电力系统远动原理[深度荟萃]
电力系统远动

二、电力系统远动简介
• 遥信 • 将远方站内电工设备的状态以信号的两种状态即0、1(或 断开、闭合)传送主站端(调度端)。遥信反映的内容主 要有断路器和隔离开关的位置,继电保护的动作状态,报 警信号,自动控制的投、切,发电厂、变电所的事故信号 ,电工设备参数的越限信号,以及远方站远动设备的状态 、自诊断信号等。 • 遥信的传送有变位传送和循环传送两种,以变位传送为优 。为避免发生信号丢失,在远动设备初投入运行时,需将 全部内容向主站端传送,使主站端安全监控系统内的数据 库的内容和模拟盘的信号状态准确反映系统内运行设备的 状态。在平时定期传送全部信号。 •
二、电力系统远动简介
• 对遥信的主要技术要求是在遥信变位以后应在 1秒钟内传 送到主站,并要求防止遥信误动作,即遥信编码的信号距离 应当大于或等于4,以防止外界干扰的作用。在电工设备输 入的接口部件处应加滤波和其他技术措施,防止接点抖动 后引起误反映。滤波时间常数应≤10毫秒。由于遥信的接 口部件和主要高压电工设备的接点联系,距离较远,易受 强电感应,接口处应有光电隔离或经过继电器隔离。 • 目前远动设备的遥信编码一般以数据字节的一位反映一个 开关接点的状态。但是国际电工委员会(IEC)TC-57专委会的 标准规定,一般断路器等设备的开合状态,应以两位来反映 一个开关接点的状态,即以01、10来反映,而00、11为错 误状态,只有事故告警信号才用一位数据位来反映一个信 号的状态。
二、电力系统远动简介
• 遥测 • 将远方站的各种测量值传送到主站端。遥测的主要技术指 标是模拟转器的准确度、分辨率、温度稳定性。一般要求 准确度在±0.1~±0.5%;分辨率为10或12±1位。 数字量 的字长则根据被测对象的要求而定。遥测量一般有模拟量 、数字量、脉冲计数量和其他测量值。 • 模拟量:电气设备的各种参量,诸如电压、电流、功率等 。它们经过各种变送器的转换变成统一规格的直流电压(0 ~5伏,0~±5伏,0~±10伏)或直流电流(0~1毫安,0~ 10毫安,4~10毫安)输入到远动设备,经过多路转换开关 ,输入到模数转换器,转换成10位或12位(包括符号位) 的数值,传送到主站端。
电力系统远动

PRT THREE
远动系统的基本组成:主站、子站、通信通道
主站:接收和处理子站发来的数据进行数据处理和显示
子站:采集和处理现场数据并将数据发送给主站
通信通道:连接主站和子站实现数据传输 远动系统的工作原理:通过通信通道主站和子站进行数据交互实现远程监控和控 制。
采集方式:通过传感器、数据采集器等设备进行数据采集 数据处理:对采集到的数据进行预处理、数据清洗、数据融合等处理 数据传输:将处理后的数据通过通信网络传输到远动中心 数据存储:将传输到的数据存储在远动中心的数据库中便于查询和分析
PRT FIVE
智能电网:利用现代 通信技术、计算机技 术、控制技术等实现 电网的自动化、智能 化、信息化
远动技术:实现电网 中各设备之间的远程 控制和信息交换
应用案例:智能电网 中的远动技术在电网 调度、设备监控、故 障诊断等方面的应用
效果:提高电网运行 效率降低运行成本提 高供电可靠性实现电 网的智能化管理
远动技术在分布式能源接入系统中的作用 远动技术在分布式能源接入系统中的应用案例 远动技术在分布式能源接入系统中的挑战和解决方案 远动技术在分布式能源接入系统中的发展趋势和前景
远动技术在电力市场交易系统中的应用 远动技术在电力市场交易系统中的作用 远动技术在电力市场交易系统中的应用案例 远动技术在电力市场交易系统中的发展趋势
