發(fā)布時間：2023-05-29 16:03:26
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[關(guān)鍵詞]電力 遠動系統(tǒng) 故障 措施
中圖分類號：TH165+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0156-01
引言
電力系統(tǒng)遠動是為電力系統(tǒng)調(diào)度服務(wù)的遠程監(jiān)視與控制技術(shù)。遠動技術(shù)起源于20世紀30年代，首先應(yīng)用于鐵路運輸系統(tǒng).20世紀40年代用于電力系統(tǒng)，20世紀50年代末在我國的電力系統(tǒng)才得到應(yīng)用。遠動技術(shù)是對分散在相距較遠的生產(chǎn)單位及生產(chǎn)設(shè)備，為完成同一生產(chǎn)任務(wù)，服從一個調(diào)度機構(gòu)指揮，收集信息、實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制而產(chǎn)生的一門技術(shù)。它將各個發(fā)電廠、變電站的運行工況轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘栃问剑由媳Ｗo措施以防止傳輸過程中的外界干擾，經(jīng)過調(diào)制后，由通信通道傳送到凋度端。在調(diào)度端經(jīng)過反調(diào)制，如無干擾就還原為原來發(fā)電廠、變電站工況的一些信號并顯示出來，供給調(diào)度人員監(jiān)視之用。調(diào)度端的各種調(diào)度命令也可以通過類似過程下發(fā)到發(fā)電廠和變電站，對設(shè)備進行各種參數(shù)修改、控制和調(diào)節(jié)。遠動技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)的調(diào)度管理工作進入了自動化階段。
一、電力運動系統(tǒng)的組成
電力運動系統(tǒng)一般由主站設(shè)備、通道設(shè)備、子站設(shè)備組成，這三部分是相互聯(lián)系、缺一不可。
1、主站設(shè)備。
包括調(diào)度計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)及附屬設(shè)備。
2、通道設(shè)備。
音頻通訊、光纖通信。
3、子站設(shè)備。
RTU或綜合自動化
電廠電力運動系統(tǒng)的主站設(shè)備一般都會設(shè)在調(diào)度中心，通訊通道采用音頻電話線，子站設(shè)備由砌叫箱和開關(guān)組成。可以實現(xiàn)對于廠外供電的電壓、電流進行監(jiān)控，并具有故障報警、事故記錄功能。
電力系統(tǒng)遠動的功能
所謂遠動是指利用遠程通信技術(shù)進行信息傳輸，實現(xiàn)對遠方運行設(shè)備的監(jiān)視和控制。
遙測即遠程測量，是指應(yīng)用遠程通信技術(shù)，傳輸被測變量的值。
遙信即遠程指示；遠程信號是指對如告警情況、開關(guān)位置或閥門位置這樣的狀態(tài)信息（開關(guān)信號）的遠程監(jiān)視。根據(jù)受控設(shè)備的不同，遠程控制可分為遙控和遙調(diào)。
遙控。又稱遠程命令，是應(yīng)用遠程通信技術(shù)使運行沒備的狀態(tài)產(chǎn)生變化，如對斷路器的控制。
遙調(diào)。又稱遠程調(diào)節(jié)，是應(yīng)用遠程通信技術(shù)，完成對具有兩個以上狀態(tài)的運行設(shè)備的控制，如機組出力的調(diào)節(jié)、勵磁電流的調(diào)節(jié)、有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置調(diào)節(jié)等。
由此可見，遠動技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使調(diào)度員在調(diào)度中心借助遙測和遙信功能，便能監(jiān)視遠方運行設(shè)備的實時運行狀況；借助遙控和遙調(diào)功能，可以完成對遠方運行設(shè)備的控制，即實現(xiàn)遠程監(jiān)視和遠程控制，簡稱為遠程監(jiān)控。所謂“四遙”是遙測、遙信、遙控、遙調(diào)技術(shù)的簡稱，是電力系統(tǒng)遠動要完成的基本功能。所以，遠動技術(shù)是“四遙”的結(jié)合。
二、運行中常見的故障發(fā)生部位分析
主站計算機：故障類型有硬件和軟件兩種。如果計算機開啟后，顯示器不顯示或主機工作不正常，這可能是計算機硬件或操作系統(tǒng)問題；如果操作系統(tǒng)運行正確，而調(diào)度端系統(tǒng)運行部正常，這是調(diào)度端運動系統(tǒng)軟件的問題。
通道通訊問題：如果主機顯示個別子站通訊不正常，可判斷為通道問題。
子站RTU故障：RTU由電源模板、監(jiān)控模板、通訊模板等組成，每塊模板都有相應(yīng)的指示燈指示是否正常，通過觀察指示燈可以初步判斷故障模板。
三、查找故障的方法
查找故障的方法―般有觀察法、測量法和替換法。
3.1、觀察法：查看組成電力運動系統(tǒng)的各設(shè)備模塊燈光指示是否正常。
3.2、測量法：經(jīng)觀察法不能準確判斷故障時，可以用專用工具進行檢測，常用工具為萬用表。另一種檢測方法是利用監(jiān)聽軟件進行測試。通過檢查報文，就可以準確判斷故障部分。
3.3、替換法：由于現(xiàn)在設(shè)備多為獨立模板組成，在明確故障部位后，可相應(yīng)進行處理，對于模板故障，可用相同型號正常模板替換故障模板，將故障模板返廠維修。
四、預(yù)防措施
4.1、在設(shè)計階段，可以考慮到RTU的現(xiàn)場運行條件、防雷等要求。此外，運動設(shè)備的更新改造設(shè)計方案，在選型上應(yīng)盡量選用同一廠家的產(chǎn)品，避免設(shè)備選型雜亂。便于運行人員和維護人員熟悉掌握設(shè)備使用，為以后維護提供方便。
4.2、在施工驗收階段，在設(shè)備新投入運行、改造時應(yīng)嚴格按照相關(guān)標準制定調(diào)試大綱，對設(shè)備做好傳動試驗工作，各級驗收人員要把好驗收關(guān)，杜絕運動設(shè)備存在缺陷投入運行。
4.3、在運行維護過程中，運動設(shè)備維護技術(shù)人員，應(yīng)每天對子站遙測、遙信、遙控、搖調(diào)等信息進行巡視檢查，統(tǒng)計好設(shè)備缺陷，分析其產(chǎn)生的原因，結(jié)合設(shè)備停電及時處理，按照設(shè)備維護試驗周期，做好故障總結(jié)。
培訓(xùn)學(xué)習(xí)，由于設(shè)備廠家與用戶在不同角度，售后服務(wù)跟不上，導(dǎo)致處理不及時，因此，作為用戶不能過分依賴廠家技術(shù)人員，要加強本單位運動維護人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，增強專業(yè)理論基礎(chǔ)，對出現(xiàn)的問題做好運行情況分析，不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗，切實提高排除復(fù)雜問題的能力。
五、結(jié)束語
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電網(wǎng)的可靠性要求甚高。電網(wǎng)自動化程度也越來越高。因此，對遠動通信設(shè)備穩(wěn)定性和專業(yè)技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)提出更高要求，這既是一種挑戰(zhàn)又是一種機遇，應(yīng)抓住機遇不失時機創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。遠動設(shè)備維護人員，必須在實際工作中不斷地學(xué)習(xí)理論知識和設(shè)備原理，結(jié)合實際情況，為電力安全運行保駕護航。
參考文獻
[1] 周澤軍，電力遠動系統(tǒng)故障分析[J]，華中電力，2013年07期.
