电力系统远动原理及技术1(2012)

远动信息传输模式




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）
帧的组织方式






循环：在满足规定的时间前提下（A帧循环时间为3秒，B为 6秒，C为20秒），帧序列可以任意组织，固定各帧的排列 顺序循环传送。 插入：对于特殊情况，则插入到循环顺序中优先传送。如 遥信变位（1秒内）、遥控、升降命令的返校（长度为字）。 简化：为了简化应用，也可以对帧结构进行简化（固定帧 长度，同步字+信息字+慢变化字），降低出错的概率。 典型传送顺序： AB AC AB AC AB AD1 AB AC AB AC AB AD2 E帧在需要时，采用插入传送。
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，是码字的 意思。
同步字 控制字 信息字 。。。。。。 信息字

各个字起什么作用？
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。
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）
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。
特点：可靠性要求高。 保证措施：返校。
光纤通道

原理：电信号转换为光信号传输，到目的地再由光信号转换 为电信号。 光信号传输：全反射原理，光纤芯对光的折射率大，包层折 射率小，在分界面处全反射，理论上无损耗。 实际损耗：光吸收（材料不纯）光散射（材料不均匀） 光纤材料：石英光纤、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、 衰减少、适用大容量远距离） 光缆：多路光纤（几十几百根）+护套 介质：光纤维-----光缆。 架设：单独架设、地线复合光纤（OPGW）。 优点：带宽宽，衰减小，抗干扰能力强，误码率低。
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，迅速排除故障，尽快恢 复正常运行。（实时性更强）
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。
阻波器
耦合电容器
高频耦合 结合滤波器 调制解调器
电话
远动信号
微波通道


微波？微小的波，波长小，即频率高。 频率范围：300M—300GHz。 形式：无线传播，直线传播，点对点对准。 传输距离：30—50km（功率损耗，地球形状），远距 离用中继（接收，放大，传出） 优点：频带宽（相同时间传输信号多），方向性强， 保密性好。
载波通道Байду номын сангаас



物理介质：高压电力线路 载波？用于装载基带信号的高频正弦波或者周期性脉冲信号。（如飞机） 基带信号？由原始消息转换（信源编码）得到的信号。（如旅客）注意区 别基波的概念。 为什么要装载（调制）于载波信号上？基带信号传输距离有限（噪声）。 一般形式：远动信号与载波电话复用载波信道（0.3—3.4kHz） 人耳的理论听觉范围20---20000赫兹。通常对太低或太高的频率不敏感， 频率损失不会造成很大影响。所以通常语音用0.3—2.3kHz范围，远动信 号用2.7—3.4kHz范围。（频分复用） 怎样装载？调幅，调频，调相。 怎样卸载？解调，反其道。
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）

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。
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
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。
4、相关学科与理论技术（参考资料）
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。
远动技术可以发挥哪些作用？

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
如何实现？
建立真正的调度自动 化，能量管理系统
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）


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。
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。 检测到同步字后，进入同步通信状态，将接收信息按字节 划分开。实现帧同步。 但是为了消除两端时钟的频差所产生的相位差，收端必须 同时采用位同步措施（若不用异步通信的起始位检测作为 位同步方式，则用数字锁相环，以发送端发来的数字序列 中含有的相位信息，调整接收端相位）。 现场运行的远动系统有些采用异步通信方式传送远动信息。 即只采用位同步。
光端机
电端机
电光转换 光缆
光电转换
电端机

电光转换：电光二极管、激光二极管 光电转换：光电二极管 通信模式：模拟通信、数字通信 模拟通信：用模拟电信号调制光强度 数字通信：用数字脉冲电信号对光强进行调制。 PCM:脉冲编码调制。
无线电信道


组成：发射机、发射天线、自由空间、 接收天线、接收机。类似广播。 优点：不需要线路，节省材料，减少维 护量。
电力系统远动原理及技术
四川大学电气信息学院
陈实
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
1、远动系统原理框图
YC/YX 信道译码 YK/YT 信道编码 调 度 端 通 道
调制解调器 调制解调器 信道编码
YC采集 YX采集
信道译码
YK执行 YT执行
厂 站 端
相关术语
• 调度中心：主站 • 厂站：子站 • 主站端的远动装置：前置机（front-end prcessor）, • 作用：用来缓冲和处理输入或输出数据的处理机。 一般需要有通信控制功能，并应为双机配置。 • 厂站端的远动装置：远动终端（RTU:remote terminal unit）
各种设备状态不一
调度难
怎样解决这些问题？
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
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。
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。 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）
同步字
控制字
信息字
。。。。。。
信息字
DL451信息字
功能码 8位 信息数据 32位 校验码 8位