摘要：電力資源是當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要支柱，為滿足社會(huì)生產(chǎn)及人們生活的需求，對(duì)電力企業(yè)的生產(chǎn)安全要求越來越高。電力企業(yè)在日常生產(chǎn)過程中，是緊緊圍繞電力系統(tǒng)進(jìn)行的，因此，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)是十分重要的，在新環(huán)境下，電力系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，而在電力系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)中，RTU發(fā)揮著十分重要的作用，下面就RTU的概述、發(fā)展、特點(diǎn)及其在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行全面分析。

關(guān)鍵詞：RTU;電力系統(tǒng);安全監(jiān)測(cè);應(yīng)用

作者簡(jiǎn)介：劉偉浩(1981-)，男，浙江杭州，工程師，華北電力大學(xué)工程碩士在讀，從事電網(wǎng)變電檢修管理

遠(yuǎn)程監(jiān)控終端(RTU)是當(dāng)今社會(huì)和科學(xué)發(fā)展的重要產(chǎn)物，在各個(gè)行業(yè)有十分廣泛的應(yīng)用，RTU對(duì)社會(huì)各行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程都有很大的影響，同時(shí)，在電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)等各種科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展下，遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域中的遠(yuǎn)程通信設(shè)備、技術(shù)等越來越先進(jìn)。而在電力企業(yè)中，通過RTU的合理應(yīng)用，能使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠、安全、持續(xù)的為社會(huì)生產(chǎn)及人們生活提供電力資源，下面對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1RTU的概述

1.1RTU的基本概念

所謂的RTU是遠(yuǎn)程測(cè)控終端系統(tǒng)的英文縮寫，其英文全稱是RemoteTerminaleUnit，遠(yuǎn)程測(cè)控終端系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)工業(yè)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)等進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象或者故障后，及時(shí)將信息傳遞到控制中心，從而幫助工作人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行安全管控。RTU主要由數(shù)字量輸入、模擬量輸入、脈沖量輸入、開關(guān)量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸出、脈沖量輸出、開關(guān)量輸出等幾個(gè)子單元組成。對(duì)于工業(yè)上的綜合自動(dòng)系統(tǒng)而言，RTU是最基本，也是最重要的一部分，RTU的構(gòu)成部分包括電源、開關(guān)設(shè)備、外殼、通信設(shè)備、信號(hào)輸入器、信號(hào)輸出器、微處理器、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、微處理控制器等幾部分。對(duì)RTU來說，可以利用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)自帶的軟件或者智能軟件對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)度、中央監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管控，和其他的現(xiàn)場(chǎng)智能處理器相比較，RTU的性能更加優(yōu)越，其耐用性和適應(yīng)環(huán)境的能力更強(qiáng)，利用RTU能實(shí)現(xiàn)SCADA控制中心和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的快速通信。同時(shí)，RTU本身就是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，能準(zhǔn)確的收集、分析現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)于一些重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以通過通信系統(tǒng)，傳送到SCADA控制中心，供工作人員分析、使用。在電力系統(tǒng)中，RTU可以與調(diào)度系統(tǒng)共同組成電力監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，利用RTU的自動(dòng)化監(jiān)控功能，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)中的各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程信息采集、分析、歸類，并且還能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、工作信息、數(shù)據(jù)變化等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還具備越限報(bào)警、安全報(bào)警等功能，能讓工作人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的不安全狀態(tài)。

1.2RTU發(fā)展進(jìn)程

RTU發(fā)展至今，經(jīng)歷了多個(gè)階段，首先是第一代的RTU，第一代的RTU本質(zhì)上就是由多個(gè)分立元件組成的電子設(shè)備，只能用于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還兼?zhèn)湟恍╅_關(guān)量控制作用，第一代RTU的各項(xiàng)能力都十分有限，尤其是在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，只能將采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行恼荆缓罄弥髡驹O(shè)備或者控制中心站的設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析。另外，第一代RTU的通信能力也很差，通信速度十分慢，并且通信方式單一，出現(xiàn)異常現(xiàn)象后，很難快速、及時(shí)的將相關(guān)信息傳送到控制中心站。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體得到了十分廣泛的應(yīng)用，而RTU的核心芯片逐漸變成微處理器，這就是第二代RTU。在第二代RTU中，其數(shù)據(jù)處理能力比第一代RTU的數(shù)據(jù)處理能力高很多，同時(shí)在第二代RTU中，實(shí)現(xiàn)了多種復(fù)雜的算法及通信協(xié)議，在進(jìn)行輸出控制時(shí)，不再僅僅依靠控制中心站進(jìn)行，而是利用本地閉環(huán)實(shí)現(xiàn)的。近年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，RTU有了更先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)支撐，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)也為RTU設(shè)備提供了更加廣泛的應(yīng)用。在20世紀(jì)80年代，RTU開始采用微型計(jì)算機(jī)，這就為RTU提供了一個(gè)新的發(fā)展方向，當(dāng)前的大部分RTU的核心都是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有多輸入、多輸出功能，其信息通道齊全，數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)，對(duì)于不同的程序，能設(shè)定不同的功能，工作靈活性極強(qiáng)，可靠性很高，能滿足電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)的需求。隨著社會(huì)各行業(yè)對(duì)電力企業(yè)重視力度的加大，人們對(duì)電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的要求也越來越高，因此，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)是十分重要的。在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中，RTU承擔(dān)著執(zhí)行調(diào)度命令，收集、傳輸電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的重任，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有很大的影響，所以，保證RTU能為電力運(yùn)行提供真實(shí)、有效、及時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行十分重要。

