电力系统远动终端RTU方案设计2

1、个人资料整理仅限学习使用浅谈电力系统远动终端RTU方案的设计摘要： 电力远动终端 RTU系统是电力调度自动化系统的核心部分，是计算机、数据信息通信、状态自动检测等技术相互协调配合形成的能够对电力供配电各环节进行实时监视和控制的综合智能操作系统。在分析电力特性参数测量和计算方法的基础上，对电力远动终端RTU系统的拓扑结构进行详细的分析总结。电力远动终端 RTU大大提高电力系统自动化调度与管理水平，保障供配电系统高效稳定的运行。关键词 ：电力系统；远动终端RTU；交流采样电力系统远动终端把电网中分布在不同区域的发电厂、输电线路、变电站等联合成一个有机整体，进行统一的电力生产和调度分配1 。电力系统

2、调度运行中心可以实时根据系统中电力负荷特性动态调节各发电厂、各分支线路、各终端变配电设备的运行工况，以统一调度实现电力系统高效经济的运行，达到无人( 或少人 >值守的综合自动化调度运行的目的。远动终端RTU应用数据信号远程通信监控技术实时对电力系统中各运行电气设备的运行状态和T况特性进行动态监视和操控，实现电力系统调度中心对电气设备进行遥信、遥测、遥控、遥调的“四遥”功能。b5E2RGbCAP1 电力特性参数的测量11 交流采样技术电力运行特性电参量的采样方法包括直流采样和交流采样两种基本方法。直流采样技术由于在特性参量数据采集过程中容易受到外部干扰产生巨大的误差，同时该方法在采样数据精

3、度、实时性、稳定性等方面都很难满足现代智能远程自动化监视和控制的需求，而交流采样技术可以按照一定的数学运行逻辑动态采集被测电参量的瞬时数据信息，并通过对应的DSP数据处理单元获得准确的数据信号，实现对电力系统中各变配电设备的远程监视和控制。p1EanqFDPw12频率值测量1 / 7个人资料整理仅限学习使用频率是电能质量水平衡量的一个重要参数指标。频率数据信号是通过动态采集系统中的电压信号后然后利用对应的逻辑运算转换而来。信号采集电路在获得系统中电压互感器二次侧远传过来的实时电压信号后，就会先将信号经过低通滤波器进行高次干扰信号剔除，然后将过滤后的电压信号送人到信号比较电路中与系统预设电压基准

4、值进行比较后形成对应的方波信号数据，通过 Ds瞰据处理单元实时分析判断就能获得系统实时的频率信号 f 的值，其具体表达式可以表示为： DXDiTa9E3df=式 (1> 中， data- 为系统所采集到的相临两次负跳变间DSP信号数据值 (data，data，>之差。 RTCrpUDGiT13 系统实时电流和电压值测量电力系统中的电流和电压值均具有周期波动特陛，为了获得电流和电压的瞬时分量值，采用傅里叶变换将瞬时电流f( 力和电压“ (f> 值转换成由直流基准分量和各次傅立叶级数两部分共同组成，其具体表达式为：i(t>=I+(2>u(t>=U+式 (2>

5、; 中， I，U ， 一分别为电力系统中电流和电压的直流分量。k为第 k级分量。2 电力系统远动终端RTU系统21系统逻辑拓扑结构为了实现对电力系统中各电气设备的状态和运行工况特性的实时监测和控制，需要将现场电气设备的状态信号和控制信号通过信号测量模块按照交流测量方法进行分析转换后形成对应的信号数据，然后经过数据通信通道传输到远方的2 / 7个人资料整理仅限学习使用调度中心，便于调度运行管理人员进行统一电能分配调度，其基本的逻辑工作拓扑结构如图 1所示。 5PCzVD7HxA22 信号测量模块从图 1可知，信号测量模块主要对电力系统中各现地单元进行实时信号的采集，并通过检测模块内部的 DSP数

6、据处理单元按照前面所述的交流采样信号转换关系转换成系统实时的电参量数据信息。信号测量模块还可以将远方调度中心发出的调度命令转换成对应的控制信号直接作用在各执行机构上完成对现地电气设备的远程控制。jLBHrnAILg23 通信主控模块从 RTU总体设计的要求考虑，可以把通信主控模块分为 CAN总线接口、并串数据转换、可视化人机互通界面、掉电数据保存等多个部分，其具体逻辑结构如图 2所示：3 / 7个人资料整理仅限学习使用1>CAN总线接口。 CAN总线是电力系统远动终端RTU进行数据信息通信的主干网络，采用分散分布逻辑拓扑结构可以实时采集安装在不同位置电气设备的动态信息。 CAN总线接口主