实时监控:通过远动技术实现电力系统的实时监控及时发现异常情况 故障诊断:利用远动技术对电力系统进行故障诊断快速定位故障点 远程控制:通过远动技术实现电力系统的远程控制提高系统运行效率 数据分析:利用远动技术对电力系统数据进行分析为决策提供支持
PRT SIX
远动技术在智能电网中的 应用
智能电网对远动技术的需 求
什么是电力系统远动

1、什么是电力系统远动?答:远动-利用远程通信技术,进行信息传输,实现对远方运行设备的监视和控制。
即四遥功能。
(1)遥测:远程测量,传输被测变量值(电量或非电量).如实时母线电压(2)遥信:远程指示,如告警\开关位置等状态发电机空转/运行(3)遥控(4)遥调,如断路器投切机端负荷增加/减少2、远动信息传输模式:循环传输模式或问答传输模式3、远动信息的循环式传输规约:①帧结构②信息字结构③传输规则4、远动信息的问答式传输规约:①称Polling远动规约②传送均为报文③异步通信方式5、远动信息的编码:按规约,把远动信息变换成各种信息字或各种报文.6、远动信道:传输远动信号的通道.7、远动系统的设备:厂站端远动装置、调度端远动装置、远动信道8、远动系统配置类型:点对点、多路点对点、多点星形、多点共线、多点环形配置9、远动系统通信方式:单工通信、半双工通信、全双工通信10、数字通信系统:远动信息→远动装置→数字信号(二进制)→远动信道→输出11、串行通信及传输控制规程:①异步通信②同步通信③传输控制规程12、通信信道:输电线路、无线电调度、微波/卫星/光纤信道13、实现远动的手段:①配备必要自动装置②设国家调度/大区网调/省级调度和地区调度等各级调度中心14、数字通信系统的质量主要指标:①信号传输的有效性(传输速率) ②信号传输的可靠性(差错率)15、电力系统调度中心的任务:①合理调度发电厂出力②迅速排除故障③实时了解,决策调整16、调度自动化系统⑴组成:远动子系统、计算机子系统、人机联系子系统⑵功能组成:数据采集和监控(SCADA)和能量管理系统(EMS)⑶五级调度:①国家调度:调度自动化系统EMS系统.协调大区网间联络线潮流和运行方式,管理全国电网运行.②大区网调:EMS.负责超高压网的安全运行,管理电能质量和经济运行水平.③省级调度:EMS.负责省网的安全运行,管理电能质量和经济运行水平.④地区调度:SCADA系统.分散收集处理信息,集中调度.⑤县级调度:SCADA系统.主要进行负荷管理.17、信道编码作用:抗干扰18、码距:101、010为3(对应的不同码数)11111重量为5(非零码元个数)最大似然译码:000开关合111开关分闸110表分闸奇偶校验码---奇(偶):包含这个码在内1个数为奇(偶)19、信源编码:对信息源发出的模拟信号进行模数转换{0、1为码元00001111为码字(整体)}20、线性分组码=非零码字的最小重量21、三相短路故障和正常运行时,系统里面是正序。
第一章电力系统远动概述

第二节远动系统的功能
电力系统远动原理及应用
• 所谓远动,就是应用远程通信技术,对远方的运行设备进行监视和控 远动, 远动 就是应用远程通信技术, 实现远程测量、 • 制,以实现远程测量、远程控制和远程调节 实现远程测量 远程控制和远程调节等各项功能。 • 电力系统远动的主要任务如下。 • ①将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电所的有关实时信息采集 • 到调度控制中心。 • ②把调度控制中心的命令发往发电厂和变电站,对设备进行控制和调 节。 • 为完成上述任务,远动装置要实现基本“四遥 四遥”功能: 四遥 • 遥测,即远程测量,应用远程通信技术,传输被测变量的值。如调 ①遥测 • 度端对远方厂站端的电流、电压、用功、无功的远程测量。(连续电量) • 遥信,即远程指示、远程信号,应用远程通信技术完成对设备状态 ②遥信 信息的监视。如对厂站端的告警情况、开关位置或阀门位置这样的状态 信息的远程监视。(开关量) • 遥控,即远程命令,应用远程通信技术,使设备的运行状态产生变 ③遥控 化。如远方控制厂站端的断路器分闸、合闸,发动机的开机、停机等。 (开关量) • 遥调,即远程调节,对具有两个以上状态的运行设备进行控制的远 ④遥调 程命令。如改变变压器的分接头位置、改变发动机组的用功出力等。 (连 续量)
