远动控制技术在电力系统中的应用研究_张菁华.pdf

光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明电气213远动控制技术在电力系统中的应用研究张菁华，郑 荣，马红岩青岛城市学院，山东 青岛 266000摘要：电力系统存在不确定性因素，应进行管理和监督，从而保障电力系统稳定运转。应用远动控制技术，可以实时监测电力系统的运行状态，这项技术在电力系统中得到广泛应用。通过通信传输技术、信道编码技术、数据采集技术、闭环自动调试技术和仿真规划技术的实际应用，可以提高电力系统的整体效率，还可以提高电力的安全性能。在此基础上，文章详细论述远动控制技术在电力系统中的应用。关键词：远动控制技术；电力系统；自动化；数据传输分类号：TM760引言随着现代化技术的创新发展，电气系统正逐步走向自动化的方向。只有科学应用现代远动控制技术，才能实现电气系统自动化的目标。在实际运行中，电力系统包括输电、生产、开关和配电四个重要组成部分，任何一个环节出现问题都可能导致整个电力系统的严重故障，造成不可逆转的经济损失。因此，为了避免这些问题的出现，确保电力系统的持续运行，需要科学应用远动控制技术，为智能电网建设提供可靠的技术支持1。1电力系统概述我国电力系统诞生于 20 世纪中叶，最初是解决电网运行控制问题的系统。在这个阶段，电力系统的主要控制目标是及时控制系统信号。一般来说，电力系统需要使用先进的现代技术实时监测设备的运行情况，反映设备本身的安全性和稳定性，保障人民生产生活的正常用电2。信息采集与命令系统是电力系统的重要组成部分，该系统的出现也是电力系统发展的成果。在运行过程中，需要通过电站、发电终端和相关设备对运行信息进行有效分类，并将信息传输至计算机集中控制平台，实现对系统的有效远动控制3。随着市场经济的发展，电网的规模在不断增长，人们对电力的需求不断增加，同时对电力的可靠性和安全性提出了更高的要求。在这种情况下，如果电力系统中一个组件发生故障，可能导致整个电网的瘫痪，发生大规模的停电。随着人们生活水平的不断提高，为确保工作过程中不停电，应严格控制供电系统的安全性，并在停电前发出警告。在这种情况下，供电企业面临着非常严格的考验，电力系统应该受到严格的控制4。在电力系统的运行和发展中，需要采取适当的方法提高配电控制和管理的质量，保证电网处于最佳运行状态。在实际工作中，一方面需要提高电网的工作质量，另一方面需要提高电力企业的经济效益。目前，电能产业的发展成为社会发展中一个非常重要的问题，需进一步开展能源分配研究，基于计算机技术发展能源传输和能源企业5。2远动控制技术概述通常，自动遥控控制过程由遥控信息的产生、传输和接收过程组成。远动信息的产生主要是指发送终端设备利用远动控制信道进行信息传输，然后由接收终端设备执行接收到的命令。从结构上看，电力自动化系统与远动系统的最终区别在于通道，因此通道中每个执行命令都需要通过相应的设备进行转换6。远动控制技术作为电力系统安全稳定运行的重要保障，受信息传输距离、信道等系统结构因素的影响，也容易受到各种外部因素的干扰，对电力系统运行的稳定性和可靠性产生一定影响。为了提高电力系统运行的稳定性和可靠性，需要建立一套具有一定可靠性的远动控制系统，进行遥测遥信和远程控制调节。其中，遥测遥信主要是通过特定的通信协议将远动控制终端作者简介：张菁华，女，本科，实验师，研究方向为电力系统及其自动化；郑荣，女，本科，实验师，研究方向为电气工程及其自动化；马红岩，女，本科，助理实验师，研究方向为电工理论与新技术。文章编号：2096-9317（2023）01-0213-03 照明电气 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明214采集的状态信息和运行参数上传至调度中心；远程控制调节用于向远动控制终端发送改变操作状态和调整操作参数等命令，并最终通过执行终端进行操作。3远动控制技术的特点3.1 集成性远动控制技术的信息化使远动控制技术具有集成性。随着科学技术的发展，远动控制技术已广泛应用于生产和生活。