電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動概述

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動概述匯報人：AA2024-01-21CATALOGUE目錄遠(yuǎn)動技術(shù)基本概念電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)應(yīng)用遠(yuǎn)動通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)動裝置及功能遠(yuǎn)動信息傳輸方式及特點電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)遠(yuǎn)動技術(shù)基本概念01遠(yuǎn)動技術(shù)是應(yīng)用通信技術(shù)對遠(yuǎn)方的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程信號、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)等各種功能的總稱。遠(yuǎn)動技術(shù)是對廣闊地區(qū)的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制的專門技術(shù)，它是計算機(jī)應(yīng)用、系統(tǒng)控制、通信、電子及電力電子技術(shù)相互滲透、緊密結(jié)合的產(chǎn)物。遠(yuǎn)動技術(shù)定義調(diào)度端調(diào)度端是遠(yuǎn)動系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)接收和處理來自遠(yuǎn)動終端的信息，并根據(jù)需要對遠(yuǎn)動終端進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。調(diào)度端通常由計算機(jī)、通信接口、人機(jī)界面等組成。通道通道是連接調(diào)度端和遠(yuǎn)動終端的通信鏈路，負(fù)責(zé)信息的傳輸。通道可以是專線、電話線、光纖、微波等。遠(yuǎn)動終端（RTU）遠(yuǎn)動終端是安裝在被監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)場的裝置，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息和模擬量信息，并將這些信息通過通道傳送到調(diào)度端。同時，遠(yuǎn)動終端還接收來自調(diào)度端的控制命令，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。遠(yuǎn)動系統(tǒng)組成第一代遠(yuǎn)動技術(shù)01采用模擬信號傳輸方式，使用脈沖編碼調(diào)制（PCM）或頻分多路復(fù)用（FDM）等技術(shù)。由于傳輸效率低、抗干擾能力差等缺點，逐漸被淘汰。第二代遠(yuǎn)動技術(shù)02采用數(shù)字信號傳輸方式，使用時分多路復(fù)用（TDM）或碼分多路復(fù)用（CDM）等技術(shù)。具有傳輸效率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。第三代遠(yuǎn)動技術(shù)03基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)動系統(tǒng)，采用TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行通信。具有傳輸速率快、傳輸距離遠(yuǎn)、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點，是未來遠(yuǎn)動技術(shù)的發(fā)展方向。遠(yuǎn)動技術(shù)發(fā)展歷程電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)應(yīng)用0203經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）在滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，通過優(yōu)化算法對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，降低發(fā)電成本。01數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程終端單元（RTU）或智能電子設(shè)備（IED）采集電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和控制。02自動發(fā)電控制（AGC）根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷變化，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的出力，維持電網(wǎng)頻率和電壓穩(wěn)定。調(diào)度自動化