2RTU的特點(diǎn)

RTU是社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的產(chǎn)物，具有多種優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)也使得RTU廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)，具體的來說，RTU主要具有以下特點(diǎn)：

1)對(duì)于RTU，可以與IP/TCP有效地結(jié)合起來使用，同時(shí)RTU還能與各種無線設(shè)備結(jié)合在一起使用，使得RTU能發(fā)揮出越來越重要的作用。

2)在遙控、遙測(cè)中，RTU具有良好的應(yīng)用效果，特別是在水利、電力調(diào)度、市政調(diào)度等遙信領(lǐng)域中，RTU的作用更加明顯。

3)在進(jìn)行RTU設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)以模塊的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，RTU的拓展性很好，在應(yīng)用過程中，可以根據(jù)實(shí)際需求，不斷拓展、更新。

4)RTU適應(yīng)環(huán)境的能力很強(qiáng)，不管是良好的運(yùn)行環(huán)境下，還是在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，RTU都可以良好的運(yùn)行，加上RTU的通信距離比較遠(yuǎn)，通信功能穩(wěn)定，能及時(shí)、有效地為控制中心站傳遞信息。目前，RTU在國(guó)外的應(yīng)用主要是應(yīng)用于室外環(huán)境比較惡劣的情況下，如無人值守站點(diǎn)。RTU本身具有C語言編程、屏幕組態(tài)軟件編程等功能，加上RTU可以繪制梯形圖，在工程車間流水線中也會(huì)發(fā)揮十分重要的作用，首先RTU的運(yùn)算能力比較強(qiáng)，能保證各項(xiàng)信息的準(zhǔn)確性;其次，RTU具備液晶顯示的功能，能將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況及控制情況直接展現(xiàn)出來;再者，RTU的通信方式有很多種，如數(shù)傳、RS485、撥號(hào)等，能保證信息的安全傳輸，同時(shí)，RTU還可以保證掉電保護(hù)程序不會(huì)丟失;最后，RTU的模擬量采集水平很高，能同時(shí)進(jìn)行24路采集。正因?yàn)镽TU具有以上多種特點(diǎn)，因此，RTU能廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中，確保電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性及安全性，這對(duì)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展有很大的幫助。

3RTU在電力系統(tǒng)安全檢測(cè)中的應(yīng)用

對(duì)現(xiàn)代電力企業(yè)而言，為了保證電力系統(tǒng)朝著現(xiàn)代化、科學(xué)化的方向發(fā)展，首先要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度，對(duì)于省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)的電網(wǎng)調(diào)度，其職責(zé)雖然有一定的差異，但是電網(wǎng)調(diào)度的組成大致相同，都是由主站和RTU構(gòu)成。對(duì)電力系統(tǒng)而言，RTU就是其安裝在發(fā)電廠、變電站的一種電網(wǎng)監(jiān)視和電網(wǎng)控制的遠(yuǎn)程裝置，主要負(fù)責(zé)將在發(fā)電廠、變電站采集到的狀態(tài)信息、模擬量傳輸?shù)街髡荆⑶耶?dāng)調(diào)度中心發(fā)出命令時(shí)，RTU負(fù)責(zé)執(zhí)行和落實(shí)調(diào)度中心的命令。隨著現(xiàn)代技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)各行業(yè)的自動(dòng)化程度越來越高，對(duì)于電力企業(yè)，建立無人值班變電站已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的重要手段，通過建設(shè)無人值班變電站，能使得電力企業(yè)的生產(chǎn)成本降低，保證變電站更加科學(xué)、安全、可靠的運(yùn)行，對(duì)于無人值班變電站，RTU是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，全面分析RTU在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用十分重要。在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，RTU主要負(fù)責(zé)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，具有RTU自動(dòng)檢測(cè)、RTU自動(dòng)調(diào)節(jié)、RTU自動(dòng)恢復(fù)等功能。在實(shí)際工作中，面對(duì)電力系統(tǒng)這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，RTU監(jiān)測(cè)的設(shè)備數(shù)量不僅多，還十分復(fù)雜，因此，RTU需要通過信息傳輸來完成自身的監(jiān)控作用，而RTU與主站之間的配合，可以通過遙測(cè)、遙信、遙控實(shí)現(xiàn)。

