电力系统远动原理及技术第三章2014
第三章微机远动系统3
②对事故和事件信息进行优先传送。该功能加强了 调度自动化系统在电网监视过程中对突发事件的快 速反应能力。也就是说，不管RTU当前正在处理什 么工作，只要一旦发现系统有事故或事件发生，就 应立即停止现行工作，把事故或事件信息迅速发送 到调度端。 ③接收调度端下发的命令并执行命令。该功能是调 度自动化系统提供给电网管理的又一技术措施。它 主要是能够接收遥控操作命令，并执行命；另外， 还能接收调度端下发的各种召唤命令、对时命令、 复归命令等，对有些命令的执行还要将执行结果汇 报给调度端。例如，断路器的分、合闸；无功补偿 设备的投入和切除，进行有功、无功的调节，有载 调压等操作。
当然，不论是单CPU的还是多CPU的远动终端， 其所要完成的功能遥控、遥调）功能以外，还应完 成电能（脉冲量）采集、远程通信、当地功能（键 盘输入、显示输出）等。远动终端的硬件结构通常 是按RTU所需完成的功能进行设计，框图如图3－2 所示。图中，RTU的硬件结构主要由七大部分组成： 遥信、遥测、遥控、遥调、电能、键盘显示和通信。 各部分均可带有CPU，组成特定功能的智能模板。 每一种功能模板所处理的信息量是一定的，当信息 量较大时可用多块功能模板。各模板之间的数据交 换是通过外部总线完成，外部总线可以是并行总线， 也可以是串行总线。
近些年，随着网络技术的发展，变电站自动化 技术从集中式向分布式发展，变电站二次设备不再 出现常规功能装置重复的 I／O现场接口，能够通过 网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装 置变成了逻辑的功能模块。以太网技术正被广泛引 入变电站自动化系统过程层的采集、测量单元和间 隔层保护、控制单元中，构成基于网络控制的分布 式变电站自动化系统，系统的通信具有实时性、优 先级、通信效率高等特点。所以厂站端的远动装置 功能逐渐利用网络技术，通过逻辑的功能模块来实 现，是远动装置的发展方向。
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
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。
电力系统远动原理及技术
显然，这个编码方式下，码的最小距离 为1。即dmin=1。无检错、纠错能力
验证：无论哪个码字受到干扰，都将变 为另一个码字，因此接收端无法知道是 否受到了干扰。
如果用两位长度的码字即可。选取00，11分别表示合闸、跳 闸
显然，这个编码方式下，码的最小距离为2。即dmin=2。可 检错1位、无纠错能力
码字中的信息元和监督元之间按一定的 代数关系互相约束，这种编码属于代数 编码。
这里只有介绍我们常用到的一些基本的 理论。
元，集的概念（简单介绍）
元，就是元素，可能是数、点、线、面等 集，即集合，是一些元素的集体表示。 域，一个非空域上的元满足一些特定运算规则，
目的：使要传送的信息有较好的抗干扰能力。 信道编码又称为抗干扰编码。
措施；在信息进入通信线路之前，对它加以改 造、保护形成码字，使码字的内容结构具有一 定的规律性和相关性，当信息受到干扰后能根 据码字原有的内在规律性和相关性，发现甚至 纠正错误，达到恢复原来信息的目的。
2、 信道编码的方法
信道编码的一般方法：对信源编码得到的序列， 按照某种规律，添加一定数量的监督码元，由 信息序列和监督码元构成一个有抗干扰能力的 码字，添加监督码元的规律或规则不同，就形 成了不同的编码方法。
电力系统远动原理及技术
4.1 概 述
在远动系统中，远动装置采集的信息必须通过 通信通道传输到调度控制中心才能使用（上行）
调度控制中心下达到各厂站端的命令同样也必 须通过通信通道才能传送到各厂站端的远动装 置（下行） 因此通信信道是远动系统中的重要组成部分。
1、信道编码
原因：通信信道各种干扰，使远动信息在传输 时，由于干扰而发生差错，从而降低远动信息 的可靠性。
电力系统远动[深度荟萃]
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Y
障，这时应进行遥
与上次遥信状态 是否相同?