關(guān)鍵詞：自動化 變電站 模擬通道 網(wǎng)絡(luò)通道
前言
實現(xiàn)調(diào)度自動化的核心是遠動系統(tǒng)，它的引入電力生產(chǎn)，使調(diào)度和集控人員可以及時掌握電網(wǎng)運行狀況和處理各種事故，減小和縮短了停電時間。可是，在無人值班變電站的發(fā)展趨勢下，通道異常后會使變電站失去實時監(jiān)測和控制，從而使變電站自動化系統(tǒng)失去作用?；谶h動通道的重要地位，我們必須掌握遠動通道中斷時的檢測和處理方法，以便能使遠動通道快速恢復(fù)運行。本文對遠動通道異常的主要原因、故障現(xiàn)象、處理方法進行了分析和介紹，通過案例分析，總結(jié)故障處理的總體思路和各種處理方法的具體應(yīng)用。
1 遠動信息傳輸原理
遠動通道是連接廠站端與主站端的“高速公路”，因此，遠動信息通過遠動通道進行傳送，根據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容不同，遠動通道可分為網(wǎng)絡(luò)通道和模擬通道兩種。所謂的網(wǎng)絡(luò)通道即數(shù)字通道，是指以以太網(wǎng)的傳輸規(guī)約，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進行通信。而模擬通道則采用調(diào)制解調(diào)器（MODENM）進行通信。
（1）以太網(wǎng)傳輸規(guī)約
IECl04規(guī)約是專用于以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娏σ?guī)約，采用問答式信息傳輸模式，對信道要求高，須為雙向通道。若調(diào)度端要得到廠站端的監(jiān)視信息，必須向其發(fā)送查詢命令報文。廠站端按照收到的不同類型命令報文發(fā)送回答報文。在遠動通道調(diào)試常常根據(jù)通信報文來診斷故障。
（2）串行通信傳輸規(guī)約
計算機通信的基礎(chǔ)是同步，發(fā)送端時鐘頻率須等于接收端傳輸時鐘頻率、相位一致的運轉(zhuǎn)?？梢岳斫鉃閮啥怂俾氏嗤a元起止時刻相同。串行通信指信息一位一位傳輸，對應(yīng)計算機RS232串口。適用于串行通信的規(guī)約有IECl01規(guī)約、CDT規(guī)約等。
2 變電站遠動通道異常分析
2.1 變電站遠動通道異常的主要原因
（1）軟件方面存在規(guī)約設(shè)置不正確的可能性。
（2）硬件方面存在通道板或網(wǎng)絡(luò)設(shè)置錯誤的問題。
（3）通信通道設(shè)備發(fā)生異常或被錯誤配置。
2.2 變電站遠動通道異常的現(xiàn)象
（1）調(diào)度主站某變電站數(shù)據(jù)刷新很慢甚至不刷新。
（2）調(diào)度主站或遠動裝置收不到報文或解碼不正確，甚至報與變電站通信中斷。
3 變電站遠動通道異常診斷與處理
3.1 設(shè)備故障
由圖1可知，通信每一個環(huán)節(jié)中設(shè)備故障都會造成通信中斷，比如站內(nèi)設(shè)備：MODEM被雷擊、遠動機壞以及遠動信息傳輸設(shè)備：DDF（數(shù)字配線架）壞或2M頭焊接不牢固、PCM設(shè)備壞、2M協(xié)議轉(zhuǎn)換器摔壞等，硬件設(shè)備損壞自然會使通道中斷或嚴重誤碼，因此保證硬件設(shè)備的良好運行狀態(tài)，是維護工作的重中之重。如已發(fā)現(xiàn)硬件設(shè)備損壞，應(yīng)用排除法迅速定位故障點，及時更換故障板件完成消缺。
3.2通道故障
遠動通道的分類一般有以下兩種方式：一是按傳輸?shù)慕橘|(zhì)可以分為模擬通道和網(wǎng)絡(luò)通道；而是按數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約分類分為101 通道、104 通道。我們將以介質(zhì)分類來講：
（1）模擬通道
模擬通道使用調(diào)制解調(diào)器進行通信，變電站涉及范圍包括總控配置、總控到調(diào)制解調(diào)器的串口、調(diào)試解調(diào)器本身、調(diào)制解調(diào)器到通信接口屏、通信設(shè)備等環(huán)節(jié)。在串口方式下，要注意串口參數(shù)和調(diào)制解調(diào)器參數(shù)配置的一致性。首先要檢查通信線是否正確，兩側(cè)收發(fā)是否需要交換；其次要檢查串口的通信方式以及串口的波特率、數(shù)據(jù)位、起始位、停止位、校驗位是否一致，調(diào)制解調(diào)器的波特率、中心頻率、頻偏和工作模式等內(nèi)容是否一致。
（2）網(wǎng)絡(luò)通道
網(wǎng)絡(luò)通道，變電站涉及的環(huán)節(jié)有遠動裝置、遠動裝置網(wǎng)卡配置、網(wǎng)卡至交換機、二次安全防護系統(tǒng)、路由器、通信設(shè)備的核心交換機、核心路由器等。
若檢查網(wǎng)絡(luò)通道，首先需檢查網(wǎng)絡(luò)通信線線接頭是否符合制作標準、網(wǎng)絡(luò)線是否完好，網(wǎng)絡(luò)交換機工作是否正常，必要時應(yīng)該實用對線器對網(wǎng)線進行檢查；其次還要檢查網(wǎng)絡(luò)通道的好壞，并正確配置路由器， 遠動裝置IP地址、子網(wǎng)掩碼以及網(wǎng)關(guān)是否正確配置，二次安防設(shè)備是否正確配置，也可用筆記本電腦模擬主站的IP 配置，然后測試站端與主站之間是否PING通，再進一步進行故障排查。
4 案例分析
由于通道異常的原因比較復(fù)雜，現(xiàn)以一個具體的案例介紹一下問題處理的思路。
某新建110kV變電站在驗收階段，發(fā)現(xiàn)全站數(shù)據(jù)不刷新，失去對該站監(jiān)控。自動化廠站端工作人員在接到部門上報的緊急缺陷通知后，第一時間趕赴到現(xiàn)場。進站以后看到事故的表象為遠動屏里兩個MODEM裝置TXD燈不停閃爍，RXD燈常滅，與此同時CD燈一直亮紅色（處于告警狀態(tài)）。根據(jù)表象快速判斷故障可能出在MODEM上或遠動通道上，根據(jù)經(jīng)驗我們用環(huán)回法，逐一排除了站內(nèi)RTU裝置到MODEM通信正常，MODEM到避雷裝置出線通信正常，避雷裝置出線到DDF配線架通信正常，最后請通信班人員協(xié)助排查了從該站到地調(diào)通道正常。至此通道正常，硬件也正常。我們快速判斷只有一種可能，就是兩邊所用MODEM設(shè)備單方面被改動，造成MODEM設(shè)置不一致，以致無法正常通信。最后我們嘗試把該站跳線設(shè)置更改為中心頻率2880Hz、波特率600、頻偏+150，結(jié)果該站通信恢復(fù)正常，但廠站數(shù)據(jù)不刷新，這時我們憑經(jīng)驗重啟了下遠動機，目的是讓RTU重讀程序一遍，最終數(shù)據(jù)刷新。
5 結(jié)束語
在通訊出現(xiàn)異常時應(yīng)根據(jù)如下原則進行判斷、處理：“先主站、后被控站；先自己、后他人；先觀察、后測量；先分段做環(huán)、再具體檢查；先重啟、再更換?！倍鴮τ谀切┯靡话闶侄魏凸ぞ唠y以排查的故障，還可以進一步用標準串口測試程序或廠家提供的其他測試程序分別對各通訊口進行數(shù)據(jù)檢測，通過查閱相應(yīng)的數(shù)據(jù)報文可以看出通訊線路上傳輸?shù)木唧w數(shù)據(jù)，從而判斷出故障的類型和位置。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；管理系統(tǒng)；分析
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
電力是現(xiàn)代社會使用最廣泛的二次能源。電力的安全、穩(wěn)定和充足供應(yīng)是國民經(jīng)濟全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的重要保障條件，事關(guān)經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家安全大局。自從1998年全國裝機容量超過277GW，躍居世界第2位以來，我國電力仍以較高的速度和更大的規(guī)模在迅猛發(fā)展，預(yù)計到2011年底，我國電力裝機總?cè)萘浚珖趶桨l(fā)電裝機容量將超過10.4億千瓦。電力自動化管理系統(tǒng)首先要有一個計算機平臺。該計算機平臺在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、人機界面、通信規(guī)約上遵守現(xiàn)行的工業(yè)標準，應(yīng)是一個開放系統(tǒng)，是一個可以不斷集成和擴展的靈活的計算機系統(tǒng)。在這一點上，與調(diào)度自動化EMS系統(tǒng)的計算機平臺是一樣的。不同的是，它面對的是信息量特別大，而通信又較為薄弱的配電網(wǎng)。
1 電力自動化管理系統(tǒng)的特點
