淺談電力系統(tǒng)遠動終端rtu方案的設計 2

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1、淺談電力系統(tǒng)遠動終端RTU方案的設計摘要：電力遠動終端RTU系統(tǒng)是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心部分，是計算機、數(shù)據(jù)信息通信、狀態(tài)自動檢測等技術相互協(xié)調(diào)配合形成的能夠?qū)﹄娏┡潆姼鳝h(huán)節(jié)進行實時監(jiān)視和控制的綜合智能操作系統(tǒng)。在分析電力特性參數(shù)測量和計算方法的基礎上，對電力遠動終端RTU系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)進行詳細的分析總結(jié)。電力遠動終端RTU大大提高電力系統(tǒng)自動化調(diào)度與管理水平，保障供配電系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行。關鍵詞：電力系統(tǒng)；遠動終端RTU；交流采樣電力系統(tǒng)遠動終端把電網(wǎng)中分布在不同區(qū)域的發(fā)電廠、輸電線路、變電站等聯(lián)合成一個有機整體，進行統(tǒng)一的電力生產(chǎn)和調(diào)度分配

2、[1]。電力系統(tǒng)調(diào)度運行中心可以實時根據(jù)系統(tǒng)中電力負荷特性動態(tài)調(diào)節(jié)各發(fā)電廠、各分支線路、各終端變配電設備的運行工況，以統(tǒng)一調(diào)度實現(xiàn)電力系統(tǒng)高效經(jīng)濟的運行，達到無人(或少人)值守的綜合自動化調(diào)度運行的目的。遠動終端RTU應用數(shù)據(jù)信號遠程通信監(jiān)控技術實時對電力系統(tǒng)中各運行電氣設備的運行狀態(tài)和T況特性進行動態(tài)監(jiān)視和操控，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度中心對電氣設備進行遙信、遙測、遙控、遙調(diào)的“四遙”功能。1電力特性參數(shù)的測量1．1交流采樣技術電力運行特性電參量的采樣方法包括直流采樣和交流采樣兩種基本方法。直流采樣技術由于在特性參量數(shù)據(jù)采集過程中容易受到外部干擾產(chǎn)生巨大

3、的誤差，同時該方法在采樣數(shù)據(jù)精度、實時性、穩(wěn)定性等方面都很難滿足現(xiàn)代智能遠程自動化監(jiān)視和控制的需求，而交流采樣技術可以按照一定的數(shù)學運行邏輯動態(tài)采集被測電參量的瞬時數(shù)據(jù)信息，并通過對應的DSP數(shù)據(jù)處理單元獲得準確的數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中各變配電設備的遠程監(jiān)視和控制。1．2頻率值測量頻率是電能質(zhì)量水平衡量的一個重要參數(shù)指標。頻率數(shù)據(jù)信號是通過動態(tài)采集系統(tǒng)中的電壓信號后然后利用對應的邏輯運算轉(zhuǎn)換而來。信號采集電路在獲得系統(tǒng)中電壓互感器二次側(cè)遠傳過來的實時電壓信號后，就會先將信號經(jīng)過低通濾波器進行高次干擾信號剔除，然后將過濾后的電壓信號送人到信號比較

4、電路中與系統(tǒng)預設電壓基準值進行比較后形成對應的方波信號數(shù)據(jù)，通過Ds瞰據(jù)處理單元實時分析判斷就能獲得系統(tǒng)實時的頻率信號f的值，其具體表達式可以表示為：f==式(1)中，data--為系統(tǒng)所采集到的相臨兩次負跳變間DSP信號數(shù)據(jù)值(data，data，)之差。1．3系統(tǒng)實時電流和電壓值測量電力系統(tǒng)中的電流和電壓值均具有周期波動特陛，為了獲得電流和電壓的瞬時分量值，采用傅里葉變換將瞬時電流f(力和電壓“(f)值轉(zhuǎn)換成由直流基準分量和各次傅立葉級數(shù)兩部分共同組成，其具體表達式為：(2)i(t)=I+u(t)=U+式(2)中，I，U，一分別為電力系統(tǒng)中電流

5、和電壓的直流分量;k為第k級分量。2電力系統(tǒng)遠動終端RTU系統(tǒng)2．1系統(tǒng)邏輯拓撲結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中各電氣設備的狀態(tài)和運行工況特性的實時監(jiān)測和控制，需要將現(xiàn)場電氣設備的狀態(tài)信號和控制信號通過信號測量模塊按照交流測量方法進行分析轉(zhuǎn)換后形成對應的信號數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)通信通道傳輸?shù)竭h方的調(diào)度中心，便于調(diào)度運行管理人員進行統(tǒng)一電能分配調(diào)度，其基本的邏輯工作拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。2．2信號測量模塊從圖1可知，信號測量模塊主要對電力系統(tǒng)中各現(xiàn)地單元進行實時信號的采集，并通過檢測模塊內(nèi)部的DSP數(shù)據(jù)處理單元按照前面所述的交流采樣信號轉(zhuǎn)換關系轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)實時的電

6、參量數(shù)據(jù)信息。信號測量模塊還可以將遠方調(diào)度中心發(fā)出的調(diào)度命令轉(zhuǎn)換成對應的控制信號直接作用在各執(zhí)行機構(gòu)上完成對現(xiàn)地電氣設備的遠程控制。2．3通信主控模塊從RTU總體設計的要求考慮，可以把通信主控模塊分為CAN總線接口、并串數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、可視化人機互通界面、掉電數(shù)據(jù)保存等多個部分，其具體邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示：1)CAN總線接口。CAN總線是電力系統(tǒng)遠動終端RTU進行數(shù)據(jù)信息通信的主干網(wǎng)絡，采用分散分布邏輯拓撲結(jié)構(gòu)可以實時采集安裝在不同位置電氣設備的動態(tài)信息。CAN總線接口主要實現(xiàn)通信主控模塊與CAN總線進行實時通信獲得遠程信號測量模塊所采集到的實時信號數(shù)據(jù)，

7、并經(jīng)內(nèi)部DSP數(shù)據(jù)處理單元轉(zhuǎn)換成對應的數(shù)據(jù)信號傳輸給遠方調(diào)度中心，供運行人員制定相應的調(diào)度計劃。2）并一串數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)所采集到的實時信號需要通過并一串數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元將各類數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)，然后供超遠距離或有內(nèi)部局域網(wǎng)，可采用網(wǎng)絡傳輸方式，通過網(wǎng)絡傳輸線傳輸監(jiān)控視頻信號和控制信號，利用網(wǎng)絡監(jiān)控軟件對監(jiān)控信號進行監(jiān)控，但由于受網(wǎng)絡帶寬和視頻壓縮比的限制，圖像效果難于確保。監(jiān)控點多、點位分散、傳輸距離較近的廠礦，由于存在較嚴重的擾源，宜采用“一線通”傳輸方式。這樣，可大大減少電纜使用量，節(jié)約經(jīng)費開支。監(jiān)控點較多且分散、傳輸距離遠、具

8、有相對獨立性的室外監(jiān)控系統(tǒng)，考慮其室外特點，氣候、環(huán)境復雜、易遭雷擊等受外界影響較大，宜選用光纜傳輸方式。3光纜傳輸?shù)奶攸c