變電站自動化變電站綜合自動化系統(tǒng)通過集成保護(hù)、控制、測量、通信等功能于一體的智能化設(shè)備，實現(xiàn)變電站的自動化運(yùn)行和管理。無人值守變電站采用先進(jìn)的自動化技術(shù)，實現(xiàn)變電站設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，減少人工干預(yù)，提高運(yùn)行效率。智能變電站在變電站綜合自動化的基礎(chǔ)上，引入大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)變電站的智能化管理和優(yōu)化運(yùn)行。配電管理系統(tǒng)（DMS）對配電網(wǎng)進(jìn)行實時監(jiān)測、控制和優(yōu)化管理，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。分布式電源接入與管理將分布式電源（如光伏、風(fēng)電等）接入配電網(wǎng)，并實現(xiàn)對其的監(jiān)測、控制和優(yōu)化調(diào)度，提高能源利用效率。饋線自動化通過自動化設(shè)備對配電網(wǎng)饋線進(jìn)行故障定位、隔離和非故障區(qū)段的恢復(fù)供電，提高供電可靠性。配電網(wǎng)自動化遠(yuǎn)動通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)03傳輸規(guī)約定義了遠(yuǎn)動系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷胶鸵?guī)則，包括幀格式、信息字結(jié)構(gòu)和傳輸控制等。應(yīng)用功能規(guī)定了遠(yuǎn)動系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的基本應(yīng)用功能，如遙測、遙信、遙控和遙調(diào)等。性能要求對遠(yuǎn)動系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定，如傳輸延時、誤碼率等。IEC60870-5系列協(xié)議DNP3協(xié)議采用分層結(jié)構(gòu)，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，各層之間通過接口進(jìn)行通信。分層結(jié)構(gòu)支持多種傳輸機(jī)制，如問答式、循環(huán)式和事件驅(qū)動式等，以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。傳輸機(jī)制提供了數(shù)據(jù)加密和身份驗證等安全機(jī)制，確保遠(yuǎn)動通信的安全性和可靠性。安全性DNP3協(xié)議Modbus協(xié)議采用主從通信模式，主機(jī)發(fā)送請求，從機(jī)響應(yīng)請求并返回數(shù)據(jù)。主從通信定義了簡單的數(shù)據(jù)格式，包括寄存器地址、功能碼和數(shù)據(jù)域等，易于理解和實現(xiàn)。數(shù)據(jù)格式由于其開放性和簡單性，Modbus協(xié)議在工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。廣泛應(yīng)用Modbus協(xié)議OPCUA協(xié)議是一種跨平臺的通信協(xié)議，支持Windows、Linux和實時操作系統(tǒng)等多種平臺?？缙脚_性信息建模安全性采用面向?qū)ο蟮男畔⒔７绞?，可以描述?fù)雜的設(shè)備和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。提供了全面的安全機(jī)制，包括數(shù)據(jù)加密、身份驗證和訪問控制等，確保遠(yuǎn)動通信的安全性。030201OPCUA協(xié)議遠(yuǎn)動裝置及功能04數(shù)據(jù)采集與處理控制與調(diào)節(jié)事件順序記錄通信功能RTU（遠(yuǎn)程終端單元）RTU能夠?qū)崟r采集電力系統(tǒng)的模擬量和狀態(tài)量，并進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換和處理，以供遠(yuǎn)動系統(tǒng)使用。RTU能夠記錄電力系統(tǒng)中的重要事件，如開關(guān)變位、保護(hù)動作等，并按照時間順序進(jìn)行存儲。RTU接收并執(zhí)行來自調(diào)度中心的遙控命令，實現(xiàn)對電力設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。RTU通過通信接口與調(diào)度中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。饋線監(jiān)控故障定位與隔離負(fù)荷管理通信與組網(wǎng)FTU（饋線終端單元）01020304FTU能夠?qū)崟r監(jiān)測饋線的電壓、電流、功率等參數(shù)，以及開關(guān)狀態(tài)和保護(hù)動作情況。在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，F(xiàn)TU能夠協(xié)助實現(xiàn)故障的定位和隔離，縮小停電范圍。FTU可根據(jù)需要對饋線負(fù)荷進(jìn)行管理和優(yōu)化，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。FTU支持多種通信方式，可與其他設(shè)備或系統(tǒng)組網(wǎng)，實現(xiàn)信息的共享和交互。設(shè)備控制DTU接收并執(zhí)行主站系統(tǒng)下發(fā)的控制命令，實現(xiàn)對配電設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。本地人機(jī)交互DTU配備有人機(jī)接口，方便現(xiàn)場人員進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、參數(shù)設(shè)置等操作。故障檢測與處理DTU能夠?qū)崟r監(jiān)測配電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并在設(shè)備發(fā)生故障時及時報警和處理。