1.1電力自動化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備多，數(shù)據(jù)庫龐大，管理復(fù)雜。DMS的監(jiān)控對象為電源進線及變電站、10kV開閉所、小區(qū)變電站、配電變電站、分段開關(guān)、補償電容器、用戶電能表和重要負荷等，因此站點非常多，通常要有成百上千甚至上萬個。數(shù)量繁多的終端設(shè)備不但給系統(tǒng)組織帶來較大的困難，而且在控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò)上，處理這么大量的信息并進行設(shè)備管理，比輸電網(wǎng)更繁瑣。特別是在圖形工作站上，若要較清晰地展現(xiàn)配電網(wǎng)的運行方式，困難將更大。
1.2電力自動化管理系統(tǒng)的大量終端設(shè)備不在變電站內(nèi)，要求設(shè)備可靠性更高。輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的終端設(shè)備一般可以安放在被測控的變電站內(nèi)，行業(yè)標準中對這類設(shè)備按戶內(nèi)設(shè)備對待，只要求其在10℃―55℃環(huán)境溫度下工作即可。而配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的大量終端設(shè)備不能安置在室內(nèi)，如測控饋線分段開關(guān)的饋線RTU，就必須安放在戶外。其工作環(huán)境惡劣，通常要求在―25.75℃、濕度高達95℃的環(huán)境下工作，所以設(shè)備的關(guān)鍵部分就必須采用工業(yè)級的芯片，還要考慮防雨、散熱、防雷等因素，這類設(shè)備不僅制造難度大，而且造價也較戶內(nèi)設(shè)備高。此外，因配電網(wǎng)的運行方式需要經(jīng)常調(diào)整，對電力自動化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備進行遠方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)的高得多，這就更要求電力自動化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備具有較高的可靠性。
1.3電力自動化管理系統(tǒng)的通信方式多樣復(fù)雜。承擔(dān)傳送數(shù)據(jù)和通話任務(wù)的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，由于包含有各種類型側(cè)控裝置，因而常常具有多種通信方式。配電網(wǎng)終端設(shè)備的數(shù)量非常多又比較分散，也大大增加了配電自動化通信系統(tǒng)的復(fù)雜性。但其通信速率，由于配電網(wǎng)不必考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題而不如輸電系統(tǒng)要求得那么高。
2 電力自動化管理系統(tǒng)的功能
2.1配電網(wǎng)的SCADA功能
配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)是通過監(jiān)測裝置來收集配電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理以及對配電網(wǎng)進行監(jiān)視和控制。監(jiān)測裝置除了變電站內(nèi)的RTU和監(jiān)測配電變壓器運行狀態(tài)的TTU之外，還包括沿饋線分布的FTU （饋線終端裝置），用以實現(xiàn)饋線自動化的遠動功能。配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)采集、四遙、狀態(tài)監(jiān)視、報普、事件順序記錄、統(tǒng)計計算、制表打印等功能。
由于配電SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控對象既包含大的開閉所和小區(qū)變電站，又包括數(shù)金極多但單位容量很小的戶外分段開關(guān)，因此常將分散的戶外分段開關(guān)監(jiān)控集結(jié)在若干點（稱做區(qū)域站或集控站）以后再上傳至控制中心。若分散的點太多，還可以做多次集結(jié)。當(dāng)配電網(wǎng)設(shè)備比較密集時，可按距離遠近劃分小區(qū)，將區(qū)域站設(shè)置在距小區(qū)中所有測控對象均比較近的位置，通信通道適合采用電纜或光纖。而當(dāng)配電網(wǎng)比較狹長時，可將區(qū)域站設(shè)置在為該配電網(wǎng)供電的110kV變電站內(nèi)，此時最好采用配電載波通信方式傳輸信息。
2.2配電變電站自動化
配電變電站自動化SA有以下基本功能：對配電所實施數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，與控制中心和調(diào)度自動化系統(tǒng)（SCADA）通信。
2.3饋線自動化
饋線自動化FA是指配電線路的自動化，在正常狀態(tài)下，實時監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，實現(xiàn)線路開關(guān)的遠方或就地合閘和分閘操作。在故降時獲得故障記錄，并能自動判別和隔離饋線故障區(qū)段，迅速對非故障區(qū)域恢復(fù)供電.
2.4用戶自動化
用戶自動化主要包括負荷管理和用電管理。負荷管理是根據(jù)需要來控制用戶負荷，并能幫助控制中心操作員制定負荷控制策略和計劃。用電管理主要包括自動計量計費系統(tǒng)等。
2.5配電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件
高級應(yīng)用軟件（PAS）主要是指配電網(wǎng)絡(luò)分析計算軟件，包括負荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)拓撲分析、狀態(tài)估計、潮流計算、線損計算分析、電壓/無功優(yōu)化等。高級應(yīng)用軟件是有力的調(diào)度工具，通過高級應(yīng)用軟件，可以更好地掌握當(dāng)前運行狀態(tài)。配電自動化中的這些軟件與調(diào)度自動化的相類似，但配電網(wǎng)中不涉及系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)頻之類的問題。當(dāng)前電力自動化管理系統(tǒng)的高級應(yīng)用件可以分成三個層次開發(fā)：①基本應(yīng)用軟件，即網(wǎng)絡(luò)分析軟件；②派生類軟件，如變電站負荷分配、饋線負荷分配等；③專門應(yīng)用軟件，如小區(qū)負荷預(yù)報、投訴電話處理，變壓器設(shè)備管理等。
3 電力自動化管理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展
3.1變電站自動化的新進展
變電站自動化是將變電站的二次設(shè)備利用計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站實施自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。變電站自動化系統(tǒng)可以收集較為齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和判斷功能，方便監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運行和操作。目前，我國的變電站自動化技術(shù)已經(jīng)很成熟，并廣泛地應(yīng)用于高、中、低壓變電站中，這大大提高了變電站的運行效率及可靠性。但與國外先進的變電站自動化系統(tǒng)相比，仍存在許多需要改進的地方。如國外無論是分層分布式的變電站自動化系統(tǒng)還是常規(guī)的RTU方式，均能可靠地實現(xiàn)變電站的無人值班監(jiān)控，這對國內(nèi)進行新、老變電站自動化系統(tǒng)的建設(shè)和改造很有啟發(fā)。
3.2電網(wǎng)調(diào)度自動化的新進展
