电力系统远动信息传输技术
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
电力系统远动
1遥测：即远程测量：应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。
遥信：即远程指示；远程信号：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：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：对具有两个以上状态的运行设备进行控制的远程命令。
2远动技术：是一门综合性的应用技术，基本原理包括数据传送原理，编码理论，信号转换技术原理，计算机原理等。
远动系统：是指对广阔地区的生产过程进行监视和控制的系统，它包括对必须的过程信息的采集、处理、传输和显示、执行等全部的设备与功能。
远动配置：是指主站与若干子站以及连接这些占的传输链路的组合体。
3误码率：等于错误接收的码元数与传送的总码元数之比。
误比特率：等于错误接收的信息量与传送信息总量之比。
协议规约：在远动系统中，为了正确地传送和接收信息，必须有一套关于信息传输顺序，信息格式和信息内容的约定。
4漏同步：当同步字在信道中受到干扰，是其中的某些码元发生变位，致使收端检测不出同步字时称为漏同步。
假同步：当接收到信息序列中，出现于同步字相同的码序列时，在对同步字检测时会把它误判断为同步字，造成假同步。
位同步的反校：收发两端发送时钟和接收时钟的相位差，φ〉π时，数字锁相电路在工作过程中，通过相位调整，会使两者的相位差继续增加，直到φ=2π造成两端时序错一位，称为返校。
5事件：指运行设备的变化。
事件顺序记录：指开关或继电保护动作时，按动作的事件先后顺序进行记录。
事件分辨率：指正确区分事件发生顺序的最小时间间隔。
6完成一次A/D转换所需的时间称为A/D转换时间。
其倒数称为转换速率。
7数字滤波：就是在计算机中用一定的计算方法对输入信号的量化数据进行数学处理，减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性。
这是一种软件方法，对数字滤波算法的选择，滤波系数的调整有很大灵活性。
死区计算：对连续变化的模拟量规定一脚小的变化范围。
电力系统远动信息传输技术
信息传输设备的功能与分类
信息传输设备的配置与选型
信息传输设备的配置
在配置信息传输设备时，需要考虑电力系统的规模、结构、运行方式和通信要求等因素，合理选择设备的型号、数量和配置方式。
信息传输设备的选型
选型时应根据实际需求和系统要求，选择技术成熟、性能稳定、易于维护的设备，同时要考虑设备的可扩展性和兼容性。
访问控制
通过设置访问控制策略，限制对远动信息的访问权限，以防止未授权的访问和操作。访问控制通常基于角色访问控制（RBAC）模型进行设计和管理。
加密技术
采用加密算法对传输的信息进行加密处理，以防止信息被非法获取和篡改。常见的加密算法包括对称加密算法（如AES）和非对称加密算法（如RSA）。
信息传输安全
可再生能源
利用可再生能源为信息传输设备和网络供电，减少对传统能源的依赖。
信息传输设备与网络的绿色化发展
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远动信息传输技术能够实时采集和传输电力系统的运行状态、设备参数、故障信息等数据，为状态监测与故障诊断系统提供全面的数据支持。通过分析这些数据，可以及时发现系统故障的征兆，预测故障的发展趋势，为运维人员提供决策支持，有助于及时采取措施排除故障，提高电力系统的稳定性和可靠性。
电力系统的状态监测与故障诊断
02
01
信息传输网络的结构与特点
所有节点都与中心节点相连，信息传输效率高，但中心节点故障可能导致整个网络瘫痪。
集中式拓扑
节点之间相互连接，无中心节点，具有较高的可靠性和灵活性。
分散式拓扑
节点按层次划分，每个层次内部采用分散式拓扑，层次之间采用集中式或分散式拓扑。
分布式拓扑
信息传输网络的拓扑结构
电力系统远动技术概述(ppt 66页)
第三章 电力系统远动技术
CAN： 是控制局域网络的简称，最早由德国的BOSCH公司推出，用于汽
车内部检测与执行部件之间的数据通信。其总线规范已被ISO国际标 准组织制订为国际标准。由于得到了Motorola, Inter, Philip, NEC等 公司的支持，他广泛应用于离散控制领域。 HART