电气工程的工作内容非常复杂，为了简化流程、减少工作量，需要应用远动控制技术提高生产质量和效率，减少由于手动操作出现的问题和事故。需要通过数据存储，对电气设备和通用设备的传输信号进行合理的调整、转换和集成，实现综合控制和反馈，体现电气自动化的集成性，从而大大提高控制和管理的效率7。3.2 可控制性近年来，随着中国经济的发展和科技的进步，远动控制技术的整体应用水平也有所增加。远动控制技术在许多领域得到应用和发展，相关领域对远动控制技术的依赖性增加，对人才的需求也逐渐增加，加强技术和人才管理已成为当务之急8。利用远动控制技术的可控制优势可以确定电力项目的安全可靠运行，进一步促进我国电力行业的发展。我国不仅人口众多，而且农业、工业等产业众多，远动控制技术在国防航空工业中得到全面应用。采用远动控制技术，可以处理大量信息，建立了具有远程控制功能的系统。系统还可以采集外围数据和信息，促进远程控制系统的创新和发展9。4远动控制技术在电力系统中的应用在电力系统的自动化应用过程中，远程控制的实现需要以各种技术为基础，主要包括通信传输技术、信道编码技术、数据采集技术、传递规约与数据封装技术、仿真规划技术10。4.1 通信传输技术通信传输技术主要用于信息传输，可以区分通过不同方式传输的信息。在应用通信传输技术传输信息时，传输介质具有一定的电子传输频率范围，应使用电子调制技术，并在本地调制传输频率，使以电子方式传输的信息能够在特定频率范围内快速有效地传输。电子传输的信息易受噪声、电阻等因素的影响，技术人员需要有效、快速地处理通过干扰信道的应用电子编码技术传输的信息。通信传输技术设备主要是调制解调器，电力自动化系统可以通过自身的网络资源和特定的运行模式实现电信号的传输。现阶段，随着我国信息化的发展，电力自动化系统信息的自动传输主要通过高频线路和光纤通信完成。不同规格的线路被用作传输数据信号的重要媒介，技术人员需要使用特定的调制解调器将线路的载波频率信号转换为模拟信号，然后通过特定电路的电流或电压进行传输。当接收到信号时，接收器需要使用调制解调器将其转换为数字信号，从而完成整个数据传输过程11。4.2 信道编码技术在电力系统中，信道编码是电子信息处理的第二个过程，需要采用信道编码技术，即电子数据处理技术。信道编码技术的主要内容是编码和解码。通过远程信号和遥测收集的信息和数据在通过光纤和电线传输时会受到许多因素的影响，导致信息丢失。为了提高电子信息传输的安全性和稳定性，提高电力系统的抗干扰能力，减少数据泄露，必须合理应用信道编码技术。目前，电气系统自动化通常通过线性块码进行编码和解码，需要对该过程涉及的信息和数据进行技术操作，以免出现错误。同时，应采用环路检测、误差检测、反馈回馈等方法减少系统运行中的问题。根据科研人员的研究实践，在电力系统中合理应用信道编码技术，可以降低各种外部因素对信息传输的影响。信道编码技术在电力自动化中的合理应用有助于比较和检查数据，及时发现数据中的错误信息，提高电力系统的运行水平12。4.3 数据采集技术电气系统的数据采集主要依托变送器和 A/D 技术。在处理数据信号之时，一般采用 5 V 左右的电压，并以 TTL 电平信号为载体实现相关作业。在实际操作中，电力系统中的功率比较大，需要采用 RTU 装置处理电子信号，同时应用变动器操作大功率数据，将电力系统中的各类数据信息都输出为 TTL 格式的信号。A/D 技术的原理有所不同，其可以接收模拟信号，并将其转换为数字信号，从而实现遥测和遥信过程中对数据信息的采集和维护。其中，遥信信息主要用于电力系统各类开关设备、继电设备设施的维护和保养工作。此外，针对自动装置的运行情况和电力系统中各类母线的电压、功率、电流流量等也都要进行相应的数据采集，并形成相应的工作日志。遥信信息的传光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明电气215输主要通过电力系统调度中心完成，分为两大步骤，首先是针对遥信的对象采集光电隔离的数据信息，然后是收集遥信对象的二进制编码，并以数字多路开关的形式，传输到不同的端口，由各个端口传输至控制中心 CPU 中，实现整个过程的闭环。