N 置遥信量变位标志 读变位时间
遥信出错处理
信出错处理。在遥 信正确读取后，应
Y
与前次遥信状态进
行比较，判断有无
返回
变化，如果有变
图2-11 遥信定时扫查子程序框图
位，记下变位时 刻，置变位标志。
行业特制
25
变位触发模式
❖ 在实时扫查模式的基础上稍加修改则可实现
人机联系子系统
主计算机
前置机
远动 信道
1
2
3
远动终端1-N
计算机子系统 远动子系统
调度自动化系统组成
行业特制
9
❖ 调度自动化系统分层控制 国家调度 其调度自动化系统为EMS系统； 大区网调 其调度自动化系统也为EMS系统； 省级调度 地区调度 其调度自动化系统一般为SCADA 系统; 县级调度
行业特制
选通
S
数据
A
选择
B
C
输出
Y
100000000
X01010101 X00110011 X00001111 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
W
1 D0 D行1业特D制2 D3 D4 D5 D6 D7
21
图2-9为采用1片SN74LS244和8片SN74151 实现64路遥信量输入的例子．
最后可以在一定误差范围内达到Ui=Uo，这时输出转换结束信号EOC， 且输出的n位二进制有效数据。该数据正是A/D转换后得到的数字量。
行业特制
31
以一个8位A/D转换器为例加以说明。设A/D转换的满量程为5V，输入电 压Ui为4.5V，转换过程见下表。
电力系统远动原理
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。
电力系统远动原理及技术
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
各种设备状态不一
信息字
控制字当然也是48位，由6个字节组成，从前往后依次为：
控制字节：ELSD0001
帧类别字节：重要遥测A帧、次要遥测B帧、一般遥测C帧、 遥信状态D1、电能量脉冲计数值D2、顺序事件记录E、遥 控（选择、执行、撤销）、升降（选择、执行、撤销）、 设置时钟等。
信息字数字节：本帧包含的信息字数。
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）
载波通道
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。
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
电力系统远动power system telemechanics为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。
由于电能生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统分布在很广的地域，其中发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。
要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行工况，已不能用通常的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种技术手段，这就是远动技术。
它将各个厂、所、站的运行工况（包括开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度所。
在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于厂、所、站工况的一些信号再显示出来，供给调度人员监控之用。
调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。
这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以，远动技术是四遥的结合。
发展简况随着科学技术的发展，远动技术的内容和实现的技术手段也在不断发展、更新,大体可分为3个阶段。
第一阶段（20世纪30年代）：以继电器和电子管为主要部件构成远动设备。
这些设备中用继电器、磁心构成遥信、遥调、遥控设备；用电子管和磁放大器构成脉冲频率式遥测；调制解调采用脉冲调幅式。
