基于IP技術的電力系統(tǒng)遠動技術研究

電力系統(tǒng)的遠動裝置在國內外發(fā)展日益迅速，對我國的經濟發(fā)展帶來了很大的促進作用。該文對電力系統(tǒng)遠動裝置概述、在國內外發(fā)展情況，以及基于IP技術的電力系統(tǒng)遠動技術進行了研究。希望本文的研究能為我國的電力系統(tǒng)遠動裝置的發(fā)展帶來一定的啟示和作用。

一、電力系統(tǒng)遠動裝置概述

現(xiàn)代電力系統(tǒng)通常都是由用戶設備、輸配電線路、發(fā)電廠以及變電所等組合而成。它還包括了四個具體環(huán)節(jié)，為用電、配電、發(fā)電和輸電。也就是電能從自出生產一直到最終消費的一系列流程?？梢哉f，電能是一種十分難以儲存的資源，所以說，在整個生產過程當中，生產的數(shù)量就是需要的數(shù)量。

而且要確保消費與生產總量之間的功率平衡。但是，由于電負荷是由千家萬戶的家用電器以及各個工廠的用電設備組合而成，這些設備的啟用和停用都是隨機的，所以導致電負荷時刻都處于變化狀態(tài)之中。為了提高電力系統(tǒng)運行的經濟性與安全性，確保對用戶的供電質量，令供電和發(fā)電等環(huán)節(jié)能夠適應電負荷的變化狀態(tài)，除了必要的自動裝置外，電力系統(tǒng)中還設有地區(qū)調度、省級調度、大區(qū)調度以及國家調度等不同級別的調度中心，由他們來監(jiān)視配電網(wǎng)、控制發(fā)電以及輸電的運行情況。

通常，調度中心的主要任務有兩個方面：倘若電力系統(tǒng)發(fā)生故障，那么應盡可能的在短時間內排出故障，解決相關問題，迅速恢復正常的運行狀態(tài)，確保供電質量的安全性和經濟型。 不僅如此，調度中心還應該時刻掌握變電所或者是發(fā)電廠的狀態(tài)和運行參數(shù)，及時對搜集整合的信息進行分析;同時對調度中心和發(fā)電廠下達命令，不斷調整系統(tǒng)的運行方式。

一般情況下，調度所和變電所與發(fā)電廠之間大概有幾十公里的距離。通過安裝在各個廠站段與調度中心的遠動裝置來完成系統(tǒng)調度任務。廠站端將遙信信息與遙測信息通過遠動裝置傳送至調度中心，將信息顯示在模擬屏或者是顯示器上，令調度員在任何時刻都能看到系統(tǒng)的運行方式與運行參數(shù)，有效監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。調度員在特殊情況下可以在調度中心完成遙調命令或者是遙控命令。這些命令在傳送到廠站之后，實現(xiàn)對發(fā)電機額處理進行條件或者是自行操作某些開關等?？梢姡陔娏ο到y(tǒng)當中應用遠動技術，能夠令調度員在情況特殊時在調度中心借助遙信功能與遙測功能，對遠方設備的運行狀況進行監(jiān)視和控制?？梢哉f，良好的電力系統(tǒng)確保了其在運行狀態(tài)下良好的電能質量以及經濟性和可靠性。

二、電力系統(tǒng)遠動裝置在國內外發(fā)展情況

從40年代初期，部分西方發(fā)達國家或地區(qū)就已經應用電力系統(tǒng)遠動技術服務人類了。截止到目前，已經實現(xiàn)電力系統(tǒng)調度綜合自動化，許多變電站或者是調度中心在無人值守的情況下能夠自行工作。從50年代初期，我國開始推廣電力系統(tǒng)遠動技術，目前已經得到了廣泛的應用。這些終端裝置的應用，有效確保了電力運行質量的安全性和經濟性，提高了調度的質量與靈活性，不僅如此，還降低了處理故障額時間，縮小了故障范圍，從而減少了因停電帶來的經濟損失。截止到目前，遠動技術不僅是電力系統(tǒng)的重要措施，還是確保電力系統(tǒng)得以安全運行的有效手段。