1)遙測(cè)。人們常說的遠(yuǎn)程測(cè)量其實(shí)就是指遙測(cè)，在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中，利用RTU可以將被監(jiān)測(cè)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，如運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等通過編碼，轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的遙測(cè)信息，然后按照通信規(guī)約，將遙測(cè)信息傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)的調(diào)度中心，為電力調(diào)度提供有力的依據(jù)。RTU在收集、處理被監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí)，其模擬量就是RTU的要測(cè)量，一般情況下，電力系統(tǒng)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的遙測(cè)量主要有變壓器參數(shù)、母線、無功功率和有功功率、線路電流及電壓、變壓器油溫、功率因素等。遙測(cè)量的收集與處理對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)質(zhì)量有很大的影響。

2)遙信。對(duì)于電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)而言，RTU的遙測(cè)功能就是指RTU的遠(yuǎn)程信號(hào)，也就是說根據(jù)通信規(guī)約，將收集的被監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)傳遞給電力系統(tǒng)調(diào)度中心的過程。在RTU遙信中，涉及到的設(shè)備有很多，如漏電保護(hù)裝置、模擬開關(guān)器、自動(dòng)保護(hù)裝置、繼電保護(hù)裝置、斷路器、隔離開關(guān)等。在這些設(shè)備中，一般情況下，其運(yùn)行狀態(tài)只有兩種可能，一種是關(guān)閉狀態(tài)，即設(shè)備處于不運(yùn)行狀態(tài);另一種是開啟狀態(tài)，即設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，如隔離開關(guān)的控制按鈕處于“合”的位置，代表著隔離開關(guān)處于運(yùn)行狀態(tài)。因此，在RTU中，對(duì)某個(gè)遙信對(duì)象進(jìn)行控制時(shí)，可以通過信號(hào)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，一般情況下是采用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行控制，即一個(gè)碼元代表著設(shè)備的一種運(yùn)行狀態(tài)。

3)遙控。在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中，RTU的遙控是指電力系統(tǒng)調(diào)度中心的遠(yuǎn)程命令，即調(diào)度中心根據(jù)RTU收集、傳遞的遙測(cè)信息，發(fā)出相應(yīng)的指令，從而改變當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行情況。在電力系統(tǒng)中，變壓器電壓回路的投切補(bǔ)償電容器投入、斷開、斷路器開斷、電抗器開斷等都是遙控命令。因此，對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)度中心而言，發(fā)出的指令也只有兩種狀態(tài)，一種是開啟;另一種是關(guān)閉，如斷路器的“分”“合”命令。在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中，一個(gè)RTU可以遠(yuǎn)程遙控多個(gè)設(shè)備。在RTU中，遙測(cè)、遙信主要是負(fù)責(zé)為中心站收集、傳遞信息，而遙控主要是中心站向被監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)出命令，因此，遙控會(huì)直接改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，這就對(duì)RTU遙控提出了更高的要求。目前，在RTU遙控中，經(jīng)常會(huì)采用“返送校核”的方法，一般情況下，中心站向被監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)出的RTU命令有三種情況，一是遙控選擇命令;而是遙控執(zhí)行命令;三是遙控撤銷命令，通過這三種命令能保證中心站發(fā)出指令的正確性。

4結(jié)論

RTU是現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，也是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要依據(jù)，因此，在新環(huán)境下，分析RTU在電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的構(gòu)建有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]烏云,唐穎.RTU在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].科學(xué)中國(guó)人,2015(5):116-117.

[2]王前,楊鏡非.RTU在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2011(16):170-171.

[3]劉洋.RTU在電力行業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè),2013(17):118.

[4]伍曉泉.軟件測(cè)試技術(shù)在電力系統(tǒng)安全防護(hù)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014(21):96-98.

[5]周利軍,王磊,車克儉,等.淺談RTU仿真系統(tǒng)的應(yīng)用[J].機(jī)電信息,2014(15):18-19.

[6]吳志強(qiáng),王鵬.蓄電池網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國(guó)電力企業(yè)管理,2011(4):111.

[7]李焱.論鐵路電力RTU遙測(cè)信息傳遞技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2015(2):7-8,10.

[8]戚覺明.電力調(diào)度在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中的應(yīng)用與分析[J].中國(guó)科技博覽,2015(09):147-149.

作者：劉偉浩 張偉 馬俊 單位：國(guó)網(wǎng)杭州供電公司