電網(wǎng)調(diào)度自動化是現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化的主要組成部分和核心內(nèi)容，它是信息技術(shù)、計算機技術(shù)及自動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。經(jīng)過近20年的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行中已經(jīng)起著不可或缺的作用。電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)及自動控制技術(shù)的發(fā)展而日新月異，系統(tǒng)升級換代很快，當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展面臨著一些挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)安全對于以實時運行為首要任務(wù)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)尤為重要，但隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛使用，網(wǎng)絡(luò)攻擊和病毒侵害不斷發(fā)生，對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全運行構(gòu)成了威脅。一方面，從網(wǎng)絡(luò)安全的角度出發(fā)，需要將調(diào)度自動化系統(tǒng)隔離運行；另一方面，隨著自動化系統(tǒng)的規(guī)模日益擴大、應(yīng)用復(fù)雜度的日益提高，各個控制中心之間以及各個自動化子系統(tǒng)之間的交互大大增強，需要進行信息的一體化整合與集成。因此，需要對調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全集成技術(shù)進一步研究，使得系統(tǒng)的開放性、穩(wěn)定性、可靠性、實用性，特別是安全性更強。
4 結(jié)束語
電力自動化管理系統(tǒng)可以是集中式的，即由一個配電管理自動化主站，實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，并和饋線自動化、變電站自動化、用戶管理等集成為一個系統(tǒng)；電力自動化管理系統(tǒng)也可以是分層、分布式結(jié)構(gòu)的，如在變電站中設(shè)立二級主站，整個電力自動化管理系統(tǒng)由一個一級主站及若干個子系統(tǒng)（如負荷管理等子系統(tǒng)）集成。這樣的信息收集和處理也是分層和分布的，適合采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：混合動力電動汽車；制動能量回收；HEV制動；制動力D時間曲線
中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）36-0043-03
混合電動汽車（HEV）是同時燃油和用電以供正常運行的汽車，并且以電能提供主要動力。隨著對環(huán)境要求的提高和汽油價格的攀升，HEV一直是目前汽車領(lǐng)域研究的熱點，其環(huán)保性和節(jié)能性相比于傳統(tǒng)的燃油汽車而言已經(jīng)有了很大的改善。它已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)汽車的完全靠汽油行駛的弊端，對目前國家背景下汽油價格不斷攀升的汽車用戶的經(jīng)濟狀況有很大的緩解。雖然目前國內(nèi)外對混合電動汽車都有些研究，可普遍都比較關(guān)注HEV的能量利用率的問題。而制動能量回收對于HEV的能量利用率有著十分重要的意義，不但能夠?qū)π铍姵剡m當(dāng)充電，更重要的是能夠延長汽車的行駛距離，提高整個汽車的性能。
一、制動模式
制動就是汽車在行駛過程中通過制動系以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或者坡道上。行業(yè)中研究HEV的制動能量回饋中汽車的運行模式，主要包括三種：
（一）急剎車
急剎車是指制動加速度大于2m/s2的制動過程，其往往是由于突然的狀況而采取的制動行為。而且，在實際的制動操作中，這類剎車往往以機械為主，同時輔助以電剎車。目前，普遍的中高檔汽車都配備ABS裝置來防止車輪在急剎車的狀況下抱死，出現(xiàn)
危險。
（二）中輕度剎車
中輕度剎車是介于正常剎車和急剎車之間的制動過程，其制動全過程通過電剎和手剎相結(jié)合的方式來實現(xiàn)平穩(wěn)剎車，保證行人和車輛剎車過程中的平穩(wěn)。
（三）下長坡過程中的剎車
汽車下長坡的過程中一定要限制車速，保證汽車行駛的安全性。在制動力不是很大的時候可以適當(dāng)采用電剎，如果是制動力比較大的話，就可以通過電剎和手剎相結(jié)合的方式來實現(xiàn)汽車平穩(wěn)下坡。其制動過程中的能量回收表現(xiàn)為回饋電流小，時間長，不滿足電池的最大充電時間。
二、制動能量回收的約束條件
混合電動汽車如果要實現(xiàn)制動能量回收，必須要滿足幾個要求：
（一）符合安全要求，滿足駕駛者的習(xí)慣
制動過程中的安全問題是首要的，離開了安全，一切分析都變得毫無意義。在安全制動的前提下，我們應(yīng)該盡可能的按照駕駛者應(yīng)該有的習(xí)慣操作進行合理設(shè)置，符合人機工程設(shè)計要求。盡量避免大范圍的、不符合駕駛員操作的行為習(xí)慣的設(shè)計，在充分考慮了HEV的駕駛員和乘客的感受之后，能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收的混合電動汽車在使用特別是制動過程中應(yīng)該盡量和傳統(tǒng)汽車保持一致，這樣，才能為大眾所接受。
（二）考慮成本和市場
混合電動汽車的制動能量回收是為了更好的展現(xiàn)汽車行駛功能的，在設(shè)計能量回饋體系的時候一定要充分考慮設(shè)計的成本和市場。同時在基礎(chǔ)之上，要盡可能將混合電動汽車的控制體系做成一個人機交互的整體，實現(xiàn)能量回饋的充分性和最優(yōu)化。而且，制動回饋的能量也要適應(yīng)市場需要，與時展的大局相吻合，贏得市場和大眾的認可。
（三）能量回收過程中要保證充電的安全
HEV中常采用的電池為蓄電池、鋰電池、鎳氫電池。在制動能量反饋系統(tǒng)設(shè)計的過程中要考慮不同電池能量回收的差異和充放電特性，盡可能快速的、高效地進行電量回收。避免充電時間過長而造成過充，對電池造成損傷。例如，要考慮電池的充放電深度，電池的可接受最長充電時間和最大充電電流，同時也要保證能量回饋過程能夠有效的停止，結(jié)合各方面的因素綜合分析，制定切實可行的制動能量回收策略，實現(xiàn)能量的最大限度回收。
三、制動能量回饋系統(tǒng)
（一）制動系統(tǒng)的構(gòu)成原理
目前，中、高檔汽車上都安裝有ABS裝置，由于ABS是防止側(cè)滑的，作為汽車遇到緊急狀況而出現(xiàn)一腳踩死制動器踏板而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向失靈等狀況。通過不斷的實驗和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，側(cè)向滑移率和縱向附著力有著很重要的關(guān)系，具體如圖1所示：
由圖1可知，當(dāng)路面附著系數(shù)比較小時，滑移率比較小，車輪的滑移率是呈遞增的趨勢，只要保證在一定的范圍內(nèi)，就能合理的抑制汽車縱向滑動，實現(xiàn)汽車的平順轉(zhuǎn)向等。
（二）制動系統(tǒng)的組成
汽車制動系統(tǒng)作為汽車制動時的重要部件，是汽車實現(xiàn)制動的依據(jù)。在不同的汽車中，汽車的制動系統(tǒng)有著細微的差別，但是汽車制動系統(tǒng)卻都有些不可或缺的部分，例如ABS系統(tǒng)、電子控制元件和液壓調(diào)節(jié)器。
ABS是制動系統(tǒng)實現(xiàn)有效制動、防止車輪抱死的重要裝置。目前市場上有許多種不同的形式，但是其控制原理大致相同，實現(xiàn)的依據(jù)大體相似。液壓調(diào)節(jié)器是ABS的主體元件，是保證ABS正常運轉(zhuǎn)的核心部件，主要有電磁閥、蓄能器、回油泵和輔助液壓閥
組成。
在防止車輪抱死的過程中，通過液壓調(diào)節(jié)閥的開關(guān)動作實現(xiàn)制動輪缸壓力的調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)控制單元芯片檢查并判斷出當(dāng)前的狀態(tài)是增壓時，常開閥和常閉閥都處于斷電狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)，實現(xiàn)常開閥打開，常閉閥關(guān)閉，主缸的高壓制動液經(jīng)常開閥進入輪缸而實現(xiàn)油壓的升高；同理，當(dāng)ECU檢查出當(dāng)前狀態(tài)是減壓狀態(tài)，就會執(zhí)行相反操作，使得常開閥關(guān)閉，常閉閥打開，使得輪缸內(nèi)的制動液進入低壓蓄能器，實現(xiàn)回油泵中制動液的回流。
（三）制動能量回饋的控制系統(tǒng)
目前，HEV的能量回饋有許多種，例如有模糊邏輯的制動能量回饋控制系統(tǒng)、基于DSP的制動能量回饋系統(tǒng)、基于比例的制動能量回饋控制系統(tǒng)。但他們主要核心結(jié)構(gòu)都大體相同，制動能量回饋結(jié)構(gòu)如圖2所示：
對于HEV而言，制動時的能量回收主要體現(xiàn)在制動力矩和液壓力矩同時工作時，制動系統(tǒng)必須控制好電機轉(zhuǎn)矩的平衡性，使得電機能夠有效的產(chǎn)生反饋能量之外，也能夠盡可能早的實現(xiàn)汽車的停車。
