电力系统调度自动化

第九章系统调度自动化

发电厂是电力系统中最重要的电源，特别是大容量机组电厂，机组的稳定、经济、可靠运行，对电力系统正常、灵活运行起着至关重要的作用，为此电力系统调度均采用调度自动化系统，将遍布各地的电厂、变电所信息传送至调度中心，以使调度人员统观全局，运筹全网，有效地指挥和控制电网安全、稳定和经济运行。

调度自动化系统主要有三部分组成，即厂所数据采集与控制子系统、通信子系统、调度端数据收集与处理和统计分析与控制子系统。

1）厂所端子系统习惯的说法是远动系统。所谓远动（Telecontrol），就是运用通信技术传输信息，以监视控制远方运行的设备。该子系统包括远方终端RTU（Remote Terminal Unit）、测量用变送器、模拟量和状态量、脉冲量二次回路以及控制与调节执行元件。

2）通信子系统包括载波、微波、无线电台、有线电话、高频电缆、光纤以及卫星通信、程控交换机等提供的数据信道。

3）调度端子系统主要内容有：计算机、人机会话设备、各种外部设备、开发与维护设备和与之相适应的软件包等。

一、调度通信子系统

电力系统常用的通信方式有电力线载波通信、微波通信（数字、模拟）、卫星通信和光纤通信等，传输的信息包括：调度电话、调度自动化的各类信息、生产管理电话及数据、继电保护及安全自动装置信息以及其他所需传送的各种信息。

1、各种通信方式比较

电力载波通信：将300Hz～3400Hz的话音以及远动、继电保护信号进行调制，把它寄载在高频波的某个参量上（如幅度、频率、相位），变成频率为40kHz以上的高频信号，并借助于电力线传送。这种通信方式称为电力载波通信。电力载波通信是电力系统特有的通信方式，具有高度的可靠性和经济性，是电力系统基本通信方式之一。但这种通信方式，由于可用频谱的限制，不能满足全部需要。

微波通信：微波通信是一种无线电通信的通信方式。在进行无线电通信时，需要把待传信息转换成无线电信号，依靠无线电波在空间传播。微波一般指频率为300MHz～300GHz、波长为1m～1mm范围的无线电波，传输速度约等于光速。微波在自由空间像光波一样沿直线传播，在地球表面传播距离一般不超过50km，且中途不得有高山或建筑物挡住。因此，在地球表面上进行远距离通信时，需要采用“中继”方式，一方面保证微波沿地球椭圆球体传播，另一方面收发放大，补充电波传播过程中的能量损耗。由于微波通信传输容量大，可同时传输300～960个话路，有传输质量高，抗干扰、保密性强等特点，现已成为电力系统通信网中主要传输手段之一。

卫星通信：利用距地面高度为36000km的同步人造地球卫星作为微波通信接力站，一上一下可跨越通信距离上万公里，这种通信方式叫卫星通信。卫星通信目前开放的业务有：电报、电话、数据、会议电视、电子邮箱等。目前有些大型发电厂采用GPS（全球定位系统）实时校正时钟，就是利用了卫星通信方式。

光纤通信：利用光波作为传输媒介，借助于光导纤维进行通信的

方式叫光纤通信。光纤主要是用玻璃预制棒拉丝成纤维，它包含纤芯和包层，是圆柱形。纤芯直径约5～75μm左右，包层有一定厚度，它的外径约100～150μm，最外面是塑料，作保护用。光波局限在纤芯与包层的界面以内向前传播，故光纤属于光波导。一根光纤就是一个波导，多根光纤组成光缆。光纤通信具有通信容量大、通信质量高、抗电磁干扰、抗核辐射、抗化学侵蚀、重量轻、节省有色金属等一系列优点。

2、我公司通信子系统

本发电厂由山西省调调度管理，并接受省调下发的自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)及机组运行方式的命令，远动信息送山西省调、山西省备调和吕梁地调

在送出工程中，沿电厂至孝义220kV变新建的同塔双回220kV

线路架设两条24芯OPGW光缆，光缆线路长度约2×11公里，在孝义变接入省主干光纤网系统，作为电厂至系统的主用通信通道。

建成后，本电厂从孝义220kV变接入已建的主干光纤网至吕梁地调和山西省调，作为本电厂至系统的主、备用传输通道，同时为220kV线路提供光纤保护主、备用通道。本工程在220KV线路上新建的OPGW光缆如下图。

二、远动系统

1、RTU

RTU是REMOTE TERMINAL UNIT的简称，既远方数据终端，用于监视、控制与数据采集的应用。具有遥测、遥信、遥调、遥控功能。

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转

换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来得

数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

监视控制和数据采集是一个含义较广的术语，应用于可对安装在远距离场地的设备进行中央控制和监视的系统。SCADA系统可以设计满足各种应用（水、电、气、报警、通信、保安等等），并满足顾客要求的设计指标和操作概念。SCADA系统可以简单到只需通过一对导线连在远端的一个开关，也可复杂到一个计算机网络，它由许多无线远程终端设备（RTU）组成并与安装在中控室的功能强大的微机通信。SCADA系统的远程终端设备可以用各种不同的硬件和软件来实现。这取决于被控现场的性质、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。

变电站是电力系统的一个重要组成部分，它的安全可靠运行是电网安全经济运行的根本保证。当前变电站正以分项自动化向着综合自动化方向发展，综合自动化的近期目标是把变电站的保护、测量、监控、远动等融为一体，取得数据共享，资源共享，大幅度提高自动化的功效。

对于电力系统，为了进行现代化管理，往往实现电网调度自动化，虽然省、地、县各级调度有不同的职能和责任，但其组成基本相同，一般是由主站和远动终端（RTU）组成。远动终端就是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，它负责采集所在发电厂或变电站电力运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。