基于计算机远动控制技术的电力系统自动化应用

王跃强 杨晓雷 张磊

国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 浙江 嘉兴 314000

引言

电力系统通常由变电所、用户设备、输配电线路等共同组成，能够实现发电、输电、配电与用电等目标[1]。在电力系统运转过程中，电力设备运行存在一定的不确定性。电力系统能够使高负荷供电站的运行更加稳定，在其运行过程中，采用自动化技术检测设备、处理信号，能够优化与重组电力系统各项功能，进而有效地控制电力系统的安全运行[2]。为了保证电力设备运行的安全性与稳定性，需要采用相应的控制技术，不断地对电力系统进行优化升级，增强其运转的质量。计算机远动控制技术是电力系统实现自动化控制的核心技术，通过遥测、遥控、遥调等功能，达到电力系统数据高精度采集、远距离通信传输目的。有研究人员针对电力系统自动化中远动控制技术的设计与应用展开研究，对远动控制技术的特点进行分析，对遥控、遥调、遥测、遥信4个方面的优势展开描述[3]。还有研究人员对远动控制技术在电力系统自动化中的应用展开研究，分析了远动控制技术在电力系统运用的重要性，通信传输技术、循环数据传输规约技术、信道编码技术和信息采集技术进行深入研究，并提出远动控制技术扩展应用的方向[4]。

基于上述基础，为了提升电力系统自动化控制的效率与质量水平，本文引入计算机远动控制技术，开展了其在电力系统自动化应用的研究，为促进电力系统安全、稳定、高时效运行做出贡献。

1 基于计算机远动控制的电力系统自动化应用研究

在开展基于计算机远动控制技术的电力系统自动化应用研究前，首先，对计算机远动控制技术做出分析，其组成结构，如图1所示。

图1 计算机远动控制技术组成示意图

如图1所示，计算机远动控制技术包括数据采集、通信传输、循环数据传输规约以及信道编码等功能。在此基础上，分别从上述四种功能，开展基于该项技术的电力系统自动化应用研究。

1.1 电力系统数据采集

本文将电力系统数据采集过程划分为了多个专用及高度相关的子过程，分别如下所示：①查询并快速修改电力系统RTU内部数据库。②以周期性的查询方式，查询电力系统RTU内部数据库。③将电力系统RTU数据自动化传输给主站。④校核传输数据。⑤覆盖RTU数据库中的原有数值。

综合上述，本文采用查询的方式，采集电力系统数据，并在主站发出请求后，将采集到的数据自动传输给主站，实现基于计算机远程控制技术的电力系统数据采集。

1.2 电力系统通信传输

基于计算机远动控制技术的电力系统通信传输主要采用差异化传输方式，通过不同信道的传输信息能力，基于传输介质相应的电子传输频率标准范围，达到信息传输目的[5]。

首先，采用电子调制方法，将不适合信道标准的传输频率调制成规定的频率范围，结合电子信道编码的抗干扰技术，对电力系统自动化传输信息进行有效处理[6]。针对电力系统中高频谐波信号来说，利用调制技术，将该信号转换为模拟信号，在电力系统接收端位置，还原模拟信号，形成相应的数据信号，以实现电力系统自动化运行中电流与电压方式通信传输目标。

1.3 构建电力系统循环数据传输规约

在电力系统运行过程中，循环数据传输规约质量直接决定了电力系统自动化运行水平。因此，本文在此章节构建了电力系统循环数据传输规约。循环数据传输规约符号及说明，如表1所示。

表1 循环数据传输规约符号及说明

控制电力系统循环数据传输规约符号字节含8位二进制码，在自动化数据传输过程中加上起始位、停止位与偶校验位，先进行低位的循环数据传输，后进行高位的循环数据传输[7]。通过循环数据传输规约，使电力系统与调度中心之间的通信呈现多向性运行状态，进而实现电力系统自动化运行目标。

1.4 电力系统信道编码

完成电力系统循环数据传输规约构建后，接下来，对电力系统内的各项电子信息进行二次加工，即电力系统信道编码，避免计算机远动控制信息数据受到不确定因素的干扰，进而提升电力系统自动化抗干扰能力，减少电力系统运行问题。

首先，编写、翻译上述采集到的电力系统数据，及时发现错误数据信息。在此基础上，采用差错控制的方式，对电力系统自动化运行中可检错的码进行检错重发处理，原理示意图如图2所示。

图2 检错重发示意图

如图2所示，检错重发采用双向通道，只检查错误不纠正错误，针对错误编码要求自动重发，提高电力系统自动化实时通信效率。在此基础上，采用线性分组码，对检错重发后的数据信息内容进行编解码处理，削减信号传输差错，确保电力系统自动化运行数据信息的准确性，提升计算机远动控制的效率与质量[8]。

2 应用测试分析

2.1 测试准备

选取R配网自动化系统作为此次应用测试的目标对象。该配网自动化系统具体设备配置，如表2所示。

表2 R配网自动化系统设备配置

R配网自动化系统完成建投后，其自动化设备覆盖率达到了98.4%，辖区内所有线路的覆盖率达到了95.11%。虽然辖区内线路覆盖率较高，但是绝大多数线路上只安装了不超过2台的自动化终端，未能完全达到自动化建投目标，其电力系统自动化应用效果不佳。R配网自动化系统的AVC值大多数由调度自动化维护员录入，效率较低，耗费的人力资源较大。且该电力系统运行过程中，调度端及监控后台产生了不同的遥信误报信息，导致遥控成功率较低，影响了自动化系统的正常工作。为了改善上述问题，应用本文提出的电力系统自动化控制方法，开展应用测试。

2.2 应用效果分析

为了验证上述本文提出的电力系统自动化研究的可行性，选取电力系统自动化遥控成功率作为此次分析的评测指标。遥控成功率计算公式如下所示：

其中，Rx表示电力系统自动化遥控成功次数；R表示电力系统自动化遥控总次数。遥控成功率越高，说明计算机远动控制效果越好，电力系统自动化应用质量水平越高，反之同理。引入对比分析的方法原理，将上述本文提出的自动化控制方法的配网自动化系统设置为实验组，将不使用自动化控制方法的配网自动化系统设置为对照组，对比2种方法的自动化遥控成功率。查看2022年3月15日至6月15日的R配网自动化系统事件记录，获取系统遥信变位、SOE信息。其中，配网自动化系统实际远程遥控操作次数为80次，利用MATLAB模拟分析软件，模拟上述2种方法的自动化控制全过程，统计系统遥控成功与失败对应的次数，计算遥控成功率，并做出客观对比，结果如表3所示。

表3 配网自动化系统遥控成功率对比结果

通过表3的对比结果可以看出，2组电力系统自动化应用效果存在较大的差异。其中，应用本文提出的基于计算机远动控制技术的配网自动化系统，遥控成功次数较多，遥控成功率达到了98.75%以上，符合《配电自动化实用化验收细则》遥控成功率大于98%的指标要求，遥控成功率明显高于对照组。由此可见，本文提出的研究具有更高的可行性，电力系统自动化应用效果优势显著。

3 结束语

综上所述，计算机远动控制技术在电力系统安全稳定运行中起到了至关重要的作用。为了提升电力系统自动化应用质量水平，本文利用计算机远动控制技术，开展了其在电力系统自动化应用的全方位深入研究。通过以上研究，减少了电力系统遥控失败次数，有效地提高了电力系统自动化遥控成功率，达到了98.75%，符合规定的指标要求，对提升电力系统供电可靠性与服务质量、促进电力系统自动化建设发展具有重要研究意义。