制動前，可以根據(jù)汽車理論中的行駛功率平衡方程式來解釋：
P1=P2+P3+P4（不考慮加速阻力）
其中：P1――汽車行駛功率，P2――滾動阻力功率，P3――空氣阻力功率，P4――坡度阻力功率。當(dāng)開始制動時，主要的阻力功率由電機產(chǎn)生，電機轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化產(chǎn)生一定的電量，通過一定的線路儲存在能量管理系中，實現(xiàn)能量的回饋。
由圖2可知，制動開始之后，整車控制器會通過自己本身自帶的控制算法，結(jié)合踏板下行的幅度，考慮汽車行駛車速和加速度來判斷汽車行駛狀態(tài)：汽車此時處于緊急制動狀態(tài)、正常制動狀態(tài)還是下長坡制動狀態(tài)。在確定汽車所處狀態(tài)之后，根據(jù)電池電壓、電流和電量的多少等參數(shù)的具體情況進行分析計算，將計算所得的數(shù)據(jù)分別向電機控制器和ABS同時發(fā)送指令，而且控制器也會向能量管理系統(tǒng)發(fā)送充電準備狀態(tài)。然后將電機的電動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)點狀態(tài)，在能量管理系統(tǒng)的允許下開始給能量管理系統(tǒng)進行充電實現(xiàn)電量的儲存。制動控制器也開始將制動系統(tǒng)的硬件設(shè)備進行合理的調(diào)整以準備執(zhí)行液壓制動過程，方便汽車的平穩(wěn)停車。在制動的整個過程中，控制器可以根據(jù)車速的不斷變化，整車控制器不斷改變發(fā)出的制動控制指令和制動力矩調(diào)節(jié)指令。
在實際的設(shè)計中，可以采用基于CAN總線的設(shè)計控制器，通過西門子公司生產(chǎn)的嵌入式的CAN總線的制動能量回饋控制器，通過適當(dāng)?shù)某跏蓟?，就能滿足相關(guān)的使用要求。
（四）系統(tǒng)仿真分析
對于制動系統(tǒng)的仿真分析可以采用合適的工具，參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行合理的控制分析，在整體上實現(xiàn)整個制動過程的模擬。在電動汽車制動仿真分析的過程中，運用MATLAB中的Simulink插件進行仿真，假設(shè)以130km/h的車速，制動壓力設(shè)定為80MPa，從而得出模擬曲線如圖3：
由圖3中可以看出，如果HEV電動汽車在制動過程中采用能量回饋，就能有效地縮短制動距離和減少制動時間，這些無疑都會提高汽車的行駛安全性。
四、結(jié)語
混合動力電動汽車的制動能量回饋一直是電動汽車研究的重點，如果能夠采用合適的仿真工具，進行合理的分析，確定電機的轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)汽車制動過程中能量回饋的最大化，必然會提高電動汽車能量使用率，延長汽車的行駛里程。
在實際的制動能量回饋研究過程中，要能夠結(jié)合具體的研究實例，采用合理的系統(tǒng)分析方法，建立科學(xué)的分析模型。在整個分析過程中要嚴格按照相關(guān)操作，合理、科學(xué)的分析，必然會促進HEV電動汽車的能量研究。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：電力 通訊 自動化 系統(tǒng) 構(gòu)成 工作原理
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
1 電力通訊自動化系統(tǒng)
1.1 微波通訊自動化設(shè)備
目前，根據(jù)微波通訊站功能和作用的不同，其擔(dān)任的任務(wù)也有所差異。根據(jù)不同的功能和職責(zé)，可以分為不同的類型，并且，根據(jù)電力通訊設(shè)備的不同，其劃分的標準也有所不同。 但是，一般來說，都包含以下幾種設(shè)備：信號收發(fā)機、電源系統(tǒng)、計算機終端系統(tǒng)、天饋線、蓄電池等。信號收發(fā)機是微波通訊設(shè)備的重要組成設(shè)備，微波接受和發(fā)送信號的機械設(shè)備的主要作用就是在微波信號和電力線路群路信號之間進行所需頻率的變更，同時，在信號的發(fā)送通道，其頻率會發(fā)生兩種變化：一是“上變頻”，即是在電力信號的發(fā)送過程中，通過信號收發(fā)機，把群路信號轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ㄐ盘?，這就是上變頻；二是“下變頻”，即是在電力信號系統(tǒng)的傳輸過程中，通過信號收發(fā)機，把信號的頻率向低處轉(zhuǎn)變，把微波信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿郝沸盘枴?/p>
1.2 載波通訊自動化設(shè)備
根據(jù)功能的不同，電力通訊自動化設(shè)備中的載波機主要由四大部分構(gòu)成：載供系統(tǒng)，調(diào)制系統(tǒng)，自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)和振鈴系統(tǒng)。由于載波機的類型迥異，所以各種類型的系統(tǒng)實現(xiàn)原理是不同的，其實現(xiàn)的方式也存在差異。此處以典型的兩種為例，比如，自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)置此系統(tǒng)的目的是改善各個因素帶動的傳輸電平的變化，調(diào)節(jié)波動。在單邊帶載波機的設(shè)置中，要注意中頻調(diào)節(jié)，發(fā)信的一端要利用高頻調(diào)幅器的放大功能將中頻載頻傳至載波頻道，而且要送至中頻調(diào)幅器，收信的一方則是利用窄帶濾波器通過篩選得出中頻，經(jīng)放大整流，實現(xiàn)對收信支路的增減控制，從而達到自動電平調(diào)節(jié)的目的。在雙邊帶載波機中，完成發(fā)送載頻的分量，在接收端，檢波、整流可以體現(xiàn)增減變換的載頻分量，從而實現(xiàn)增益高載放大器，最終達到目的；調(diào)制系統(tǒng)，單邊帶載波機，即單邊有遏制載頻的信號，為了實現(xiàn)原始信號的線路頻譜，此過程需要兩到三級的調(diào)制。雙邊帶載波機，即上下兩個邊有載頻的信號，在實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的線路頻譜時，只需要一級調(diào)制即可完成。在載波通訊中，如果變電站距離調(diào)度所較遠，為了實現(xiàn)高質(zhì)量和準確的通訊，可以在調(diào)度所的側(cè)面安裝音頻架，并用電纜連接，安裝之后的載波機，由于用戶線路變短，不但提高了通訊質(zhì)量，而且也便于調(diào)節(jié)通訊信號的電平。
對于電力通訊設(shè)備中的調(diào)制系統(tǒng)來說：一般來講，雙邊帶的載波機所傳輸?shù)男盘柡蛦芜厧C的傳輸信號是不同的，通過設(shè)置抑制載頻，僅僅是需要通過這一個初級的調(diào)制，就可以滿足需求，把原始的信號傳輸?shù)剿枰木€路頻譜之上；但是，與此不同，單邊帶的載波機傳輸信號方式不同，單邊載波機所傳輸?shù)男盘栆种戚d頻。這樣的信號，一般經(jīng)過一級簡單的處理還不能為我們所用，需要經(jīng)過兩級或是三級以上的調(diào)制，將原始中的一些不能使用和傳輸?shù)男盘?，進行變通，傳輸?shù)街饕碾娏€路的頻譜之上。除此之外，對于電力通訊自動化系統(tǒng)來說，自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)在此得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)置自動化電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)是為了彌補一些缺陷，這些缺陷是由于其它原因所引起的電平的波動。一般對雙邊帶載波機來說，由于其載頻的分量是經(jīng)常發(fā)送的，因此，在其電力信號的傳輸過程中，通過雙邊帶載波機進行發(fā)送，需要我們在接收端進行接受。在接受的過程中，將一些能夠反映其衰減性的載頻分量進行科學(xué)仔細的檢測，并對波動進行核查、整流分析，之后，使用高載放大器的增益效果，就能夠?qū)崿F(xiàn)這個目標；而在單邊帶載波機中，要設(shè)置中頻的載波調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，其發(fā)送的方式和雙邊載波機有所不同，需要在信號的發(fā)送終端進行輸送設(shè)備的調(diào)幅器設(shè)置，而且，還需要經(jīng)過高頻的放大器進行載波的通路調(diào)節(jié)。
1.3 光纖通訊自動化設(shè)備