4.4 传递规约与数据封装技术信息传输是电力系统远动控制中的重要环节，是电网监控管理系统平稳工作的基石。想要确保数据传递的准确有效，就必须形成信号的传递规约，通过完善的传递规约，使供电系统内的调度机构、变压器和电厂之间能够进行数据的交叉传递，使数据传递的质量更高。另外，完备的传递规约能够提升信息传输的安全性，改善数据传递效果13。当前，我国的电网监控网络普遍使用循环数据传输规约，并采用帧结构的方式完成数据传输，主要的遥测数据在 A 帧，次要遥测数据和一般的遥测数据依次编排在 B 帧和 C 帧，遥信的状态数据在 D1 帧，电力脉冲计数据在 D2 帧。采用帧格式封装之后，状态数据能够根据网络信息传输规约实现传输，信道的解码、译码也可以顺利进行，实现对电力系统状态的全面监测14。4.5 仿真规划技术远动控制消息的发出端为主站，发出的远动控制消息能够被从站上的控制系统收到。在通信功能建设中，需要应用仿真规划技术，建立系统接口，模拟主站控制系统和远动控制器之间的平滑联系。主站的 IP地址设定为 IEC104 主站软件平台的计算机 IP，从站的IP 地址设定为现实变电所或工厂站的 IP 地址。从站的IP 与现实变电所的 IP 相同，只能根据现实变电所的改变而改变，以完成从站与远动设备间的通信。在建立好通信接口之后，可以得到与网络系统的 TCP 接口，主站系统可以收到现实变电所或远动设备上传的报文，并将其和与主站系统发送的消息比较15。主站系统的文件提交流程如下：开启通信功能，构建 TCP 接口；主站系统发送开始提交资料的指令，远动控制页面确认命令已启动，并发送回主网站；通过模拟 IEC104 主站，向远动的控制设备发出呼叫和测试指令；从各个远动机器开始上传单点信息；通过主站分析各个远动机器上传的单点信息，并提取点和值；使用发送网络主站的点列表，逐个映射每个点和调制网络主站的点编号，同时从 IEC104 系统中得到原始点与上传点的对比列表，来比较信号的一致性。在虚拟主站系统中，能够提供网络消息传递服务，操作员也能够通过主要功能的开/闭链路完成数据分析和执行各种故障排除任务。5结束语综上所述，远动控制技术的应用给电力行业带来了巨大的经济效益，降低了人力的损耗，实现了企业与人才的双赢。电力系统自动化的发展还将继续，电力企业必须继续挖掘新的电力系统的智能化、远距离控制技术，进行相应的完善，在长期的往复应用中寻求远距离控制的最优化方法，促进现代电力系统智能化产业的长久发展。参考文献1 田忠，常敏，金海勇，等.电力系统智能化运维中GIS设备SF6气体泄漏检测方法研究J.计算机测量与控制，2022，30(10):27-32.2 王鸿玺，唐如意，吴一敌，等.基于HPLC的智能抄表技术在客户侧泛在电力物联网中的研究及应用J.电力系统保护与控制，2020，48(3):92-98.3 李劲松，陆鑫，张金虎，等.基于IEC61850的智能变电站数据隐私保护方法研究J.智慧电力，2019，47(7):69-75.4 彭志强，刘翌，罗俊，等.智能变电站监控信息自动验收体系架构及关键技术J.电力系统保护与控制，2020，48(7):174-181.5 戴宏伟，王宇航，魏鹏，等.水电监控远动通信信息点表自动比对及同步技术研究J.水电能源科学，2019，37(9):159-162.6 周少喻，陈红英.高铁接触网远动隔离开关误动原因分析及对策J.铁道机车车辆，2018，38(4):71-74.7 李丽.电力系统中的计算机技术应用分析J.储能科学与技术，2022，11(5):1679-1680.8 高志远，彭林，李炳林，等.新兴ICT技术对电力系统的协同支撑作用研究J.电力系统保护与控制，2021，49(7):160-166.9 蔡杰,王宇航,孙毅,等.雅砻江集控中心远动模型同步功能的设计与实现J.水电能源科学,2021,39(10):199-203.10 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