这些设备的运行是可靠的，在电力系统的调度管理中发挥过一定的作用。
第二阶段（50～60年代初）：以半导体器件为主体，采用模数转换技术和脉冲编码技术、信息论中抗干扰编码，与计算机技术相结合的综合远动设备；将遥信、遥测、遥调、遥控综合为循环式点对点远动设备；调制解调器采用调频制为主。
第三阶段（60年代以后）：采用微型计算机构成远动系统，其主要特征是在主站端(调度端)形成前置机接收、处理远动信息，可以接收多个远方站的信息，前置机并可以向上级转发信息和驱动模拟盘。
前置机应能接收处理符合标准的远动信息，还要能接入各类已在使用的远动设备的信息。
电力系统远动_正文
前置机和RTU在接收对方信息时,必须保证与对 方同步工作，因此收发信息双方都有同步措施。 远动系统中的前置机和RTU是的配置方式如图。
前置1
前置2
RTU1 1—n台RTU
RTUn
二、远动系统配置的基本模式
远动配置（telecontrol configuration）是指 主站与若干子站以及连接这些站的传输链路的组 合体。常用的远动配置有下面一些类型。 1. 点对点配置（point-to-point configuration） 主站与子站之间通过专用的传输链路 相连接的一种配置，见图1-4（a）。 2. 多路点对点配置（multiple point-to-point configuration） 主站通过各自链路与多个子站相连 的一种配置，主站与各子站可同时 交换数据，见图1-4（b）。
第四节 调度自动化系统
一、调度自动化系统的功能
调度自动化系统由远动子系统、计算机子系 统和人机联系子系统组成，见图1-5。 远动子系统负责收集各发电厂、变电所的各 种信息，将其传送到调度中心，完成对信息的预 处理。同时也可将调度中心的控制命令传送到发 电厂或变电所。计算机子系统是对远动子系统收 集到的基础数局作进一步加工处理、分析、计算， 为调度人员监视、分析系统运行状态以及对系统 运行进行控制提供依据。
人机联系子系统包括屏幕显示器、打印机、键盘、 鼠标、调度模拟屏等设备，用于向调度人员显示 和输出信息，也可以输入调度人员的控制命令。
调度自动 化系统
SCADA（Supervisory Control And Data
Acquisition）
EMS（Energy Management System）
第一章 概述
现代大型工业生产系统，比如电力系统、石油系统、 铁路系统等，组成大型工业生产系统的生产设备及生产 部门多，且分散在相距甚远的广阔地区。为了保证系统 的正常工作，构成系统的各部分必须在一个调度机构的 统一指挥下协调工作。为此，调度机构要随时了解系统 各部分在生产过程中的实际情况，并在此基础上作出对 生产过程进行指挥的策略。为了使调度工作既满足实时 性好，又保证可靠性高，必须借助远动技术实现调度管 理。 远动技术是一门综合性的应用技术，它的基本原理 包括数据传输原理、编码理论、信号转换技术原理、计 算机原理等。远动技术是调度管理和现代科技的产物， 因此它随着科学技术，特别是计算机技术的迅猛发展而 不断更新换代。
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。
电力系统远动全套精品课件
第一节电力系统远动的功能
远动（telecontrol）: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。 四遥： 遥测即远程测量（telemetering）:应用远程通信 技术，传输被测变量的值。
电力系统构成
ห้องสมุดไป่ตู้
发电厂：
发电
变电所：
输电
输配电线路：
配电
用电设备：
用电
电力系统几 级调度机构
国家调度 大区网调 省级调度 地区调度等
第二节 远动信息及传输模式
一、远动信息内容
遥测：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。
第五章 远动信息的信源编码
第一节 遥信信息的采集和处理 第二节 遥测量的采集 第三节 遥测信息的处理 第四节 脉冲量的采集和处理 第五节 遥控和遥调
第六章 电量变送器
第一节 交流电流变送器和 交流电压变送器
第二节 功率变送器 第三节 交流采样原理及算法 第四节 被测电量的交流采样 第五节 电量变送器的主要性能指标
第九章 电力调度自动化系统
第一节 计算机网络基础 第二节 电力调度自动化系统 第三节 电力调度自动化系统的