光纖通訊自動化設(shè)備由光端機、數(shù)字通訊設(shè)備和光中繼機組成。光端機是光纖通訊自動化設(shè)備中最主要的一部分，由光接收機和發(fā)送機組成。在整個傳輸系統(tǒng)中處于 PCM 電端機和光纖傳輸線路間。在實際的工作過程中，為了更好地實現(xiàn)光端機的可靠性能，一般采用熱備用的操作方法，實現(xiàn)系統(tǒng)能夠在主備狀態(tài)下工作。正常的情況下，系統(tǒng)是在主用部分工作，而當(dāng)主用部分發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠自動的完成備用部分的切換工作，現(xiàn)階段應(yīng)用最多的方式是一主一備的形式。光中繼機，在長距離的光傳輸過程中，光端機的傳輸距離不是可以隨意變化的，會受到一定的限制，比如發(fā)送的光頻率的限制，接受機器靈敏程度的限制，光纖線路的效率限制等，然而光中繼機可以很好地改善這些問題，而且光中繼機的組成部分包括光接收機、定時、再生和光發(fā)送機，在通常情況下，被視為不存在輸入輸出接口的光端機，因此，比光端機簡單、實用。為了達到雙向傳輸?shù)哪繕?，每個傳輸?shù)姆较蚨家惭b一個中繼，而一個系統(tǒng)中的收、發(fā)設(shè)備，公務(wù)部分是可以作為公共部分的。
2 電力通訊的工作模式探究
電力通訊在實際的工作中其模式是多種多樣的，根據(jù)工作環(huán)境和工作內(nèi)容的不同，演變出了很多工作方式。每種工作方式都有不同的適用范圍，最終的目的是為了實現(xiàn)電力通訊的目標。以上提到的三種電力通訊自動化設(shè)備有其不同的適用范圍和特點，因此在實際的工作中要根據(jù)工作的具體要求選擇設(shè)備設(shè)計模式。電力通訊的研究目的是為了更好地實現(xiàn)信息的傳送和交換。信息組成中最重要的成分是信息源，信息源一般是非電信號，電力通訊工作的目的首先是實現(xiàn)其轉(zhuǎn)換為電信號，此時需要一種輸入設(shè)備來實現(xiàn)。發(fā)送設(shè)備的任務(wù)是通過對電信號的進一步處理，使之能夠滿足信道的傳輸條件，并且能夠有效地利用這種傳輸通道。交換設(shè)備是一種接續(xù)裝置，目的是實現(xiàn)輸入設(shè)備和發(fā)送設(shè)備的連接。其作用是能夠提高發(fā)信裝置的使用率。信道作為一種媒介，分為有限信道和無線信道，在傳輸中承載著信息轉(zhuǎn)換的通道作用。
信號在傳輸?shù)倪^程中會受到很多因素的干擾，比如噪音、無用信號等，都會影響有用信號的傳輸。接收設(shè)備的作用是，接收線路中的信息，發(fā)送設(shè)備的作用是將處理過的信號恢復(fù)原始信息形式，完成通訊。目前，電力通訊自動化設(shè)備的應(yīng)用中，使用最廣泛的是光纖傳輸。隨著電力通訊事業(yè)的不斷發(fā)展，很多電站的不斷建設(shè)，電網(wǎng)的模式越來越復(fù)雜，就需要更先進的通訊技術(shù)，更加完善的裝備做支撐。移動通訊、高頻通訊等在電力通訊自動化設(shè)備的設(shè)計起到了重要的作用。
電力通訊網(wǎng)絡(luò)工作模式，是為了實現(xiàn)電力信號的傳輸和交換，更好的促進電力通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。有些信息的形式雖然不一樣，比如一些語音、問題或是圖像等，但我們發(fā)現(xiàn)，這些電力通訊信號一般的通訊系統(tǒng)都可以概括為：信息的產(chǎn)生，信息的傳輸，信息的接受和處理，信息的分析。因此，我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)電力信息的傳送和接受，就需要一種變換的處理設(shè)備，即是輸入設(shè)備，同時，一些交換設(shè)備的設(shè)置時溝通輸入的連接裝置，能夠更好的實現(xiàn)信號的傳輸，提升信號發(fā)送和信號接受處理的質(zhì)量。
3 結(jié)語
隨著我國電力通訊業(yè)的不斷壯大，所需要的技術(shù)水平和設(shè)備要求也越來越嚴格。為了滿足電力事業(yè)的發(fā)展要求，建立一個全面、有效的電力通訊自動化系統(tǒng)，我們要不斷的研究電力通訊自動化設(shè)備的設(shè)計，并在實際的工作中總結(jié)工作的模式，整理出一套符合電力通訊業(yè)發(fā)展的工作模式。在復(fù)雜繁多的電力系統(tǒng)中，實現(xiàn)高質(zhì)量、高可靠的服務(wù)，也是我們研究的重要方向。
關(guān)鍵詞：自動化 控制與操作
1 控制可靠性
變電站的設(shè)計首要考慮的便是控制與操作的高可靠性，采用自動化系統(tǒng)的變電站更要將計算機監(jiān)控系統(tǒng)縝密設(shè)計。通常用于高壓電力系統(tǒng)的變電站自動化產(chǎn)品都具有以下功能，以保證控制操作的高可靠性。
1.1 多級多地點控制功能 自動化系統(tǒng)的控制操作方式有遠方遙控、站控、就地(后備操作)3種方式。
遠方遙控：由調(diào)度人員在調(diào)度端發(fā)出下行控制命令。站控操作：運行人員在變電站層監(jiān)控主機發(fā)出操作命令，通過交互式對話過程，選擇操作對象、操作性質(zhì)，完成對某一操作過程的全部要求。就地操作：作為后備控制方式，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)故障或網(wǎng)絡(luò)故障時，可在間隔層的測控單元的小開關(guān)手動控制或通過就地監(jiān)控單元裝置上的薄膜鍵盤進行就地控制。
上述3種操作方式通過軟件或使能開關(guān)可相互切換，當(dāng)切換到后備手動控制時，站控及遙控命令不被執(zhí)行；當(dāng)切換到站控操作時，后備手動控制不產(chǎn)生任何作用，計算機對一臺設(shè)備同一時刻只能執(zhí)行一條控制命令，當(dāng)同時收到一條以上命令或預(yù)操作命令不一致時，應(yīng)拒絕執(zhí)行，并給出錯信息。每個被控對象只允許以一種方式進行控制。
1.2 操作過程中軟件的多次返校
1.2.1 操作員權(quán)限設(shè)密，以杜絕誤操作及非法操作。目前成熟的監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備都具有良好的容錯能力，即便運行人員在操作過程中發(fā)生一般性錯誤，均不引起系統(tǒng)的任何功能喪失或影響系統(tǒng)的正常運行，對意外情況引起的故障，系統(tǒng)都具有恢復(fù)功能。
1.2.2 操作員工作站發(fā)出的操作指令，都必須經(jīng)過選擇—校核—執(zhí)行等操作步驟，返校通過后再送至該點執(zhí)行下一步驟。當(dāng)某一環(huán)節(jié)出錯，操作指令中斷，并告警提示。每次操作結(jié)束后，系統(tǒng)自動記錄操作過程并存盤。
1.2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的雙機配置 220 kV及以上電壓等級變電站自動化系統(tǒng)多作雙機雙網(wǎng)配置，作為人機接口的監(jiān)控主站冗余配置，熱備用工作方式，可保證任意設(shè)備故障時對控制功能無影響。時下的做法，監(jiān)控主站用以太網(wǎng)相聯(lián)并以HUB作為該以太網(wǎng)的管理。該網(wǎng)上任一裝置異常，可將熱備機切換為主機工作。
監(jiān)控系統(tǒng)硬件的冗余配置，系統(tǒng)分層分布式結(jié)構(gòu)，為變電站的控制與操作的可靠性提供了保證。
2 操作實現(xiàn)方式
為保證變電站控制與操作系統(tǒng)的可靠性、準確性，變電站的防誤操作的設(shè)計也是重要環(huán)節(jié)之一。因為是計算機監(jiān)控，變電站不再采用繁瑣的電氣聯(lián)鎖，可方便地實現(xiàn)多級聯(lián)鎖。對于分層分布式自動化系統(tǒng)，其操作閉鎖方式也為分層分級式閉鎖而與該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。每個間隔的測控裝置，已引入該間隔的交流電流、電壓、斷路器位置及刀閘輔助接點作為遙測、遙信之用，這也為實現(xiàn)本間隔內(nèi)的斷路器及刀閘操作的防誤操作提供了必要條件。智能型裝置可很方便地利用上述信息進行編程，實現(xiàn)該間隔的操作閉鎖功能。
對于全站的涉及多個電氣間隔和多個電壓等級間的操作閉鎖，目前有3種不同的實現(xiàn)方式。其一，用軟件實現(xiàn)，即將全站的防誤操作閉鎖用軟件編程置于監(jiān)控主機之內(nèi)。監(jiān)控主機可從通信網(wǎng)上獲得全站所有開關(guān)、刀閘的狀態(tài)信息及每個間隔控制終端的操作信息，引入設(shè)備操作規(guī)則，進行軟件編程即可實現(xiàn)全站的操作閉鎖功能。該方式應(yīng)該說是最簡單經(jīng)濟可靠的方案之一。其二，硬件閉鎖，即西門子公司的8TK模式。西門子公司的LSA-678變電站自動化系統(tǒng)的一個主要特點便是8TK操作閉鎖裝置的相對獨立性，8TK純粹作為控制及操作閉鎖之用，每個間隔的刀閘信息進8TK1實現(xiàn)該間隔的操作閉鎖，各間隔的刀閘信息經(jīng)重動后都進入8TK2裝置，母聯(lián)刀閘及母線地刀等直接引入8TK2裝置，8TK2裝置實現(xiàn)間隔之間的操作閉鎖功能。其三，軟硬相結(jié)合的閉鎖方式，間隔之間的閉鎖采用8TK及類似裝置實現(xiàn)閉鎖功能，監(jiān)控主機內(nèi)做一套全站的軟件操作閉鎖。該模式即為浙江金華雙龍500 kV變采用的操作閉鎖方式。
