電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)和信息

第三章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

3-1電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容一、采集電力系統(tǒng)信息并傳送到調(diào)度所RTU信道調(diào)度所電力系統(tǒng)主結(jié)線電力設(shè)備的參數(shù)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行結(jié)構(gòu)〔YX〕運(yùn)行參數(shù)〔YC〕確定靜態(tài)信息動(dòng)態(tài)信息1整理課件1、遠(yuǎn)動(dòng)裝置傳來的信息存在的問題〔1〕有錯(cuò)誤〔檢錯(cuò)，糾錯(cuò)〕無法保證不出錯(cuò)〔2〕精度不高〔YC數(shù)據(jù)〕：a)數(shù)據(jù)在采集加工環(huán)節(jié)往往經(jīng)過屢次轉(zhuǎn)換；b)數(shù)據(jù)不相容性：順序采樣易實(shí)現(xiàn)；同時(shí)采樣最科學(xué)不易實(shí)現(xiàn)?！?〕不齊全：a)沒傳〔只傳主要參數(shù)〕；b)現(xiàn)有技術(shù)手段無法獲得〔如變電站母線電壓相角〕。2、信息處理的內(nèi)容〔1〕發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和信息；〔2〕提高數(shù)據(jù)精度；〔3〕補(bǔ)齊缺少的數(shù)據(jù)。0000H1000H二、對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置采集的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理以上〔1〕、〔2〕、〔3〕是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化功能的一局部，稱為電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)〔檢錯(cuò)與識(shí)別、加權(quán)最小二乘估計(jì)〕2整理課件三、作出調(diào)度決策

是否需要進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，如何進(jìn)行調(diào)節(jié)控制四、將調(diào)度決策送到電力系統(tǒng)去執(zhí)行

五、人機(jī)聯(lián)系六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能1、電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制；3、電力系統(tǒng)平安分析和平安控制；5、電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化；7、電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制；9、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制；2、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)；4、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制；6、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)；8、電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動(dòng)控制；10、電力系統(tǒng)負(fù)荷管理。3整理課件1、硬件遠(yuǎn)動(dòng)裝置的構(gòu)成及原理

可靠性要求：YK、YT>YC、YX調(diào)制器發(fā)送機(jī)信道抗干擾編碼器遙測(cè)遙信編碼器模數(shù)轉(zhuǎn)換器變送器遙測(cè)量接收機(jī)解調(diào)器遙測(cè)遙信分路器抗干擾譯碼器遙信顯示遙測(cè)顯示遙信量通信系統(tǒng)傳輸途徑廠、站發(fā)送端調(diào)度所接收端遙信、遙測(cè)原理框圖3-2遠(yuǎn)動(dòng)和信息傳輸設(shè)備的配置及功能一、遠(yuǎn)動(dòng)裝置的配置〔一〕電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)〔PowerSystemTelemechanics〕簡介硬件遠(yuǎn)動(dòng)裝置微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置4整理課件2、微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)的構(gòu)成RTU、MS組成：微機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)功能軟件遙調(diào)、遙控原理框圖調(diào)制器發(fā)送機(jī)信道抗編干碼擾器接收機(jī)解調(diào)器同步干擾傳輸途徑廠、站接收端調(diào)度所發(fā)送端遙控命令編碼遙調(diào)命令編碼遙控命令復(fù)合時(shí)序部件抗譯干碼擾器數(shù)碼寫入寄存器遙控命令寄存器遙調(diào)命令寄存器遙控執(zhí)行遙調(diào)執(zhí)行同步時(shí)序部件5整理課件兼容方式〔CDT-Poling,C-P〕：循環(huán)與問答兼容。3、遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸方式〔一〕電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)簡介循環(huán)式〔CyclicDigitalTransmission,CDT〕：以廠站RTU為主，周期采樣，以約定順序發(fā)送。問答式〔Polling〕：以調(diào)度端為主，調(diào)度端發(fā)出查詢〔召喚〕命令，廠站端接收命令并執(zhí)行。6整理課件1、遠(yuǎn)動(dòng)主控機(jī)〔調(diào)度端機(jī)〕MS傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置：主站內(nèi)1：1居多采用微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)后：1：N終端機(jī)數(shù)量多時(shí)：2：N大中型調(diào)度所〔電網(wǎng)總調(diào)和省調(diào)〕：M>=2功能：“四遙〞2、遠(yuǎn)動(dòng)終端機(jī)〔廠站端機(jī)〕RTU廠站內(nèi)功能：信息采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu)〔二〕遠(yuǎn)動(dòng)裝置的配置及功能按調(diào)度端與廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置數(shù)量關(guān)系分類：1：11：NM：N〔通常M=2〕7整理課件例：S1~S6：6座梯級(jí)水電廠在S4內(nèi)設(shè)梯級(jí)調(diào)度所，安裝一套TFSS1(RTU1)S2(RTU2)S3(RTU3)S4(RTU4)S5(RTU5)S6(RTU6)TFS上級(jí)分為調(diào)度端轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)和廠站轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)：一般只用做單向轉(zhuǎn)發(fā)，即只發(fā)YC、YX或只發(fā)YK、YT只是在滿足RTU功能的根底上增加轉(zhuǎn)發(fā)功能3、遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)〔TransformationStation,TFS〕應(yīng)用場(chǎng)合：1.梯級(jí)水電廠2.火電廠群3.樞紐變電站〔電壓等級(jí)多〕三個(gè)功能：