电力系统远动原理及应用
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遥控是调度所(主站端)远距离控制发电厂、变电站内需要调节控制的 遥控 对象。被控对象一般为发电厂、变电站电气设备的合闸和跳闸、投入和 切除等。由于遥控涉及电气设备动作,所以要求遥控动作准确无误,一 般采用选择——返送校验——执行的过程。 在调度员发送命令时,首先校核该被控制站和被控制的设备应在正常运 行状态,系统或变电所没有发生事故和警报,所发出的命令符合被控设 备的状态。在主站端校验正确后,方能向远方厂、站发送命令。 命令被送到远方厂、站以后,经过差错校核,确认命令没有受到干扰。 远方厂、站收到命令后,应先检查输出执行电路没有接点处于闭合状态, 然后将正确接收的命令输出,同时将输出命令的状态反编码送到主站端; 主站端将接收到的返送校核码与原命令码进行比较。在返送校核无误后, 将结果显示给调度人员,并向远方厂、站发送执行命令。此时由执行命 令将输出执行电路的电源合上,驱动执行电路,使操作对象动作。 被控制的对象动作后,还要检查有关电路是否有接点粘上,并将动作 结果告知主站,经过一定时间将电路电源自动切除。对于电力系统,遥 控的技术指标是正确动作率为100%。 遥控信号是开关信号
电力系统远动技术概述(ppt 66页)

第三章 电力系统远动技术
数字信号的调制
第三章 电力系统远动技术
数字信号解调 • 振幅键控非相干解调原理框图
• 振幅键 控非相干 解调过程 各点波形 图
第三章 电力系统远动技术
2. 频率键控(FSK)(非相干解调)
第三章 电力系统远动技术
2. 频率键控(FSK)(非相干解调)
第三章 电力系统远动技术
信道
(b)半双工方式
甲方发信端 甲方收信端
信道
(c)全双工方式
直通方式和交换方式 (需交换机)
同步通信和异步通信
乙方收信端
乙方发信端 乙方收信端
乙方收信端 乙方发信端
第三章 电力系统远动技术
•信息传输速率与误码率 •通信系统的性能指标:有效性(速度)、可靠性 (质量)、适应性、经济性及维护使用
装置开关输出回路接线图
第三章 电力系统远动技术
第三章 电力系统远动技术
第一节 信息传输基础 信息传输的过程称为通信,所有通信都是将
消息变成与之对应的信号来传递。 现代通信主要是以电信号来传递的,通常寄
托在电信号的某一参量上,按电信号的参量承载 的信号类型可分为 连续的:模拟信号——普通的电话机 离散的:数字信号——电报、传递的数据、遥控指 令等
在帧中每一个字末端附上一个奇或偶校验 码。 选择附加码是“1”或“0”的原则为: 使得该字包括监督码元在内含有偶个“1” (偶校验)或奇数个“1”(奇校验)
第三章 电力系统远动技术
二维奇偶监督码
恒比码:从某确定码长的码组中挑选那些1和0的比例为 恒定值的码组作为许用码,在检验时,只要计算接受码组 中的1的数目是否正确,就可知道有无错误
第三章 电力系统远动技术
电力系统远动[深度荟萃]
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Y
障,这时应进行遥
与上次遥信状态 是否相同?