隨著我國經濟體制及電子信息技術的快速發(fā)展，微機遠動裝置取代了傳統(tǒng)的遠動裝置，網(wǎng)絡遠動方式取代了以往一點對多點一級點對點系統(tǒng)結構。由此可見，遠動技術發(fā)展速度極快。

組合邏輯式遠動方式。在1985年以前，我國大部分電力系統(tǒng)采用組合邏輯式遠動方式，具有操作簡單、且裝置簡單的特點。硬件構成分為晶體管式以及電磁式，現(xiàn)如今被集成電路元件式所取代。在設計之前，應制定出切實可行的設計方案，按照設計圖走線，控制裝置各個部分按時工作，所以不能隨意拓展裝置功能。

一般情況下，傳送遠動信息可以采用微波接力無線通道、特高頻無線通道以及電力線高頻載波通道等等。在兩者相距比較近時，能夠實現(xiàn)與其他有線通信線路復用，把遠動信息轉換為交流電額頻率或者是直流電額急性與幅值完成傳送工作。

微機遠動方式。隨著計算機網(wǎng)絡技術的提高，以及大規(guī)模集成電路的推廣和發(fā)展，開始投入關于計算機遠動裝置。早期主要將板級設計與片級設計當作微程序化遠動裝置系統(tǒng)的主體，一直發(fā)展到80年代末期，真正的計算機遠動系統(tǒng)與微機遠動裝置技術才開始大規(guī)模的應用和推廣。微機的遠動裝置中，信息控制單元和數(shù)據(jù)儲存和中央處理單元CPU都是采用集成電路組合而成的，并非獨立制造，隸屬于軟件化的遠動裝置。

部分西方國家將微機的遠動裝置稱之為數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)或者是遠方監(jiān)視控制系統(tǒng)。遠方監(jiān)視系統(tǒng)的主要以計算機為基礎，在調度中心安裝主監(jiān)控機，利用主監(jiān)控機對廠站的終端裝置進行監(jiān)控。在部分發(fā)達的西方國家，遠方監(jiān)控系統(tǒng)已經應用在變電站、地下電網(wǎng)調度中心以及輸電系統(tǒng)當中，具有投資小、易于擴展、可靠性高且體積便攜等特點。

三、基于IP技術的電力系統(tǒng)遠動技術

近年來，社會經濟體制發(fā)函迅速，隨著國家電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展與建設以及廠站自動化水平的提高，以往常規(guī)的遠動系統(tǒng)即將要被通信、網(wǎng)絡、控制、計算機和保護等技術所取代，尤其是基于IP技術的電力遠動系統(tǒng)，受到人們的高度關注。

IP技術是基于傳輸控制協(xié)議、CP/IP的分組/包傳輸、交換技術與網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)技術之上，實現(xiàn)調度中心和廠站的通信目的。TCP/IP協(xié)議無關于底層協(xié)議與通信媒體，分別定義于網(wǎng)絡層與傳輸層，所以即使信道的類型不同，也可以應用。但是對遠動系統(tǒng)也具有一定的要求，如下：采用實時性協(xié)議與保證QOS、能夠方便容納兩層協(xié)議、能夠識別所有的終端設備，以及具有獨一無二的IP地址。一般在設計通信系統(tǒng)時，可考慮將資金狀況與實際情況兩者相結合構建的混合通信網(wǎng)。不僅能夠統(tǒng)一企業(yè)的控制網(wǎng)與信息網(wǎng)，還能滿足控制系統(tǒng)不同層次的不同要求。

在電力系統(tǒng)當中，基于IP技術的監(jiān)控方式發(fā)展前景十分廣闊，截止到目前，雖然并未形成一定的規(guī)模，但是因為經濟體制的發(fā)展以及高科技技術水平的提高，可以預見其市場潛力十分深遠。