经必要的电平匹配和隔离等以后，用三态门或并行口直 接取入数据
第三章 电力系统远动技术
3. 脉冲遥测量的采集
Rs Rb (baud ) log2 M
Rb Rs log2 M (bit / s)
如每秒钟传送2400个码元，则码元速率为2400 baud；当采用二进制时，信息速率为2400bit/s；若采 用四进制时，信息速率为4800bit/s。对于二进制，在 数值上波特率和比特率是相等的，但其意义是不同的
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 点与点之间建立的通信系统是通信的最基本形式，
其如下框图所示 。
信源
变换器
信道
反变换器
信宿
噪声源
第三章 电力系统远动技术
模拟通信和数字通信 (1) 模拟通信一般指的是信源发出的、信宿接收的和信
道传输的等都是模拟信号的通信过程或方式。 (2) 数字通信一般是指以数字信号的形式传输信号的系
1. 信息传输速率 数字信号由码元组成，定义单位时间传输的码元
数为码元速率Rs，单位为码元／s，又称波特(baud)， 简记为Bd，所以码元速率也称波特率。
定义单位时间传输的信息量为信息速率Rb，单位 为bit/s (比特／秒)，所以信息速率又称比特率。
第三章 电力系统远动技术
电力系统远动技术分析
信
信
息
源
源 M C编
S
码
译
受 信 者
码
码
1 信息源作用是把消息转换成信号输出。信源编码对信息源发出的模拟信号完成 A\D 转换， 得到对应的数字信号，这些信号与 S 中原有的数字信号进行编码。信道编码是按一定的规 则，在信息序列 m 中添加一些冗余码元，将信息序列 m 变成较长的二进制数字序列 c，称 它为码字。 2 信道编码是为了提高信息序列 M 的抗干扰能力，提高数字信号的信号传输的可靠性。 3 调制的作用是将用数字序列表示码字 C，变换成适合于在信道中传输的信号形式，送入 信道。 4 信道是信息传输的通道。 5 干扰分为随机干扰和突发干扰，随机干扰与前后码元无关，突发干扰：码字中某些码字 的错误具有相关性。 6 通信方式：单工，半双工，双工。SCADA 系统中远动信息采用双工和半双工 二、数字信号的质量 1 通信系统的质量指标主要是信号传输的有效性和信号传输的可靠性。信号传输的有效性是
电力系统远动技术分析
第一章 概述 1 远动的含义：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。 2 四遥：遥测、遥信、遥控、遥调。 3 遥测：应用远程通信技术，传输被测变量的值。
遥信：远程信号，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：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，对具有两个以上状态的运行设备进行控制的远程命令。 4 现代电力系统由发电厂、变电所、输配电线路和用电设备等组成，包括发电、输电、配 电和 3 用电四个环节。 5 电力系统调度中心的任务：一是合理地调度所属发电厂的出力，制定运行方式，从而保 证电力系统的正常运行安全、经济地向用户提供满足质量要求的电能。二是在电力系统发生 故障时，迅速排除故障，尽快恢复电力系统的正常运行。 6 遥测的信息：电量和非电量。电量如：电压、电流、功率，有功，无功，功率因数等， 非电量如：发电机温度，水库水位等。 7 遥控信息下达后必须进行返回校验。远动信息的传输方式，循环式和问答式 polling。 8 循环式：厂站自动向调度端周期性的传输测量的信息，对信道要求较低。问答式：调度 端向厂站发送查询命令，对信道要求较高，且保证有上下行信道。 9 远动信息的编码 规约规定：由远动信息产生的任何信息字都是由 48 位二进制数构成，即所有的信息字的位 数相同。其中前八位是功能码，最后八位是校验码，用 CRC 校验 10 校验码是信息字中用于检错和纠错的部分，他的作用是提高信息在传输过程中的抗信道 干扰能力。 11 问答式传输规约与循环式规约的不同，问答式传输规约中不同类型的报文，报文的总字 节数不同，即报文的长度不同，且报文长度的变化总是八位八位的增减，即八位八位的增加 或减少。 12 问答式传输规约中的报文，报头通常有 3----4 个字节，它指出进行问答的双方中 RTU 的地址、报文所属的类型、报文中数据的字节数、数据区表示报文要传送的信息内容，它的 字节数和字节中各位的含义随报文类型的不同而不同，且数据字节数是多少，由报文头中的 有关字节指出，校验码按照规约给定的某种编码规则，用报文头和数据的字节运算得到。 