N 置遥信量变位标志 读变位时间
遥信出错处理
信出错处理。在遥 信正确读取后,应
Y
与前次遥信状态进
行比较,判断有无
返回
变化,如果有变
图2-11 遥信定时扫查子程序框图
位,记下变位时 刻,置变位标志。
行业特制
25
变位触发模式
❖ 在实时扫查模式的基础上稍加修改则可实现
人机联系子系统
主计算机
前置机
远动 信道
1
2
3
远动终端1-N
计算机子系统 远动子系统
调度自动化系统组成
行业特制
9
❖ 调度自动化系统分层控制 国家调度 其调度自动化系统为EMS系统; 大区网调 其调度自动化系统也为EMS系统; 省级调度 地区调度 其调度自动化系统一般为SCADA 系统; 县级调度
行业特制
选通
S
数据
A
选择
B
C
输出
Y
100000000
X01010101 X00110011 X00001111 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
W
1 D0 D行1业特D制2 D3 D4 D5 D6 D7
21
图2-9为采用1片SN74LS244和8片SN74151 实现64路遥信量输入的例子.
最后可以在一定误差范围内达到Ui=Uo,这时输出转换结束信号EOC, 且输出的n位二进制有效数据。该数据正是A/D转换后得到的数字量。
行业特制
31
以一个8位A/D转换器为例加以说明。设A/D转换的满量程为5V,输入电 压Ui为4.5V,转换过程见下表。
电力系统远动原理

怎样实现?早期靠电话联系。
远动系统的引入
随着自动化通信控制技术的发展,出现了一种 自动化装置替代电话联系的方式。
位置:安装于调度中心和厂站端,借助某种信 道自动传输信息。
功能:向调度端传递厂站端信息并显示,存储, 处理。根据需要由调度端操作调节厂站设备, 满足前述的需要。
电力系统远动原理及技术
电力系统远动原理及技术
第一章 绪论
远动:TeleControl RemoteControl
从英文知道,实际上远动就是遥控,只是电力系统的 习惯叫法而已。
问题:为什么需要遥控,遥控如何理 解?
第一章 绪论 1.1 概述
1、复杂电力系统的主要管理问题
距离远管理困难
设备多
监控难
各种设备状态不一
信息字
控制字当然也是48位,由6个字节组成,从前往后依次为:
控制字节:ELSD0001
帧类别字节:重要遥测A帧、次要遥测B帧、一般遥测C帧、 遥信状态D1、电能量脉冲计数值D2、顺序事件记录E、遥 控(选择、执行、撤销)、升降(选择、执行、撤销)、 设置时钟等。
信息字数字节:本帧包含的信息字数。
常用远动信道
采用专用有线信道(近距离) 电力载波信道(投资小) 微波信道(高频率) 光纤信道 无线电信道 卫星通信(特殊微波)
专线通信
由远动装置产生远动信号。 直流信号:幅值、极性信号。 交流信号:频率 介质:架空线、专用电缆 缺点:近距离(经济,技术原因:损耗
大)
载波通道
特点:?(表示方式0,1)
遥控信息
改变设备运行状态的命令,如发电机的起停命 令,断路器的分合命令。电容器,电抗器的投 切命令。
电力系统远动_正文

第一节电力系统远动的功能
远动(telecontrol):利用远程通信技术进行信息 传输,实现对远方运行设备的监视和控制。 四遥: 遥测即远程测量(telemetering):应用远程通信 技术,传输被测变量的值。 遥信(teleindication;telesignalization) :对 诸如告警情况、开关位置或阀门位置这样的状态信 息的远程监视。 遥控即远程命令(telecommand):应用远程通信 技术,使运行设备的状态产生变化。 遥调即远程调节(teleadjusting):对具有两个 以上状态的运行设备进行控制的远程命令。