软件模块 第四节 前置工作站 第五节 调度工作站 第六节 远动工作站 第七节 调度自动化系统的性能指标
前言
为贯彻落实教育部《关于进一步加强 高等学校本科教学工作的若干意见》和 《教育部关于以就业为导向深化高等职业 教育改革的若干意见》的精神，加强教材 建设，确保教材质量，中国电力教育协会 组织制订了普通高等教育“十一五”教材 规划。该规划强调适应不同层次、不同类 型院校，满足学科发展和人才培养的需求， 坚持专业基础课教材与教学急需的专业教 材并重、新编与修订相结合。本书为修订 教材。本书是根据高等学校电力工程类专 业教学指导委员会制定的教学大纲编写的。
电力系统远动技术
云计算和边缘计算
02
利用云计算资源进行数据处理和存储，同时利用边缘计算进行
实时监控和反馈。
标准化和模块化设计
03
制定统一的标准，实现设备的标准化和模块化，提高设备间的
兼容性。
未来发展趋势与展望
智能化
集成化
利用AI和机器学习技术对电力系统进行智 能分析和优化。
将多种功能集成于一个系统中，实现更高 效的管理和监控。
数字通信阶段
随着数字技术的发展，电力系统远动 技术逐渐采用数字通信方式，提高了 信号的传输效率和稳定性。
02 电力系统远动技术的原理 与基础
数据采集与传输原理
数据采集
通过各种传感器和测量仪表对电力系 统中的电压、电流、功率、频率等电 气量进行测量，并将测量结果转化为 数字信号。
数据传输
将采集到的数字信号通过特定的通信 协议和传输介质进行传输，常用的传 输介质包括光纤、电力线、无线等。
成果与影响
智能电网的建设提高了电力系统的稳定性和可靠性，减少了停电和故 障发生的频率，为当地经济发展提供了有力支持。
某电力企业远程监控系统优化
背景介绍
某电力企业在运营过程中，发现其远程监控系统存在一些问题和 不足，需要进行优化。
实施方案
该企业采用了更先进的远程监控技术和设备，对原有系统进行了升 级和改造。
特点
具有远程、集中控制、实时监测 、自动调整等功能，能够提高电 力系统的稳定性和可靠性，降低 运营成本。
电力系统远动技术的应用场景
1 2
远程监控
通过远动技术实现对发电厂、变电站等电力设施 的远程监控，实时监测设备的运行状态和电量参 数。
调度管理
电力系统调度中心利用远动技术对电网进行实时 监测和调控，实现电力的优化调度和平衡。
电力系统远动原理及技术
1、遥信状态采集图3-1
断路器
+12V
去遥信编码
W1
？辅助接点的作用 (避开大电流)
W2 ？辅助接点的状态
（反）
×
？此符号 （常闭）
辅助接点 （a）断路器动作机构原理图
P
0V
？电流如 何流通
（b）
2、继电隔离器的遥信采集原理（2）
见图3-1（b）,该线圈的另一端接+12 v电压； 当
中 进行处理。
另外还有：三态门电路（选通时，输出跟踪输 入，选通结束后，输出保持并为高阻状态，输 入的变化不影响输出）
3、遥信处理软件的组成
遥信的编码和处理可以由相应的软件来完成。 遥信处理的软件主要由两部分组成： （1）、遥信扫查子程序：用于不断地对端口上的遥信
状态进行扫查，将遥信的状态保存到指的内存中。 除了扫查方式，还可以使用CPU的中断进行变位主 动触发方式（优点：速度快，适用于对变位分辨率 极高的场合。缺点：占用中断源。总之是用硬件投 入得到实时性。） （2）、遥信变位处理子程序：主要工作是记录下是哪 个对象发生了变位，具体变位的时间，并给出有遥 信对象发生变位的标志，供其他应用功能使用（插 入传送、主动上报）。
采用24V回路电压优点
特殊情况
遥信虽然所占长度为1位，但是可以通过双 触点遥信的采集提高遥信信源编码的可靠性 和准确性。
方法：一个遥信量由两个状态信号构成，分 别来自合闸接点、跳闸接点。因此用两位二 进制表示。合为“10”，跳为“01”
为何会提高可靠性？距离
3．2．2 遥信信息的编码
1、遥信编码电路图3-3
光电耦合
通常采集遥信信息时，还可用光电耦合器作 隔离器。
第3章 电力系统远动信息传输技术
三 远动信息及传输模式
问答传输模式也称polling方式。
在这种传输模式中，若调度端要得到厂站端的监视信息，必 须由调度端主动向厂站端发送查询命令报文。查询命令是要 求一个或多个厂站传输信息的命令。查询命令不同，报文中 的类型标志取不同值，报文的字节数一般也不一样。厂站端 按调度端的查询要求发送回答报文。用这种方式，可以做到 调度端询问什么，厂站端就回答什么，即按需传送。由于它 是有问才答，要保证调度端发问后能收到正确的回答，对信 道质量的要求较高，且必须保证有上下行信道。