13 常用的远动信道 信道是信号传输时经过的通道。传输远动信息的通道称为信道。常用的信道有：专用有线信 道，复用电力线载波信道，微波信道，光纤信道，无线电信道等，信道质量的好坏影响信号 传输的可靠性。 14 专用有线信道需要架空明线或专用电缆，用作近距离传输。电力线载波信道，由于电力 线覆盖各个电厂和变电所等电业部门，不另外增加线路投资，且结构坚固，所以得到广泛的 应用。微波信道拥频率为 300MHz----300GHz 的无线电波传输信号，优点是频率宽，传输稳 定，方向性强，保密性好。光纤信道中的传输过程是发送端将电信号转变为光信号，让光信 号沿着光导纤维传输，接收端将光信号还原为电信号。光导纤维传输信号的工作频率高，光 纤通信具有信道宽，容量大，衰减小，不受外界电磁场干扰，误码率低等特点，它的性能较 好。无线电信道由发射机、发射天线、自由空间、接收天线和接收机组成。 信号的电磁波在自由空间中传输，因为他利用自由空间进行传输，不需架设通信线路，节约
电力系统远动技术
第三章电力系统远动技术第一节远动终端RTU概述一、RTU定义✧远动终端：电网调度自动化系统中安装在发电厂、变电站的一种具有四遥远动功能的自动化设备。
远动装置=远方终端=远动终端=RTU（RemoteTerminal Unit）。
✧RTU在电网调度自动化系统中具有重要的作用。
（系统结构：调度端SCADA/EMS＋远动信道＋厂站端RTU）。
二、RTU发展概述①60～70年代，硬件式远动装置：晶体管或集成电路构成的无触点远动装置WYZ或者数字式综合远动型远动装置SZY，均属于布线逻辑式远动装置，所有功能均由逻辑电路实现，现已经基本淘汰。
②80年代后，软件式远动装置：基于微机原理构成的远动装置（微机远动装置），功能由软件程序实现，具有功能强、可扩充性好、结构简单、稳定可靠等优点，得到普及应用。
三、RTU的功能概述远方功能：RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能。
①遥测（YC，Tele-measurement）：远程量测值。
RTU将采集到的厂站运行参数按规约传送给调度中心（上传）。
包括：P、Q、U、I、档位、温度等，容量达几十到上百个（路）。
另外还包括2类特殊YC：a)数字值（Digital Measured Value）：RTU以数字量的形式直接接收后上传。
如频率、水库水位等。
b)记数脉冲（Counter Pulse）：单独的采集（电路）板。
主要指RTU采集的反映电能量的脉冲记数。
容量可达几十路电度量。
②遥信（YX，Tele-indication, Tele-signalization）：远程状态信号。
RTU将采集到的厂站设备运行状态按规约传送给调度中心（上传）。
包括：断路器和隔离刀闸的位置信号、继电保护和自动装置的位置信号、发电机和远动设备的运行状态等。
容量达几十到几百个。
③遥控（YK，Tele-command）：远程命令。
调度中心发给RTU的改变设备运行状态的命令。
包括：操作厂站各电压回路的断路器、投切补偿电容器和电抗器、发电机组的启停等。
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。
远动技术的发展及变电站自动化系统的工作原理
远动技术的发展及变电站自动化系统的工作原理随着科技的不断进步和应用的广泛推广，远动技术的发展在电力系统中越来越重要。
远动技术通过传感器、控制器和通信网络等技术手段，实现了变电站的自动化运行和监控。
本文将探讨远动技术的发展历程以及变电站自动化系统的工作原理。
一、远动技术的发展历程远动技术起源于20世纪50年代，那时主要应用于远程测量。
随着电力系统规模的不断扩大和对安全可靠性要求的提高，远动技术逐渐发展壮大，并应用于控制、保护、运行管理等领域。
最初的远动技术主要通过有线电缆实现数据传输，但是受到布线困难、容量限制和可靠性低等问题的制约。
随着通信技术的快速发展，远动技术进入了新的发展阶段。
无线通信技术的出现解决了有线传输的问题，使远动技术的应用范围得到了进一步拓展。
同时，数字化技术、互联网技术以及物联网的普及，也为远动技术的发展提供了更加广阔的空间。
二、变电站自动化系统的工作原理变电站自动化系统是远动技术在电力系统中的一个重要应用。
它通过各种控制设备和监控装置，实现对变电站设备的远程监控、检修、控制和自动调度等功能。