7、要实现通信主控模块与CAN总线进行实时通信获得远程信号测量模块所采集到的实时信号数据，并经内部DSP数据处理单元转换成对应的数据信号传输给远方调度中心，供运行人员制定相应的调度计划。xHAQX74J0X2 ）并一串数据转换。电力系统所采集到的实时信号需要通过并一串数据转换单元将各类数据信息转换成计算机能够识别的数据，然后供超远距离或有内部局域网，可采用网络传输方式，通过网络传输线传输监控视频信号和控制信号，利用网络监控软件对监控信号进行监控，但由于受网络带宽和视频压缩比的限制，图像效果难于确保。监控点多、点位分散、传输距离较近的厂矿，由于存在较严重的扰源，宜采用“一线通”传输方式。这样，可大大

8、减少电缆使用量，节约经费开支。监控点较多且分散、传输距离远、具有相对独立性的室外监控系统，考虑其室外特点，气候、环境复杂、易遭雷击等受外界影响较大，宜选用光缆传输方式。 LDAYtRyKfE3 光缆传输的特点及原理4 / 7个人资料整理仅限学习使用光缆传输系统主要由产生光信号的光发射机、携带光信号的传输光缆和接受光信号的光接收机组成。光发射机的核心器件是激光二极管(LD>或注入型二极(ILD> ，发出光信号沿光媒体传播，实现电一光转换。目前A M光发射机一般采用分布反馈式 (DFB>激光器。这是一种单模 ：作激光器，具有良好的噪声性能、线性和互调性能。因此，可用多频道A M组

9、合信号直接调制。 A M光缆系统中均使用单模光缆做传输媒介，其传输损耗： 常小。光接收机一般采用光电二极管 (PIN PD>作为光电转换器件，实现光电转换已有较好的灵敏度和较高的接收电平，输入光功率范围在0dBmV 10dBmv之间。整个 AM光缆干线传输的带宽目前可做 1GHZ。Zzz6ZB2Ltk光缆传输的特点：1>单模光纤在波长 1 3lmm或 1 55rrml 时光速的低损耗窗口，每公里衰减可做到 0 2dB04dB以下，是同轴电缆每公里损耗的 l 。因此，模拟光纤多路电视传输系统可实现 20kin 无中断传输。目前，通过一根光纤可传输几十路以上的视信号，如果采用多芯光缆，

10、则容量成倍增长。光纤传输不像同轴电缆那样需要相当多的中继放大器，因而没有噪声和非线性失真叠加。dvzfvkwMI1图 3 光缆5拓/扑7图个人资料整理仅限学习使用2>光缆具有细而轻、拐弯半径小、抗腐蚀、不怕潮、温度系数小，基本上不受外界温度变化的影响，从而保证了传输信号的质量。光缆相对无线电、电机或相邻电缆的电噪声，具有较大的阻抗，免受电噪声干扰，不受电磁干扰，因而适合有强电磁干扰和电磁辐射的环境中。光缆多路视频传输系统保密性好，传输信号不易窃取，因此适合保密系统使用。某大学校园监控系统光缆拓扑图( 图3>。rqyn14ZNXI4 结束语本文通过对监控系统常用的几种信号传输方式的优

11、缺点比较，针对室外监控系统布点多而分散、系统大而复杂、受气候环境影响大的特点，从中选择最佳方案一一光缆传输方式。需要指出的是，电缆虽然作为室外监控系统传输有许多优势，但不能简单认为只要选择电缆传输形式，就可确保监控系统的图像质量及运 EmxvxOtOco行效果。因为，即使选择光缆作为传输方式，如果光缆的规格和型号、光端机的品牌的选择不当，同样也达不到预期效果。因此，一套良好的监控系统装置，必须充分考虑系统的各个部分和各个环节。SixE2yXPq5参考文献1 肖湘宁 . 电能质量分析与控制 M. 北京 : 中国电力出版社 ,2004.2 程浩忠 . 电能质量 M. 北京 : 清华大学出版社 ,2

12、006.3 姜齐荣 , 谢小荣 , 陈建业 . 电力系统并联补偿结构、原理、控制与应用 M.北京 : 机械工业出版社 ,2004. 6ewMyirQFL4 王兆安 , 杨君 , 刘进军 . 谐波抑制和无功功率补偿 M. 北京 : 机械工业出版社 ,2002.5 查晓明，孙建军，陈允平 . 并联型有源电力滤波器的重复学习 Boost 变换控制策略 . 电工技术学报 , 2005.2 Vol.20，No.2，PP56 62kavU42VRUs6 Li Ma, Jinghai Zhou, Zhengyu Lu. An improved harmonic detecting approach for

13、active power filterC. Power Electronics and MotionControl Conference, 2000, p 1420-1424.y6v3ALoS897 H.DBattista and R.JMantz. Harmonic series compensators in powersystems:theircontrolviaslidingmodeJ.IEEETransactionsControl System Technology, 2000,8:939-947.M2ub6vSTnP8 HAkagi.NewTrendsinActiveFiltersforPowerConditioningJ.IEEETransacationson IndustryApplication.1995,32(6>:131