线）的电压，支路（线路变压器）的潮流（有功，无功）或电流等模拟量。在电力调度自动系统中，遥信信息的传送必须经过两个过程：第一是采集遥信对象的状态，目前大部分采用光电隔离的方式，第二是将采集到的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码中去，通过数字多路开关分别将各路的遥信状态输出到接口电路，如8255A 等，再通过接口电路送入CPU 进行处理，完成遥信信息的编码。
图2 遥测编码过程
图3 交流采样技术的主要原理
遥测编码的过程如图2 所示，为了采集到遥测信息，在电网调度自动化的遥测采集中，目前国内外普遍采用交流采样技术，其主要原理如图3 所示，电压电流信号取自于CT和PT，以及电线杆上的传感器，经过滤波放大环节去掉19次以上高次谐波，送入取样保持环节，进行同步采集，得到和信号源同步的信号，A/D 转换对其进行模/数转换，得到的数字信号可以送入单片机或STD 工控机等高级环节，完成数据的采集。
三、信道编译码技术在电力系统自动化中的应用
远动系统的信道编译码技术，指的是信道的编码与译码和信道传输协议等。RTU 采集的信息必须通过通信信管传输到调度中心才能使用。在数字传输过程中，干扰是无法避免的，但可以通过对信息进行信道编译码，使信息在传输过程中获得较好的防干扰能力。目前大多采用线性分组码进行编译码，特别是线性分组码中循环码的组合使用。为了控制数据传输中的差错，还会用循环检错法、检错重发法、反馈重发法和前后纠错法等方法进行检验。
1. 线性分组码的定义。
作为奇偶校验码的一类，在信道编码传输过程中，用（n, k）的形式表示，假设信息矢量有k 个码元，按照一定的规则增加r 个监督码元形成n=k ＋ r 的码元组。与二进制相对形成二进制编码，则码字数目为2k，倘若监督码采用的信息码元是原信息码元的线性组合，则是线性分组码。用矩阵可表示为R=MG。其中R 监督码的部分[1×（n － k）]，M 是原信息码的部分（1×k），生成矩阵G 则为线性分组码的生成矩阵[k×(n － k)]。监督码在此所起到的作用是实现检错和纠错。
2. 循环码的编译码原理。
循环码是线性组码的一种，其特性是各个码字中的码元循环向左（右）移位所形成的码字依然是码组中的一个码字。在（n, k）的一个循环码中，有且仅有一个n－k次码多项式g（x），需要满足如下条件：对于循环码中的每一个码多项式h（x），都有h（x）=m（x）g（x）。在编码的过程中，用m（x）与xn-k 相乘，再用g（x）除以[xn-km（x）] 得商p（x）, 余式为u（x）。用u（x）模2 加xn-km（x），得到系统循环码码字h（x）=xn-km（x）+u（x）。在利用系统循环码来进行编码时，在噪声信道上是否受到干扰，接收端在判断发送码字的时候就能够提供出较好的校验准则：用生成多项式去除接收码字，检查余式是否为零, 若余式为零则无误码，反之则有。
远动系统中的循环式数据传送规约。
为了在电力自动化系统中，变电站、电厂和调度中心拥有良好的数据通信，而建立的一种在信道编译码前的一种预先约定的通信方式和数据格式。一般是以数据帧结构进行传送。重要的遥测安排在A 帧，次要的安排在B 帧，一般的安排在C 帧。D1 帧一般为遥信状态，D2 帧为电能脉冲记数，E 帧为事件顺序记录，按照A、B、C、D1、D2 帧的循环顺序传送，E 帧可以连续组织若干帧在规定的位置传送。对于帧结构，一般以同步字开头，并有控制字和信息字。通过帧格式的包装之后，数据就可以按照规约进行传送。
结语
目前, 由于运动控制模式在国外电力系统自动化设备的控制系统中相当流行。随着科技的不断革新，尤其是计算机技术和网络通信技术的高速发展和远动控制系统的不断改进，必将推动电力系统综合自动化的发展和日益完善。
参考文献
[1] 周步祥.《电力系统远动原理及技术》.四川大学电气信息学院.
[2] 倪维桢，高鸿翔.《数据通信原理》.北京邮电大学出版社.