在变电站自动化系统中，传感器是关键设备之一。
它能够感知、采集变电站各个设备的运行状态和相关参数，并将数据传输给控制器。
控制器根据接收到的数据进行分析和判断，并根据预设的控制策略发出相应的指令。
指令传输到各个设备执行后，变电站的运行状态便得到了调整和控制。
变电站自动化系统中的通信网络起到了承载数据传输的重要作用。
传统上，有线通信网络主要采用光纤或者电缆进行数据传输。
而近年来，随着无线通信技术的发展和应用，无线通信网络也逐渐成为自动化系统中的一种选择。
无线通信网络具有布线简便、容量大、覆盖范围广等优点，能够满足变电站自动化系统对数据传输的要求。
在自动化系统中，监控装置是对变电站运行状态进行实时监测和分析的重要设备。
通过监控装置，操作人员可以直观地了解变电站的运行情况，并根据情况做出相应的调控和管理。
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二 数据通信系统
发电厂
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二 数据通信系统
变电站
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11
二 数据通信系统
电网
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二 数据通信系统
一、模拟通信系统与数字通信系统
通信时要传输的消息是多种多样的，所有不同的消息 可以归结为两类，一类称作模拟消息，另一类称作离 散消息。
一 电力系统远动的功能
电力系统调度中心的任务 一是合理地调度所属各发电厂的出力，制定运行方式， 从而保证电力系统的正常运行，安全经济地向用户提供 满足质量要求的电能; 二是在电力系统发生故障时，迅速排除故障，尽快恢复 电力系统的正常运行。
为此，调度中心必须随时了解发电厂及变电所的实时运行 参数及状态，分析收集到的实时数据，作出决策，再对发 电厂及变电所下达命令，实现对系统运行方式的调整。
器输入端之间的所有设备以及传输媒质。对数字通信
系统是指从调制器输入端到解调器输出端之间的所有
设备以及传输媒质。前者也称作调制信道，它传输模
拟信号。后者也称作编码信道，它传输数字信号。
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15
二 数据通信系统
任何一个通信系统，当信号在信道中传输时，都不可 避免地会受到各种噪声的干扰。噪声是信号在传输过 程中所受到的各种各样干扰信号的总称。
概述
在电力调度自动化系统中，信息传输是一个 非常重要的环节各厂站的各种实时信息要上 传给调度中心，调度中心发出的各种调度指 令要下达给各长站。这样的信息交换时刻都 在进行着。信息传输环节必须做到准确可靠， 否则电力系统的调度自动化就无法实现。
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一 电力系统远动的功能 二 数据通信系统 三 远动信息及传输模式 四 差错控制编码
脉冲调制的载波信号是脉冲信号，一般选用矩形脉冲。
按调制信号的不同，无论连续波调制还是脉冲调制， 都可以包含模拟调制和数字调制两种调制方式。
模拟调制的调制信号是连续变化的模拟量。 数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ调制的调制信号是离散的数字量。
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三 远动信息及传输模式
一、远动信息内容
远动的遥测、遥信、遥控和遥 调功能，通过传送远动信息实 现。
按噪声对信号的干扰形式可以把噪声分为加性噪声和 乘性噪声。
乘性噪声是依赖于信号存在的，当信道中没有信号时， 它也随之消失。
加性噪声是独立存在的，与信道内有无信号无关，它以 叠加的形式干扰信号。
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二 数据通信系统
调制就是用待传输的基带信号去控制高频正弦波或周 期性脉冲信号的某个参数，使它按基带信号变化。通 常把基带信号称为调制信号；被调制的高频正弦波或 周期性脉冲信号称为载波，它起着运载基带信号的作 用；调制后得到的信号称为已调信号。