軟硬兩級閉鎖，其可靠性高，監(jiān)控系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障不影響全站的安全可靠操作，但該模式接線復(fù)雜，且價格昂貴，金華500 kV變的該套8TK閉鎖裝置約花費人民幣300萬元。
以軟件實現(xiàn)全站的操作閉鎖，對于一套成熟的變電站自動化系統(tǒng)來說，也應(yīng)該是高可靠性的；既然整個變電站的監(jiān)控功能都由監(jiān)控主機實現(xiàn)，那么操作閉鎖軟件功能做在監(jiān)控主機內(nèi)也應(yīng)是安全可靠的。對于雙機系統(tǒng)冗余配置，閉鎖軟件也為雙套設(shè)置。筆者認為對于220 kV及以下自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的無人值班站采用這種模式可靠、安全、經(jīng)濟適用。
對于一個半開關(guān)接線的500 kV變電站，筆者認為500 kV系統(tǒng)每個斷路器及兩側(cè)刀閘的操作閉鎖由相應(yīng)測控裝置實現(xiàn)以外，每串內(nèi)的斷路器及刀閘之間的閉鎖采用專門一套硬件閉鎖裝置以提高其可靠性。至于220 kV系統(tǒng)為簡化接線，節(jié)約資金，可不必配置用于間隔之間操作閉鎖的專用硬件裝置。
上述三種模式都可高效可靠地實現(xiàn)變電站所有斷路器及刀閘的控制。而且都具有順控功能，例如：操作某條線路送/停電、旁母代/倒線路、母線切換等各種常規(guī)順序操作，只需在監(jiān)控主機的鍵盤上敲入相應(yīng)指令，便可自動完成。常規(guī)站可能要花費幾個小時的操作，在這里幾分鐘便可完成。
可見變電站自動化系統(tǒng)的防誤操作分層分級考慮，其可靠程度明顯優(yōu)于常規(guī)站的防誤設(shè)計。
3 自動化控制技術(shù)分析
分層分布式自動化系統(tǒng)從軟硬件上分層分級考慮了變電站的控制與防誤操作，提高了變電站的可控性及控制與操作的可靠性。綜合自動化站可采用遠方、當(dāng)?shù)?、就?級控制，而常規(guī)站只能通過控制屏KK把手控制；常規(guī)站電氣聯(lián)鎖設(shè)計聯(lián)系復(fù)雜，在實際使用中，設(shè)備提供的接點有限且各電壓等級間的聯(lián)系很不方便，使得閉鎖回路的設(shè)計出現(xiàn)多余閉鎖及閉鎖不到的情況。綜合自動化站可方便地實現(xiàn)多級操作閉鎖，可靠性高。
常規(guī)站，人是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，人的感官對信息的接受不可避免地存在誤差，其結(jié)果就會導(dǎo)致錯誤的判斷和處理。人接受信息的速度有一定限制，對于變化快的信息，有時來不及反應(yīng)，可能導(dǎo)致不正確的處理。而且個人的文化水平、工作經(jīng)驗、責(zé)任心等因素都會影響信息的處理，可以說常規(guī)站人處理信息的準確性和可靠性是不高的。運行的實踐證明，值班人員的誤判斷、誤處理常有發(fā)生。綜合自動化站的核心為系統(tǒng)監(jiān)控主機，用成熟可靠的計算機系統(tǒng)實現(xiàn)整個變電站的控制與操作、數(shù)據(jù)采集與處理、運行監(jiān)視、事件記錄等功能，可靠性高且功能齊全。
變電站自動化系統(tǒng)簡化了變電站的運行操作，可方便地實現(xiàn)各種類型步驟復(fù)雜的順控操作，且操作安全快速，對于全控的變電站，線路的倒閘操作幾分鐘便可完成；而常規(guī)站實現(xiàn)同樣的操作往往需要幾個小時，且仍存在誤操作的隱患。
常規(guī)變電站控制一般采用強電一對一的控制方式，信息及控制命令都是通過控制電纜傳輸。計算機監(jiān)控系統(tǒng)控制命令的傳輸由模擬式變成數(shù)字指令，提高了信息傳輸?shù)臏蚀_性和可靠性。特別是分層分布式自動化系統(tǒng)，各保護小間與主控室之間采用光纜傳輸，提高了信息傳輸回路的抗電磁干擾能力。分散式布置，控制電纜長度大為縮減，在相同控制電纜截面時，斷路器控制回路的電壓降減少，有利于斷路器的準確動作。規(guī)劃院最近將全國5個500 kV站作為綜合自動化的試點，也從側(cè)面反應(yīng)電力系統(tǒng)業(yè)內(nèi)人士對自動化監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的認同。
在水力發(fā)電系統(tǒng)中，存在著如下幾個問題。
1，控制、維護、管理三個技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展極不平衡。
控制領(lǐng)域的自動化與信息化的發(fā)展相對最早，但是現(xiàn)有的管理自動化系統(tǒng)大多只處理財務(wù)管理、人事管理、物料管理等，很少涉及技術(shù)管理。維護領(lǐng)域的自動化與信息化發(fā)展時間最晚，目前只停留在計劃維修和事后維修階段，也即只處于手工化階段。只是在90年代中期以來，國外才開始研究狀態(tài)維修、預(yù)知維修、遠程維修等技術(shù)，而在我國，則僅處于開始階段。
2，控制、維護、管理三個技術(shù)領(lǐng)域互相分離。
即組織結(jié)構(gòu)上三者屬三個不同的部門，信息互不交流或很少交流，決策互不聯(lián)系。實際上，各個領(lǐng)域的決策均有賴于其他兩個領(lǐng)域的狀況及信息。顯然，三個領(lǐng)域相互分離是不合理的。
3，環(huán)境問題。
做任何事情都必須付出代價，同樣水電工程也是如此，因此一些水力工程導(dǎo)致的環(huán)境問題可以歸納為以下兩方面：（1）自然環(huán)境方面,工程興建,對水文條件的改變,對水域床底形態(tài)的沖淤變化,對水質(zhì)、小氣候、地震、土壤和地下水的影響,對動植物、對水域中細菌藻類、對魚類及其水生物的影響,對景觀和上、中、下游及河口的影響等。
（2）社會環(huán)境方面,工程興建對人口遷移,土地利用,人群的健康和文物古跡的影響以及因防洪、發(fā)電、航運、灌溉、旅游等產(chǎn)生的環(huán)境效益等。
二，解決水力發(fā)電自動化系統(tǒng)問題的一些建議
水力發(fā)電過程自動化的發(fā)展趨勢正沿著為解決上述幾個問題的方向發(fā)展，即一方面將控制、維護、管理三個領(lǐng)域提高到同一個智能化、信息化、自動化的水平；另一方面將三者集成為一個統(tǒng)一的信息系統(tǒng)，即智能控制－維護－管理集成系統(tǒng)。最后還要關(guān)注環(huán)境問題使得水力工程系統(tǒng)得到綜合的最優(yōu)利用：
1，集成化
集成化包括以下幾層含義。功能集成即把控制、維護、管理三個功能集成為一個整體。今后，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還可能把更多的功能集成起來。
目標集成即把性能、可靠性、效益等子目標集成為統(tǒng)一的目標，使企業(yè)整體最優(yōu)、整體效益最大。
信息集成即把整個企業(yè)的各種信息有機地組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)。自然，在一個信息集成系統(tǒng)中，必須保證信息的統(tǒng)一性、協(xié)同性、互操作性，妥善解決信息的矛盾與沖突。
系統(tǒng)集成即從硬件角度而言，系統(tǒng)能根據(jù)本身需要，集各家之所長，采用不同供貨商的產(chǎn)品，自然，這里要解決不同設(shè)備的互操作性問題；從軟件角度而言，采用用戶友好的基于圖形的可視化組態(tài)軟件構(gòu)筑系統(tǒng)，既可用于仿真，亦可用于實時應(yīng)用軟件。
2，智能化
為使系統(tǒng)達到上述的目標，必須提高整個系統(tǒng)及其各個組成部分的智能度，即要實現(xiàn)檢測智能化、操作智能化、決策智能化。所謂智能化，即整個系統(tǒng)、各個領(lǐng)域（控制、維護、管理）、與生產(chǎn)過程直接相連的檢測裝置、執(zhí)行裝置等，均具有目標分析、狀態(tài)及故障分析、行為及態(tài)勢分析、決策分析的能力。
3，分布化
在一個龐大的集成系統(tǒng)中，部署分布必須合理，包括任務(wù)分布化、智能分布化。集成與分布相結(jié)合才能使各個部分盡職盡責(zé)、保質(zhì)保量、安全可靠，整個系統(tǒng)分工明確、信息互通、運行有序，從而使整個系統(tǒng)在整體上獲得最優(yōu)的性能（質(zhì)量）、可靠性（可利用率）和效益（經(jīng)濟效益和社會效益）。
4，開放性