干扰 加性：调制解调体制、发送功率、最佳接收
若还不行，则需－－差错控制编码。
40
四 差错控制编码
目的：在数字通信系统中，为了提高数字信号传 输的有效性而采取的编码称为信源编码；为了提 高数字通信的可靠性而采取的编码称为信道编码。 差错可控
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。
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。
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。
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。
这些都是随时间作连续变化的模拟量。
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、远动及通信设备的运行状态信号等。
电力系统远动课件_第3章
VF转换的优势
• • • • 精度较高 接口简单（只需要一根线接入中断计数） 抗干扰能力强（计数过程优于积分） 便于远距离传输（通过频率调制）
18
VF器件选用的场合（相对于A/D）
• • • • 长距离传输（对频率进行调制容易） 抗干扰（对频率记数） 精度要求高（转换精度高） 资金有限（便宜）
AD器件选择标准
1、遥信状态采集图3-1
断路器
+12V W1 W2
去遥信编码
×
？辅助接点的作用 (避开大电流) ？辅助接点的状态 （反） ？此符号 （常闭）
辅助接点 （a）断路器动作机构原理图
P
？电流如 （b） 何流通
0V
3
2、继电隔离器的遥信采集原理（2）
见图3-1（b）,该线圈的另一端接+12 v电压；当 断路器合闸时，辅助节点断开，使继电器处于释 放状态其常闭节点x仍然闭合，将“0”信号（0） 送去进行遥信编码；当断路器处于开时，辅助节 点闭合，使P点电位为0v,继电器线圈通电，常闭 节点跳开，将悬空的信号（相当于逻辑“1”）送 去进行编码。于是用一位二进制信号表示出了一 个断路器的状态。
6
工作过程
当断路器处于“合”时 Æ 辅助节点断开Æ 发光二管不导通 Æ 光敏三极管则截止 Æ 此时将“0”信号送去编码； 当断路器处于“开”时 Æ 辅助节点闭合 Æ使 p点电位为+12v或+24v Æ发光二极管导通 Æ 光敏三极管则导通 Æ 将“1”信号送去 遥信编码。
采用光电隔离的方式的优点
• 体积（交流220V，直流24V） • 可靠性 • 价格
3、遥信处理软件的组成
遥信的编码和处理可以由相应的软件来完成。 遥信处理的软件主要由两部分组成： （1）、遥信扫查子程序：用于不断地对端口上的遥信 状态进行扫查，将遥信的状态保存到指的内存中。 除了扫查方式，还可以使用CPU的中断进行变位主 动触发方式（优点：速度快，适用于对变位分辨率 极高的场合。缺点：占用中断源。总之是用硬件投 入得到实时性。） （2）、遥信变位处理子程序：主要工作是记录下是哪 个对象发生了变位，具体变位的时间，并给出有遥 信对象发生变位的标志，供其他应用功能使用（插 入传送、主动上报）。
电力系统远动 概述
电力系统远动概述1. 引言在现代电力系统中，远动技术（Remote Terminal Unit，RTU）被广泛应用于电力系统中的监测、控制和保护。
通过使用远动系统，电网运维人员可以远程监测和控制电力系统中的设备，提高系统的可靠性和安全性。
本文将介绍电力系统远动的概念、原理、应用以及未来的发展方向。
2. 电力系统远动的概念电力系统远动是指通过使用远动终端单元（RTU）与电力系统中的设备进行远程通信，实现监测、控制和保护的技术。
远动系统通常由RTU、远动协议、通信网络以及各种控制设备组成。
3. 电力系统远动的原理电力系统远动的原理主要基于通信技术和自动化控制。
远动系统通过RTU获取电力系统中各种设备的状态数据，如电压、电流、温度等，并将这些数据传输到远程监控中心。
同时，远动系统可以向电力系统中的设备发送控制信号，实现对设备的遥控操作。
4. 电力系统远动的应用电力系统远动广泛应用于电力系统的监测、控制和保护。
