調(diào)度是電力系統(tǒng)的指揮系統(tǒng),對電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行起著重要作用。調(diào)度自動化系統(tǒng)提供詳盡、可靠的實時信息,保證調(diào)度員能夠了解電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀,及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)隱患,是提高調(diào)度運行管理水平的重要手段。調(diào)度自動化系統(tǒng)由自動化主站(MTU)、分站(遠(yuǎn)動終端RTU)經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸通道構(gòu)成的整體。通道一方面將分站的實時信息傳送至主站,同時又將主站的命令下發(fā)至分站,其運行的可靠程度直接影響自動化系統(tǒng)的運行狀況。目前,國內(nèi)常用的通信信道有載波、微波、特高頻、擴(kuò)頻、直通電纜、衛(wèi)星、光纖等幾種方式。同時根據(jù)傳送信號的不同可分為模擬通道和數(shù)字通道兩種類型。以下就調(diào)度自動化系統(tǒng)通道配置方案做幾點分析:
一、通道數(shù)量
我們討論通道數(shù)量時是指獨立的遠(yuǎn)動通道。排除通道本身可靠性因素,遠(yuǎn)動主站和分站之間通道數(shù)量越多通信越可靠。這可以從概率學(xué)推出結(jié)論: 假設(shè)單通道的運行率為95%,則雙通道的運行率為
1-(1-0.95)*(1-0.95)=99.75%
三通道的運行率為
1-(1-0.95)*(1-0.95)*(1-0.95)=99.99%
可以看出通道數(shù)量越多,其運行率越高,通信越可靠。但是通道數(shù)量大于、等于三路時,通過增加通道數(shù)量的方式來提高通信質(zhì)量效果已不再明顯。因此,雙通道方案具有較高的性能價格比,為最科學(xué)的通道配置方案。同時,國家電力調(diào)度通信中心《電網(wǎng)調(diào)度自動化與信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中對通道數(shù)量也提出了意見。根據(jù)《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程 DL 5003——1 3.3.3》規(guī)定: 遠(yuǎn)動通道應(yīng)在通信設(shè)計中統(tǒng)一組織。單機(jī)容量為300MW及以上或電廠總?cè)萘繛?00MW及以上的電廠,以及參加自動發(fā)電控制的電廠和330kV及以上電壓等級的樞紐變電站,應(yīng)有2個獨立的遠(yuǎn)動通道,當(dāng)1個通道故障時,可進(jìn)行自動切換或人工切換。220kV樞紐變電站有條件時也可有2個獨立通道。
隨著電力通信的迅速發(fā)展,為保證調(diào)度自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,建議110kV以上電壓等級的變電站均應(yīng)配置2個獨立的遠(yuǎn)動通道。
二、通道分析
就目前國內(nèi)常用的通道方式進(jìn)行分析:
直通電纜在遠(yuǎn)動主站和分站之間架設(shè)通信電纜,通信質(zhì)量比較可靠,但是每一條通信電纜只有一條通信信道,同時當(dāng)傳輸距離較遠(yuǎn)時,衰耗比較嚴(yán)重。因此目前此方案采用的已經(jīng)較少。
電力載波是我國電力通信發(fā)展初期的主要通信手段,其特點是高壓線路所到之處,均能實現(xiàn)載波通訊。但是模擬載波的波特率上限為600Bd,并且模擬載波和數(shù)字載波均有一個缺陷,載波機(jī)的數(shù)目隨著端點之間線路數(shù)目增加而增加。遠(yuǎn)動主站和分站之間有N條線路,就需要2N臺載波機(jī)構(gòu)成通信信道。隨著中間環(huán)節(jié)的增加,加大了故障幾率,降低了可靠性。目前仍有大部分地區(qū)保留有載波方式,但其在電力通信中的重要位置已呈下降趨勢。
微波、特高頻、擴(kuò)頻為無線傳輸方式,隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,其運行可靠程度已經(jīng)達(dá)到較高水平。綜合考慮安裝成本、信道數(shù)量、可靠率、通信質(zhì)量、維護(hù)等諸多因素,已經(jīng)成為目前主流的通信方式。在電力通信中已逐步取代載波占據(jù)主要地位。
光纖通訊以其傳輸速率高、容量大、穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點獲得認(rèn)可,但其相對昂貴的造價讓人止步,目前主要用于通信主干道的建設(shè)。市區(qū)范圍內(nèi)距離調(diào)度主站較近,同時數(shù)據(jù)信息量較大的綜合自動化站也有采用光纖構(gòu)造環(huán)網(wǎng),提高通信可靠性。
衛(wèi)星通信在傳輸信號時有一定的延時,但是不受地理位置的限制,對于不便采用其它通信方式的邊遠(yuǎn)或山區(qū)變電站而言是一個不錯的選擇。
三、影響通信可靠程度的因素
就同一種通信方式而言,波特率越高其誤碼率越高,可靠率降低。以載波模擬通信為例,以600Bd通信時誤碼率較以300Bd通信時平均上升5倍。但是不同的通信方式其通信可靠程度又不一樣。根據(jù)現(xiàn)場實踐經(jīng)驗,一般而言,微波通信可靠程度比載波通信高,但是比擴(kuò)頻通信低。光纖通信最為可靠; 而衛(wèi)星通信可靠程度介于光纖通信和擴(kuò)頻通信之間。對于不同廠家的通信產(chǎn)品、不同的外界環(huán)境和以及設(shè)備安裝調(diào)試工藝也對通信質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。
模擬通道的波特率較低,一般不超過600Bd。數(shù)字通道波特率一般高于600 Bd。就目前遠(yuǎn)動分站(RTU)而言,一般均提供有數(shù)字接口,同時也通過Modem收發(fā)模擬信號。調(diào)度主站與分站之間的通信主要采用兩類規(guī)約: 一類是循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約,一類是問答式遠(yuǎn)動規(guī)約。循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約需要點對點的遠(yuǎn)動通道結(jié)構(gòu),即每個分站均需要自己獨立的通道。問答式遠(yuǎn)動規(guī)約可以多臺分站信號轉(zhuǎn)接在一路訊道上,通過站地址來相互區(qū)分。調(diào)度主站接受信號是一種分時系統(tǒng),它提供特定的時間段來接受特定通道的信號。綜合自動化變電站的信息量較常規(guī)RTU要大,在上傳信息時其數(shù)據(jù)幀的幀長要增加,如果采用300Bd通信時,會發(fā)生因數(shù)據(jù)幀接受不全而產(chǎn)生的丟幀現(xiàn)象。因此對于綜合自動化變電站通信要采用600 Bd以上,建議使用1200Bd。
總結(jié)
在進(jìn)行調(diào)度自動化系統(tǒng)通道方案的制定時,如果資金等各方面條件允許:
1、應(yīng)優(yōu)先考慮通信可靠率高的通信方式。優(yōu)先采用光纖、擴(kuò)頻等通道,避免采用載波、直通電纜等相對落后的方案。以保證通道的良好運行,提高通信可靠率。
2、通道盡量要采用雙通道配置方案。避免因通道中斷而產(chǎn)生的通信故障,保證調(diào)度自動化系統(tǒng)能實時、準(zhǔn)確的為調(diào)度人員提供信息,確保電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運行。
3、通道波特率選擇根據(jù)通道的不同,建議采用600 Bd以上方案,盡量不選用300 Bd的波特率。
4、優(yōu)先選用數(shù)字通信方案。由于數(shù)字通信可靠率較高,優(yōu)先考慮雙數(shù)字通道方案。如果條件不允許,盡量考慮一路數(shù)字、一路模擬方案,避免兩路模擬通信方案。
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