開放性包括如下幾重含義：一個系統(tǒng)能博采眾長，即選用不同供貨單位且性能/價格比最合理的設(shè)備；根據(jù)發(fā)展的需要，在硬件上可以增加新的設(shè)備或子系統(tǒng)，在軟件上可以增設(shè)新的功能，而且后者能與原來的系統(tǒng)構(gòu)成完整的整體。這樣，就大大提高了系統(tǒng)的可利用率，延長了使用周期或壽命。
5，促進水力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
水力發(fā)電自動化系統(tǒng)要結(jié)合發(fā)電、防洪、灌溉、航運、漁業(yè)等的優(yōu)化調(diào)度，以達到綜合效益最優(yōu)。關(guān)鍵是為了使水力發(fā)電自動控制適應(yīng)水資源的綜合利用。例如可以進行：
（1）魚道設(shè)置、大壩對上、下游生物的影響、景觀設(shè)計等
（2）自動化系統(tǒng)設(shè)計從基于DDC的現(xiàn)場自動控制發(fā)展到基于數(shù)據(jù)庫的管理中心集散控制，并結(jié)合發(fā)電、防洪、灌溉、航運、漁業(yè)等的優(yōu)化調(diào)度，以達到綜合效益最優(yōu)。
因此結(jié)合具體水利工程進行探討研究是十分必要的，這樣有利于我國水力發(fā)電自動化系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)。更有利于我國水利工程與環(huán)境持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。因此，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計階段,必須全面了解其對環(huán)境影響的各個方面和影響的大小,以便有針對性的對系統(tǒng)進行設(shè)計修改并且對環(huán)境面臨的問題提出防治的措施。
三，結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】電力自動化；故障；分析方法
1.電力自動化系統(tǒng)的常見故障及其分析方法
電力系統(tǒng)常見故障包括以下幾種類型：
第一，硬件故障。包括前置系統(tǒng)的故障和服務(wù)器的故障。前置系統(tǒng)由數(shù)據(jù)前置網(wǎng)和前置服務(wù)器、終端服務(wù)器、以及通訊數(shù)據(jù)板所構(gòu)成，其主要任務(wù)是采集電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)、并對數(shù)據(jù)進行處理、監(jiān)控以及傳送等。其中一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題，均需后臺發(fā)出警告提示，以便得到及時處理。服務(wù)器出現(xiàn)的故障可采用故障排除法進行檢測與查找，如先更換服務(wù)器的電源、風(fēng)扇以及相關(guān)的板件等，若更換這些部件后設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)則可排除其他方面出現(xiàn)故障。
第二，軟件故障。主要是數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)錯誤，此時需查看是不是軟件開關(guān)出現(xiàn)極開關(guān)問題，數(shù)據(jù)庫存盤有沒有發(fā)生重復(fù)或空漏時，警告表有無重寫記錄，對數(shù)據(jù)庫裝置遙控編號是否填寫正確進行檢測。要對數(shù)據(jù)庫及時做病毒查殺，在發(fā)現(xiàn)病毒時應(yīng)立即斷網(wǎng)，再進行處理。
第三，通訊傳輸故障。在電力自動化系統(tǒng)中進行的信息傳遞主要通過信號交換來完成的，因此，通訊訊號在信息傳輸所起的作用無疑是極其重要的。而對無形的訊號的檢測必須在專業(yè)檢測工具的協(xié)助下才能完成。通訊系統(tǒng)是由傳輸部分和接入部分等構(gòu)成，若通訊系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障，可經(jīng)指示信號做出判斷；若模塊發(fā)現(xiàn)故障，可通過模塊化方式進行替換。
2.深刻把握有效排除電力自動化系統(tǒng)故障存在的難點與重點
電力自動化系統(tǒng)發(fā)生故障都存在相應(yīng)的客觀原因，對故障的原因要做出正確判斷，并因故障的不同而采用相應(yīng)不同的解決方法。在實踐中，解決電力自化系統(tǒng)的故障還存在一些難點。主要表現(xiàn)為：
第一，電力自動化系統(tǒng)的標準配置存在的難點。主要表現(xiàn)為標準的設(shè)立方式存在較高難度，原因在于系統(tǒng)配置條件存在差異，無法對唯一的系統(tǒng)做出全面配置與評價。所以，實踐中一般是建立一套簡單完善的系統(tǒng)模型，依據(jù)模型計算出電力技術(shù)相關(guān)的參數(shù)與指標。
第二，在電力自動化系統(tǒng)的參數(shù)確定中存在的難點。確定電力自動化系統(tǒng)的參數(shù)方法隨現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而日益完善，并有效促進了系統(tǒng)硬件參數(shù)的確定與軟件開發(fā)技術(shù)的進步。與此同時，確定電力自動化系統(tǒng)的參數(shù)標準因設(shè)立時間太久，而出現(xiàn)與實際情況不符之處，需做出動態(tài)調(diào)整，以確保參數(shù)確定標準與電力自動化的實際技術(shù)狀況相適應(yīng)。
第三，在電力自動化系統(tǒng)的操作領(lǐng)域存在的難點。由于電力自動化系統(tǒng)的相關(guān)理論與實際操作之間有著一定差異，實踐中不存在絕對的理想狀態(tài)，所以只能依照近似的電力資源配置狀況對電力自動化的操作系統(tǒng)進行測試，再依測試結(jié)果，與電力自動化中存在的配置差異性進行比較，再對實際測量數(shù)據(jù)具有的真實性做出評價，采用這種方式將不可避免出現(xiàn)誤差。將測量誤差有效控制在合理區(qū)間內(nèi)就成為需要重點探索的課題。
3.靈活把握排除電力自動化系統(tǒng)故障的方法
第一，運用系統(tǒng)分析法。在對電力自動化系統(tǒng)做深入了解的基礎(chǔ)上，把握電力自動化系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)的工作原理及其功能，尤其是要重點把握子系統(tǒng)是由哪些設(shè)備所構(gòu)成，每臺設(shè)備所具有的功能，以及在系統(tǒng)中所起的關(guān)鍵性作用。利用相似性的原理對電力自動化系統(tǒng)做出綜合性分析與判斷，從而能在短時間之內(nèi)對故障所處在位置做出準確判斷。
第二，運用故障排除法。這種方法也是在排除電力自動化體系出現(xiàn)的故障時被經(jīng)常所使用的，這種方法的優(yōu)點是，面對電力自動化系統(tǒng)的復(fù)雜內(nèi)部狀況，故障排除法可用最少的時間對故障所處位置做出判斷。
第三，運用電源檢查法。在電力自動化系統(tǒng)經(jīng)長時間的運行后，系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分都處在相對穩(wěn)定階段，這一時期設(shè)備發(fā)生故障的可能性較小。若在這一時期出現(xiàn)設(shè)備故障，首先要考慮的是查看連接電源的電壓狀態(tài)正常與否。
第四，運用更換配件法。應(yīng)用中的大量電力自動化系統(tǒng)的構(gòu)成設(shè)備異常復(fù)雜，在發(fā)生故障后，難以在短時間之內(nèi)進行迅速修復(fù)。在這時可運用更換設(shè)備配件的辦法來保證電力自動化系統(tǒng)先行恢復(fù)系統(tǒng)運行，然后再選擇適宜的辦法排除故障，修復(fù)系統(tǒng)。
第五，運用信號追蹤法。利用數(shù)據(jù)通信方式以保證電力自動化系統(tǒng)的設(shè)備功能正常發(fā)揮。充分利用這些看不到、摸不著的無形數(shù)據(jù)信號，經(jīng)示波器等工具設(shè)備將信號的追蹤情況清晰地顯示出來，以判斷系統(tǒng)的設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)有無異?，F(xiàn)象。
4.結(jié)束語
總之，對電力自動化系統(tǒng)出現(xiàn)的故障采用正確的分析方法和合適的標準，是保證電力自動化系統(tǒng)正常運行和故障得到快速有效排除的基本保證，也對電力自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展具起到重要的作用。同時有利于促進電網(wǎng)提高運行的可靠性與安全性，有效提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1]劉鴻鵬.三相異步電動機常見故障分析與處理[J].考試周刊，2011（35）.