a)第4個(gè)梯級(jí)水電廠的RTU；b)6個(gè)梯級(jí)水電廠的主控機(jī)；c)向上一級(jí)調(diào)度所的主控機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)信息。8整理課件〔三〕電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)傳輸?shù)闹饕畔鬟f方向類別信息名稱廠站端下級(jí)調(diào)度中心調(diào)度端控制中心

遙測(cè)信息線路（包括聯(lián)絡(luò)線）潮流（有功、無功功率）或電流變壓器潮流（有功、無功功率）或電流發(fā)電機(jī)（發(fā)電廠）的出力（有功、無功功率）負(fù)荷的有功無功功率母線（電壓控制點(diǎn)）電壓變壓器分接頭位置頻率（每一可能解列成獨(dú)立系統(tǒng)的部分）功率角水庫水位氣象信息（溫度雨量等）遙信信息斷路器合、分狀態(tài)隔離開關(guān)的合、分狀態(tài)繼電器和自動(dòng)裝置動(dòng)作狀態(tài)發(fā)電機(jī)組開、停狀態(tài)發(fā)電機(jī)的出力上、下限，變壓器分接頭上、下限等設(shè)備狀態(tài)其他時(shí)間順序記錄和各種報(bào)表轉(zhuǎn)發(fā)廠站送來的信息對(duì)時(shí)信號(hào)廠站端設(shè)備的某些限值數(shù)據(jù)和可變參數(shù)調(diào)度控制中心要求執(zhí)行任務(wù)的工作結(jié)果9整理課件傳遞方向類別信息名稱調(diào)度端控制中心

廠站端下級(jí)調(diào)度中心遙控信息斷路器操作命令隔離開關(guān)操作命令發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)和停止的操作命令接入和切除并聯(lián)電容器、電抗器等的操作命令遙調(diào)信息發(fā)電機(jī)（發(fā)電廠）有功出力的給定值發(fā)電機(jī)（發(fā)電廠）無功出力的給定值變壓器分接頭值