电力系统构成
发电厂: 变电所: 输配电线路: 用电设备:
发电 输电 配电 用电
电力系统几 级调度机构
国家调度 大区网调 省级调度 地区调度等
第二节 远动信息及传输模式
一、远动信息内容
遥测:发电厂、变电所的各种运行参数, 它分为电量和非电量两类。 电量包括:母线电压、系统频率、流过电 力设备(发电机、变压器)及输电线的有功功 率、无功功率和电流。 非电量包括:发电机机内温度以及水电厂 的水库水位等。这些量都是随时间作连续变化 的模拟量。
问答式传输规约中的报文 (Message) 格式见 图2-1。 报文头:3~4个字节,指出 进行问答的RTU的地址、报文所 属的类型、报文中数据区的字节 数。 数据区:传送的信息内容。 校验码:用报文头和数据区 的字节运算得到。可以是奇偶校 验码,也可以是CRC校验码。 问答式与循环式传输规约最 明显的差别是,问答式传输规约 中,不同类型的报文,报文的总 长度不同,且报文长度的变化总 是按字节增减。
第一章 概述
现代大型工业生产系统,比如电力系统、石油系统、 铁路系统等,组成大型工业生产系统的生产设备及生产 部门多,且分散在相距甚远的广阔地区。为了保证系统 的正常工作,构成系统的各部分必须在一个调度机构的 统一指挥下协调工作。为此,调度机构要随时了解系统 各部分在生产过程中的实际情况,并在此基础上作出对 生产过程进行指挥的策略。为了使调度工作既满足实时 性好,又保证可靠性高,必须借助远动技术实现调度管 理。 远动技术是一门综合性的应用技术,它的基本原理 包括数据传输原理、编码理论、信号转换技术原理、计 算机原理等。远动技术是调度管理和现代科技的产物, 因此它随着科学技术,特别是计算机技术的迅猛发展而 不断更新换代。
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电量参数:电压,电流,频率,功率。
非电量参数:温度,水位,油位。
1采集方式:电量----变送器(直流,交流)
非电量----传感器(直流量、数字量)
2 A/D
3 电量采集(脉冲、数字量)
行业特制
13
遥信信息
状态信号 1、开关,刀闸的状态信息 2、保护、自动装置的动作状态 3、发电机的开停机信号 4、其他的运行状态信号(如事故总信号)
功能码(8)
信息码(32位)
行业特制
校验码(8)
19
远动信息的编码
以报文为单位传输 报文格式如下:
报文头
数据区
校验码
行业特制
宽度为8位,长 度为3-4字节
长度可变, 字节数可变
20
DL451(部颁CDT)
帧结构(帧长度可变体现在信息字个数可变) 字:不同于计算机中字的概念,为48位,是码字
行业特制
4
调度系统的作用
1、制定运行方式、确定各发电厂出力。 目的:保证系统正常运行、安全、经济。
2、发生故障时,迅样实现?早期靠电话联系。
行业特制
5
远动系统的引入
随着自动化通信控制技术的发展,出现了一种 自动化装置替代电话联系的方式。
位置:安装于调度中心和厂站端,借助某种信 道自动传输信息。
功能:向调度端传递厂站端信息并显示,存储, 处理。根据需要由调度端操作调节厂站设备, 满足前述的需要。
远动技术可以发挥哪些作用?