以下是一些常见的应用场景：•实时监测：通过远动系统，可以实时监测电力系统中各种设备的运行情况，如变压器、开关设备、发电机等。
运维人员可以通过监测数据判断设备是否正常运行，并根据需要采取相应的操作。
•遥控操作：通过远动系统，运维人员可以对电力系统中的设备进行遥控操作，如开关、闭锁、调节设备参数等。
这样可以实现对电力系统进行远程控制，提高操作的灵活性和效率。
•故障监测和保护：远动系统可以实时监测电力系统中的故障，并对其进行保护。
当发生故障时，远动系统可以及时发出警报，并采取相应的措施，避免事故的扩大。
•数据分析：远动系统可以对电力系统中的数据进行收集和分析，提供给运维人员进行决策。
通过对数据的分析，可以发现潜在问题，提前采取措施进行预防。
5. 电力系统远动的发展方向近年来，随着信息技术的发展，电力系统远动技术也在不断创新。
未来的电力系统远动有以下发展趋势：•数据处理和分析能力的提升：随着大数据技术的发展，电力系统远动将更加注重对数据的处理和分析能力。
《电力系统远动》课件
THANKS
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02
电力系统远动的基本原理
数据采集与处理
数据采集
通过各种传感器和测量仪表，实时监测电力系统各节点的电 压、电流、功率等运行参数，并将这些数据转换为数字信号 。
数据处理
对采集到的数字信号进行预处理，如滤波、去噪、格式转换 等，以提取出有用的信息，为后续的分析和控制提供依据。
数据传输原理
数据传输方式
电力系统远动
contents
目录
• 电力系统远动概述 • 电力系统远动的基本原理 • 电力系统远动的关键技术 • 电力系统远动的应用场景 • 电力系统远动的发展趋势与挑战 • 案例分析
01
电力系统远动概述
定义与特点
定义
电力系统远动是一种利用远程通信技 术对电力系统进行监视和控制的技术 。
特点
具有远程监视、控制和保护功能，能 够实现电力系统的实时监测、调度和 控制，提高电力系统的安全性和稳定 性。
04
电力系统远动的应用场景
智能电网中的应用
智能电网是电力系统远动技术的重要应用场景之一。通过远 动技术，可以实现电网的实时监测、控制和调度，提高电网 的可靠性和稳定性。
具体而言，远动技术可以用于监测电网设备的运行状态、收 集电网运行数据、控制电网设备的运行状态等，为智能电网 的运行和管理提供有力支持。
遥控技术通过远程控制开关、调节变压器分接头等操作，实现对电力系统的远程控制； 遥调技术则通过远程调整发电机出力、投退无功补偿装置等操作，实现对电力系统运行
状态的远程调整。
故障诊断与处理技术
总结词
故障诊断与处理技术是电力系统远动技 术的难点，用于及时发现和解决电力系 统的故障问题。
VS
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特殊情况
遥信虽然所占长度为1位，但是可以通过双 触点遥信的采集提高遥信信源编码的可靠性 和准确性。
方法：一个遥信量由两个状态信号构成，分 别来自合闸接点、跳闸接点。因此用两位二 进制表示。合为“10”，跳为“01”
为何会提高可靠性？距离
3．2．2 遥信信息的编码
1、遥信编码电路图3-3
遥
多
信 输
路 开
接口
CPU
电路
入
关
一般情况下，一个变电站或电厂要监控的遥信 对象比较多，其编码的电路原理图见图3-3。
2、遥信在硬件中的处理过程
遥信输入是由上一节介绍的采集到的遥信对象状 态输出接入的，通过数字多路开关分别将各路的 遥信状态输出到接口电路。通常这里的接口电路 采用的是并行接口电路（有现成的集成电路芯 片，如8255A等），再通过接口电路送入到CPU
• 保存变位状态更新数据区内容 在内存(快)中有一块数据区（RAM）
专门保存遥信信息
其目的是为了下一轮扫描时可以和本 次扫描的结果做比较，从而知道是否有 变位
遥信变位处理子程序
• 置有变位标志 表示有开关发生了变位，以供编辑组装
2、当采用微机保护或综合自动化系统时， 如果要在此基础上采集遥信（其他应用系统 有时也需要，如短信提示），就需要用相应 规约通信提取，但是要损失时间。
光电耦合
通常采集遥信信息时，还可用光电耦合器作 隔离器。
光电偶合器又称光隔离器，它是由发光器 （发光二极管）和受光器件（光敏三极管）组 合在一起的四端元件，以光为媒介传输信号。
中 进行处理。
3、遥信处理软件的组成
