該文對電力系統(tǒng)遠動裝置概述、在國內(nèi)外發(fā)展情況，以及基于IP技術(shù)的電力系統(tǒng)遠動技術(shù)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(shè)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(chǎn)一直到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(chǎn)過程當中，生產(chǎn)的數(shù)量就是需要的數(shù)量。而且要確保消費與生產(chǎn)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(shè)備組合而成，這些設(shè)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(jīng)濟性與安全性，確保對用戶的供電質(zhì)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(shè)有地區(qū)調(diào)度、省級調(diào)度、大區(qū)調(diào)度以及國家調(diào)度等不同級別的調(diào)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(diào)度中心的主要任務(wù)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(nèi)排出故障，解決相關(guān)問題，迅速恢復正常的運行狀態(tài)，確保供電質(zhì)量的安全性和經(jīng)濟型。不僅如此，調(diào)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(diào)度中心和發(fā)電廠下達命令，不斷調(diào)整系統(tǒng)的運行方式。
一般情況下，調(diào)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(diào)度中心的遠動裝置來完成系統(tǒng)調(diào)度任務(wù)。廠站端將遙信信息與遙測信息通過遠動裝置傳送至調(diào)度中心，將信息顯示在模擬屏或者是顯示器上，令調(diào)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(diào)度員在特殊情況下可以在調(diào)度中心完成遙調(diào)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(guān)等。可見，在電力系統(tǒng)當中應用遠動技術(shù)，能夠令調(diào)度員在情況特殊時在調(diào)度中心借助遙信功能與遙測功能，對遠方設(shè)備的運行狀況進行監(jiān)視和控制。可以說，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(zhì)量以及經(jīng)濟性和可靠性。
二、電力系統(tǒng)遠動裝置在國內(nèi)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(jīng)應用電力系統(tǒng)遠動技術(shù)服務(wù)人類了。截止到目前，已經(jīng)實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度綜合自動化，許多變電站或者是調(diào)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(shù)，目前已經(jīng)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(zhì)量的安全性和經(jīng)濟性，提高了調(diào)度的質(zhì)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(jīng)濟損失。截止到目前，遠動技術(shù)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(jīng)濟體制及電子信息技術(shù)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(luò)遠動方式取代了以往一點對多點一級點對點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由此可見，遠動技術(shù)發(fā)展速度快。
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(gòu)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(shè)計之前，應制定出切實可行的設(shè)計方案，按照設(shè)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?qū)崿F(xiàn)與其他有線通信線路復用，把遠動信息轉(zhuǎn)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(luò)技術(shù)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(guān)于計算機遠動裝置。早期主要將板級設(shè)計與片級設(shè)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(shù)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(chǔ)，在調(diào)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(jīng)應用在變電站、地下電網(wǎng)調(diào)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(shù)的電力系統(tǒng)遠動技術(shù)
近年來，社會經(jīng)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(shè)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(luò)、控制、計算機和保護等技術(shù)所取代，尤其是基于IP技術(shù)的電力遠動系統(tǒng)，受到人們的高度關(guān)注。
IP技術(shù)是基于傳輸控制協(xié)議、CP/IP的分組/包傳輸、交換技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之上，實現(xiàn)調(diào)度中心和廠站的通信目的。TCP/IP協(xié)議無關(guān)于底層協(xié)議與通信媒體，分別定義于網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，以及具有的IP地址。一般在設(shè)計通信系統(tǒng)時，可考慮將資金狀況與實際情況兩者相結(jié)合構(gòu)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(shù)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(jīng)濟體制的發(fā)展以及高科技技術(shù)水平的提高，可以預見其市場潛力十分深遠。