行业特制
6
2、电力系统远动技术的作用
提高自动化程度
及时处理各种事故
节约运行费用
减少停电 缩短停电时间
建立真正的调度自动
如何实现? 化,能量管理系统
行业特制
7
3、电力系统远动要完成的任务
任务:1、将电力系统的运行状态采集并传送到调 度中心(监测)
2、接受调度中心下达的命令去调控电力系 统中的设备的运行状态(控制)
对远动(遥控)的理解:实际上应该理解为监控更 为合理,即控制一个设备的前提是我们能够清楚地 监测到这个设备的运行状态,在此基础上,再根据 实际需要对其进行控制。
行业特制
8
4、相关学科与理论技术(参考资料)
行业特制
16
远动信息的传输模式
循环数字传输模式(CDT):厂站端将要发送的远动信息按 照规约(协议)的规定组成各种帧,再编排好顺序,一帧一 帧地循环向调度端传送。
特点: 周期性发送 不论调度端是否需要 不需要调度端发问 逻辑上需要独占通道 对信道质量要求较低
行业特制
17
远动信息传输模式
电力系统远动技术涉及到的学科:电力系统、 计算机、通信、控制等学科。
它的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、 信息论以及电力系统运行状态的基本理论。
行业特制
9
1.2 电力系统远动功能
1、调度中心和远动设备之间的数据传输示意图
调度中心
远动设备
YX YC
YK YT
电力系统
行业特制
10
2、电力系统远动的功能
由图可知其功能为: (1)、调度中心通过对远动设备获得远方的电
力系统设备的运行状态(图中的虚线)和设备 的运行数据(简称为遥测量,以YC表示)以及 设备的状态(简称遥信量,以YX表示)。 (2)、调度中心可以根据需要对电力系统设备 进行远方控制(简称为遥控,以YK表示)和远 方调节(简称遥调,以YT表示)。
特点:?(表示方式0,1)
行业特制
14
遥控信息
改变设备运行状态的命令,如发电机的起停命 令,断路器的分合命令。电容器,电抗器的投 切命令。
特点:可靠性要求高。 保证措施:返校。
行业特制
15
遥调信息
传送改变设备运行参数的命令,如改变 发电机有功出力(调速)和励磁电流(调压) 的设定值,改变变压器分接头的位置。
同步通信:串行通信的一种方式,以同步字符作为传送开始,字
符之间不允许有空隙,线路空闲时发同步字符。但是两端频率有
一定误差,造成码元相位差,累积后可能造成错位,导致失步。
是帧同步方式。
行业特制
22
同步字的作用
DL451规约要求远动信息的传送采用同步通信方式,即通 信过程以同步字的检测作为信息传输的开始。
问答传输模式(POLLING):若调度端要得到厂站端的 监视信息,必须向其发送查询命令报文。厂站端按照 收到的不同类型命令报文发送回答报文。
特点: 有问才答 按需回答 可以共享通道(地址区别) 对信道要求高,且必须为双向通道(全双工或者半双
工)
行业特制
18
远动信息的编码
循环式(部颁): 以帧为单位(帧长度可变) 帧由各类字组成。包括信息字,控制字等 信息字由6个字节组成(48BIT),固定长度
距离远管理困难
设备多
监控难
各种设备状态不一
调度难
怎样解决这些问题?
行业特制
3
调度系统的必要性
1、电能难于大量储存 2、实时生产=实时消费 3、消费随时在变化(有一定规律,但是不能精确
确定) 4、生产必须跟踪消费 5、还要保证消费的质量(供电质量) 6、同时重要的是要保证安全性、经济性 7、自动装置+各级调度系统
电力系统远动原理及技术
四川大学电气信息学院
陈实
行业特制
1
电力系统远动原理及技术
第一章 绪论
远动:TeleControl RemoteControl
从英文知道,实际上远动就是遥控,只是电力系统的 习惯叫法而已。
问题:为什么需要遥控,遥控如何理 解?
行业特制
2
第一章 绪论 1.1 概述
1、复杂电力系统的主要管理问题
行业特制
11
3、远动信息的基本内容
电力系统远动实现的功能通常又称为“四 遥”功能。
除了基本的四遥功能,还包括SOE,事故追 忆、召唤时钟、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。
行业特制
12
遥测信息
各种运行参数,主要特点是随着时间连续变化的模拟 量。
的意思。
同步字
控制字
信息字
。。。。。。
信息字
各个字起什么作用?
行业特制
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串行通信
计算机通信的基础是同步:发送端时钟频率=接收端传输时钟频 率、相位一致的运转。可以理解为两端速率相同,码元起止时刻 相同。
串行通信:信息一位一位传输。对应计算机RS232串口。
异步通信:串行通信的一种方式,以字符为单位进行传输,每个 字符均有起始位、数据位、校验位(可没有)、停止位。每个字 符的起始位都起到对该字符的同步作用。是位同步方式。额外花 费大,效率低。