调制就是为了使信号便于传输、减少干扰和易于放大， 使一种波形(载波)参数，按另一种信号波形(调制波)变 化的过程。
解调就是从调制的载波信号中将原调制信号复原的过 程。
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17
二 数据通信系统
按所用载波信号的不同，调制可以分为两类，即连续 波调制和脉冲调制。
连续波调制的载波信号是连续波形，通常选用高频正弦 波。
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第一节 电力系统远动的功能
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。
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第一节
电力系统远动的功能
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在电能生产中，总是需要 多少就生产多少，必须随 时保证生产和消费之间的 功率平衡。为了使发电、 供电等环节随时跟踪用电 负荷的变化，并保证对用 户的供电质量，同时提高 电力系统运行的安全性和 经济性，电力系统中除配 备必要的自动装置外，还 设有国家调度、大区网调、 省级调度和地区调度等各 级调度中心，由它们监视 控制发电、输电和配电网 的运行情况。
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二 数据通信系统
二、信道与噪声
信道是任何通信系统中不可缺少的部分。对于信道一 般有两种定义：狭义信道和广义信道。
狭义信道仅指信号传输的媒质。它可以是有线信道， 如电线、电缆、光纤等，也可以是无线信道，如自由 空间、电离层等。
广义信道对模拟通信系统是指从调制器输出端到解调
这些都是随时间作连续变化的模拟量。
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三 远动信息及传输模式
遥信信息包括发电厂、变电所中断路器和隔离开 关的合闸或分闸状态，主要设备的保护继电器动 作状态，自动装置的动作状态，以及一些运行状 态信号
如厂站设备事故总信号、发电机组开或停的状 态信号、远动及通信设备的运行状态信号等。
模拟消息也称连续消息，它是指消息的状态是连续变 化的。
如亮度连续变化的图象、强弱连续变化的语音。
离散消息也称数字消息，它是指消息的状态是可数的 或离散型的。
比如数据、符号等。
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二 数据通信系统
数字通信系统中的原始消息经信源编码和信道编码之 后，变换成信息信号，也称调制信号。在数字通信系 统中，调制信号是数字基带信号。数字基带信号经调 制器调制后输出，同样称作已调信号或信道信号。
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第一节 电力系统远动的功能
遥信即远程指示，远程信号 (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。
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第一节 电力系统远动的功能
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。
远动信息包括遥测信息、遥信 信息、遥控信息和遥调信息。
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三 远动信息及传输模式
遥测信息传送发电厂、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。
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第一节 电力系统远动的功能
远动(telecontrol)的含义 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。 遥测、遥信、遥控、遥调
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第一节 电力系统远动的功能
遥测即远程测量(telemetering) : 应用远程通信技术，传输被测 变量的值。