數(shù)據(jù)采集與傳輸DTU負(fù)責(zé)采集配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至主站系統(tǒng)。DTU（配電終端單元）采用高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號調(diào)理電路，實現(xiàn)對模擬量和狀態(tài)量的精確采集。數(shù)據(jù)采集技術(shù)通信技術(shù)控制技術(shù)故障診斷與處理技術(shù)采用先進(jìn)的通信協(xié)議和調(diào)制解調(diào)技術(shù)，確保遠(yuǎn)動裝置與調(diào)度中心之間的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。采用成熟的控制算法和邏輯判斷機(jī)制，實現(xiàn)對電力設(shè)備的精確控制和調(diào)節(jié)。結(jié)合專家系統(tǒng)和模糊邏輯等智能算法，對電力系統(tǒng)故障進(jìn)行快速診斷和定位，并采取相應(yīng)的處理措施。遠(yuǎn)動裝置功能實現(xiàn)遠(yuǎn)動信息傳輸方式及特點05抗干擾能力差模擬信號在傳輸過程中容易受到噪聲和干擾的影響，導(dǎo)致信號質(zhì)量下降。設(shè)備復(fù)雜度高模擬信號傳輸需要使用專門的調(diào)制解調(diào)器和模擬通信設(shè)備等，設(shè)備復(fù)雜度高。頻帶利用率低模擬信號傳輸方式采用連續(xù)的模擬信號進(jìn)行信息傳輸，頻帶利用率相對較低。模擬信號傳輸方式頻帶利用率高數(shù)字信號在傳輸過程中具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠保證信號的穩(wěn)定性和可靠性?？垢蓴_能力強(qiáng)設(shè)備簡單數(shù)字信號傳輸只需要使用數(shù)字通信設(shè)備和相應(yīng)的接口電路，設(shè)備相對簡單。數(shù)字信號傳輸方式采用離散的數(shù)字信號進(jìn)行信息傳輸，頻帶利用率相對較高。數(shù)字信號傳輸方式123光纖通信具有極大的傳輸容量，能夠滿足電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動信息的大量傳輸需求。傳輸容量大光纖通信具有長距離傳輸?shù)哪芰?，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動信息的遠(yuǎn)距離傳輸。傳輸距離遠(yuǎn)光纖通信采用光信號進(jìn)行信息傳輸，不受電磁干擾的影響，具有極強(qiáng)的抗干擾能力?？垢蓴_能力強(qiáng)光纖通信技術(shù)應(yīng)用靈活性強(qiáng)無線通信具有靈活性強(qiáng)的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動信息的隨時隨地傳輸。建設(shè)成本低無線通信無需鋪設(shè)線纜和架設(shè)基站等設(shè)施，建設(shè)成本相對較低。受天氣和地形影響無線通信受天氣和地形等因素的影響較大，信號穩(wěn)定性和可靠性相對較低。無線通信技術(shù)應(yīng)用電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)06通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的實時監(jiān)控和故障診斷，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。設(shè)備監(jiān)控與故障診斷利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對能源進(jìn)行智能管理和優(yōu)化，實現(xiàn)能源的高效利用和節(jié)能減排。能源管理與優(yōu)化借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)維的智能化和自動化，提高運(yùn)維效率和質(zhì)量。智能化運(yùn)維物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)動領(lǐng)域應(yīng)用前景數(shù)據(jù)處理與分析通過邊緣計算技術(shù)對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理和分析，提取有價值的信息，為決策提供支持。實時控制與優(yōu)化利用邊緣計算技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時控制和優(yōu)化，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和運(yùn)行效率。安全防護(hù)借助邊緣計算技術(shù)加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的安全防護(hù)，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露。邊緣計算技術(shù)在遠(yuǎn)動系統(tǒng)中的應(yīng)用大規(guī)模設(shè)備連接借助5G/6G通信技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)大規(guī)模設(shè)備的連接和通信，提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。高可靠性保障通過5G/6G通信技術(shù)提供的高可靠性保障，確保電力系統(tǒng)在極端情況下的穩(wěn)定運(yùn)行。超低時延通信利用5G/6G通信技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)超低時延通信，滿足實時控制和