遥信的编码和处理可以由相应的软件来完成。 遥信处理的软件主要由两部分组成： （1）、遥信扫查子程序：用于不断地对端口上的遥 信状态进行扫查，将遥信的状态保存到指的内存中。 （2）、遥信变位处理子程序：主要工作是记录下是 哪个对象发生了变位，具体变位的时间，并给出有遥 信对象发生变位的标志，供其他应用功能使用（插入
传送、主动上报）。
4、遥信扫查 子程序框图
子程序入口 从端口输入遥信状态
与原状 态相同 吗？
调遥信变位 处理子程序
图3-4序框图3-5
子程序入口 保存变位遥信的状态 更新遥信数据区内容
置“有变位”数志 记录变位遥信对象的信息
记录变位时间 返回
遥信变位处理子程序(注意程序的位 置,可能是分布式远动系统)
3．2 遥信信息的编码
根据遥信对象的性质，每个遥信对象的状态可以用 一位二进制数进行描述，而在计算机处理过程中一 般至少（为什么？A总线、B特殊位运算）都是以 字节来完成的。
一个字节可以描述8个遥信对象。因此遥信信息要 传送出去，必须要经过两个过程：第一是将遥信对 象的状态采集下来（信源编码）；第二是将采集到 的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码 字中去（信道编码）。遥信码字根据不同的规约， 可以定义为8位，也可以定义为16位（2个字节）。
下面以断路器为例说明遥信信息的采集：
1、遥信状态采集图3-1
断路器
+12V
去遥信编码
W1
？辅助接点的作用 (避开大电流)
W2 ？辅助接点的状态
（反）
×
？此符号 （常闭）
辅助接点 （a）断路器动作机构原理图
P
0V
？电流如 何流通
（b）
2、继电隔离器的遥信采集原理（2）
见图3-1（b）,该线圈的另一端接+12 v电压； 当
工作过程
当断路器处于“合”时 辅助节点断开 发光二管不导通 光敏三极管则截止 此时将“0”信号送去编码；
当断路器处于“开”时 辅助节点闭合 使 p点电位为+12v或+24v 发光二极管导通 光敏三极管则导通 将“1”信号送去 遥信编码。
采用光电隔离的方式的优点
体积（交流220V，直流24V） 可靠性 价格
断路器合闸时，辅助节点断开，使继电器处于释 放状态其常闭节点x仍然闭合，将“0”信号（0） 送去进行遥信编码；当断路器处于开时，辅助节 点闭合，使P点电位为0v,继电器线圈通电，常闭 节点跳开，将悬空的信号（相当于逻辑“1”）送 去进行编码。于是用一位二进制信号表示出了一 个断路器的状态。
其他遥信信号源
接法
原方： 负端:经电阻接至0v 电阻:大小取决于原方电源电压 正端:通过端子，电缆与断路器辅助节点相连。
外接+12V电源 副方： 集电极：外接+12v 发射极：一根引线通过电阻接至0v,另一根引
去遥信编码 电阻:大小决定付方电流
3、光电耦合器图3-2
0V 0V
去遥信编码
P +12V
2、遥测信息概述
遥测信息是指电力系统中各节点（母线）的电压， 支路（线路变压器）的潮流（有功，无功）或电流 等模拟量。这些模拟量通过变送器变换成远动装置 RTU可以采集处理的信号，对于直流变送器的输 出必须要完成模数转换，乘系数等；对于交流变送 器的输出，还必须完成交流采样的过程，并通过相 应的计算，才能供调度自动化系统使用。
电力系统远动原理及技术
第三章 遥信信息的编码和遥测信息的采集
3．1 概述
1、遥信信息概述
遥信信息是指电力系统的各种开关设备的状态以 及继电保护，自动装置的动作状态等。这些位置 状态和动作状态都只可能取两种状态值。如开关 位置只能取“合”或“开”，设备的动作状态值 只能取“动作”或“未动作”。因此，遥信信息 的某一个值只要一位二进制数，即只要用一位就 可以描述一个遥信对象的状态。
1、无源方式：保护装置或者自动控制装 置中继电器的空接点（信号继电器）
2、有源方式：保护装置或者自动控制装 置中二次回路（220AC 光隔----体积--电压等级）
3、其他方式：从其他系统中用软件方法 提取
现实应用中需要注意的问题
1、继电器的节点有限时，不能随意增加， 因为保护装置动作时间有限制。
3．2．1 遥信对象的状态采集
断路器，隔离开关等开关设备的位置信号， 通常是由它的辅助节点获得，继电保护、自动 装置的动作状态可以由它们的动作继电器（中 间）的状态获得。
为了远动装置的安全，可靠地工作，防止干 扰，在远动装置与电力设备二次回路之间要有 隔离措施，大多采用继电器或光电耦合器作为 隔离器件。