其他對(duì)時(shí)信號(hào)索取和查詢各種信息命令廠站遠(yuǎn)方診斷所需的信息廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置軟件的某些控制和計(jì)算所用參數(shù)〔三〕電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)傳輸?shù)闹饕畔?0整理課件四、信息傳輸系統(tǒng)在電力載波通訊中的應(yīng)用在電力微波載波通訊中的應(yīng)用電力調(diào)度中心與各個(gè)變電站聯(lián)接網(wǎng)〔一〕遠(yuǎn)動(dòng)通信〔數(shù)據(jù)電路〕有線通信：電力網(wǎng)，網(wǎng)以太網(wǎng)光纖網(wǎng)微波通信：地面、衛(wèi)星信路：11整理課件話路頻率范圍：遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)遠(yuǎn)動(dòng)與載波電話復(fù)用電力載波的信息傳輸系統(tǒng)圖ABCABC四、信息傳輸系統(tǒng)〔一〕遠(yuǎn)動(dòng)通信1、遠(yuǎn)動(dòng)與載波復(fù)用電力載波通道載波機(jī)調(diào)制解調(diào)載波機(jī)調(diào)制解調(diào)12整理課件線路阻波器線路阻波器是串聯(lián)在電力輸電線上的重要設(shè)備，它為利用電力線傳送高頻保護(hù)和載波系統(tǒng)的分流信號(hào)構(gòu)成通道；阻止高頻信號(hào)向不需要的方向傳送，并抑制變電站對(duì)載波系統(tǒng)的分流影響，同時(shí)正常地轉(zhuǎn)送工頻電流〔對(duì)高頻載波電流阻抗很大，對(duì)工頻電流阻抗很小〕。13整理課件2GHz電力系統(tǒng)微波傳輸主干線8GHz分支線11GHz近距離的局部系統(tǒng)微波信息傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖2、無線通信50m高微波塔覆蓋50km，頻率范圍300MHz~300GHz14整理課件電力調(diào)度用微波塔微波中繼通訊示意圖微波反射板15整理課件衛(wèi)星通訊示意圖微波通訊-衛(wèi)星中繼16整理課件優(yōu)點(diǎn)：a)可利用的頻帶寬通信量大；b)抗電磁干擾能力強(qiáng)；c)通信道兩端實(shí)現(xiàn)完全電隔離；d)損耗小中繼距離長；e)容易多根敷設(shè)。3、光纖通信架空或地下電纜，用銅、鐵、鉛線做傳輸媒質(zhì)，多用于地區(qū)通信或短距離通信樞紐站間。4、架空明線或電纜傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信息17整理課件〔3〕多點(diǎn)星型MSMSRTU專用傳輸鏈路MS任一時(shí)刻只允許一個(gè)被控站與主站傳遞數(shù)據(jù)；主站可選擇一個(gè)子站或發(fā)送全局報(bào)文MSMSRTU主站同時(shí)與各子站交換數(shù)據(jù)〔二〕遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)的根本類型〔1〕點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置〔2〕多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)假設(shè)干遠(yuǎn)動(dòng)站點(diǎn)通過通信線路連接成的網(wǎng)絡(luò)稱遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)18整理課件實(shí)際應(yīng)用中可以幾種方法相互結(jié)合，形成混合配制MSMS每個(gè)RTU有兩個(gè)通道這種方式比較可靠〔4〕多點(diǎn)共線配置〔5〕多點(diǎn)環(huán)形配置〔二〕遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)的根本類型19整理課件〔三〕信息傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)1、可用率只要能完成根本功能即可信息傳輸系統(tǒng)的可用率>調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可用率2、誤碼率即10萬個(gè)二進(jìn)制碼出現(xiàn)一個(gè)誤碼20整理課件波特率：碼元傳輸速率比特率：比特〔bit〕，比特率〔bit/s〕對(duì)應(yīng)信息傳輸速率二進(jìn)制中波特與比特含義相同低速：300、600〔Bd、bit〕高速：900、1200、2400、4800、9600碼元二進(jìn)制0、1十六進(jìn)制0~F單位時(shí)間內(nèi)傳送的碼元〔采用二進(jìn)制碼元時(shí)為0或1〕的個(gè)數(shù)稱為波特〔Bd〕〔三〕信息傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)3、傳輸速率電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化要求：RTU與調(diào)度中心信息傳輸速率：600~1200bit/s遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間信息傳輸速率：1200~9600bit/s21整理課件〔四〕通信規(guī)約遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約分為循環(huán)式〔CDT〕、問答式〔Polling〕兩種四、信息傳輸系統(tǒng)通訊規(guī)約是指RTU等數(shù)據(jù)采集終端輸出或輸入的數(shù)據(jù)幀格式，即發(fā)送方和接收方通訊所共同遵守的規(guī)那么和約定遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的制定，有助于各個(gè)制造廠制造的遠(yuǎn)方終端設(shè)備可以接入同一個(gè)平安監(jiān)控系統(tǒng)。尤其在調(diào)度端(主站端)采用微型機(jī)或小型機(jī)作為平安監(jiān)控系統(tǒng)的前置機(jī)的情況下，更需要統(tǒng)一規(guī)約，使不同型號(hào)的設(shè)備能接入同一個(gè)平安監(jiān)控系統(tǒng)。它還有助于制造設(shè)備的工廠提高工藝質(zhì)量，提高設(shè)備的可靠性，因而提高整個(gè)平安監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。22整理課件循環(huán)式〔CDT〕通信規(guī)約〔四〕通信規(guī)約四、信息傳輸系統(tǒng)同步字控制字信息信息同步字一定有一定有不一定有幀長（可固定，可變化）由系統(tǒng)規(guī)模定第一幀信息第二幀信息〔1〕幀結(jié)構(gòu)要求循環(huán)往復(fù)不停頓地傳送信息。傳送信息的內(nèi)容在受到干擾而拒受以后，在下一幀還可以傳送，喪失的信息還可以得到補(bǔ)救，保護(hù)性措施可以降低要求。23整理課件〔2〕字結(jié)構(gòu)常用的字結(jié)構(gòu)有〔48，40〕，〔40，32〕，〔32，24〕可用性較好的碼字以〔48，40〕為例：EBH90HEBH同步字：控制字節(jié)幀類別幀長源地址目的地址監(jiān)督字節(jié)校驗(yàn)控制字：控制字節(jié)的前四位用“1”或“0”來代表其后面的幀類別、幀長、源地址和目的地址是否有內(nèi)容幀類別：61H代表重要遙測(cè)幀（A幀）C2H代表一般遙測(cè)幀（B幀）功能碼信息1信息2信息3信息4監(jiān)督碼信息字：256種功能時(shí)間字、遙測(cè)字、通信字、時(shí)間記錄字、水位字、頻率字、電度字8位90HEBH90H8位24整理課件〔四