摘 要：远动控制技术在电力系统自动化的应用中，不仅提升了电力系统自动化的管理水平，而且在电力系统的各个领域，例如电网调度对设备进行监视和控制、通讯、设备在线监测等，为电力系统的安全稳定运行提供了保障。随着自动化系统在智能型变电站的普遍应用，远动控制技术也在不断改进，信道编译码做为远动控制技术的重要环节，从中起着确保信息传输正确性的作用，强化了“四遥”的功能，从而提高了电网的安全可靠性。常见的信道编译码技术包括信道编译码技术、传输协议及信息协议等，本文将着重讨论信道编译码技术。
关键词：电力系统；远动控制技术；信道编译码；自动化；通信传输
前言
远动控制技术在电力系统自动化的应用中，不仅提升了电力系统自动化的管理水平，而且在电力系统的各个领域，例如电网调度对设备进行监视和控制、通讯、设备在线监测等，为电力系统的安全稳定、可靠和经济运转具有重要的意义。随着自动化系统在智能型变电站的普遍应用，数字信号处理技术、计算机网络技术的快速发展，远动控制技术也在不断改进，信道编译码做为远动控制技术的重要环节，从中起着确保信息传输正确性的作用，信道编译码技术的检错、纠错能力在通信系统中的作用日益凸显，强化了“四遥”的功能，从而提高了电网的安全可靠性。常见的信道编译码技术包括信道编译码技术、传输协议及信息协议等。
1、远动控制技术的原理
远动控制技术，主要由调度中心、控制端以及执行终端组成。调度中心由执行终端（例如变电站）采集系统运行数据和相关参数，如设备信号位置等。再对获取的系统运行情况进行分析判断后，向执行端进行设备的操作或参数调整，实时完成测控任务。电力系统远动控制技术主要实现“四遥”功能，即遥测、遥信、遥调、遥控四方面的功能。如图所示：
其中“遥信”是通将应用的通信技术监视设备状态的信息结果再转化成数字信号或者符号；“遥测”是远程检测，通过应用的通信技术对某一变量的测量值的传送；“遥调”则是在应用通信技术对两个确定状态的运行设备控制的实现。而在通信技术改变运行设备的状态的技术控制应用则是“遥控”。
2、应用远动控制技术的优势
（1）提高自动化程度。随着我国电力系统成功实现了大规模改造，电网对自动化程度的要求不断提高。远动控制技术实现对整个电网的综合运行状况和一次设备的状态进行高精准度的“四遥”以及历史记录、报表、事故分析等工作，采用远动控制技术实现了调度自动化，进而实现了电力系统的调度自动化。
（2）节约运行费用。随着远动控制技术在电力系统中的广泛应用，使得电力系统的运转越来越智能化和自动化，节省了劳动力，节省了运行费用，最大限度的将电力系统维护时需要的资金成本投入控制在最小化，提高了经济效益，节约了运行费用。
（3）及时处理各种事故 。远动控制技术是自动化系统运行的关键，能够全面分析电力系统中的每项运行参数，快速、准确地判断并且定位电力系统的故障点，对保证整个电力系统运行的稳定性和安全性，起到了举足轻重的作用。
3、信道编译码技术
远动系统的数据采集，需要由变送器技术和A/D转换技术来完成。
远动系统处理的TTL信号大部分为0-5V，而电力系统实际运行的大参数是无法使用远动终端装置RTU直接处理的，需要通过变送器对大功率参数进行处理，将电压电流、有功无功转化为TTL电平信号，这就是变送器技术。
将模拟信号转化为数字信号，完成遥信信息的编译码和遥测信息的采集任务，就是A/D转换技术。通信信道是远动系统中的重要组成部分，远动装置采集的信息，必须通过信道传输到调度控制中心才能使用。
远动系统的信道编译码技术包括信道的编译码、信息传输协议等。信道编译码的目的，是为了改善通信系统的传输质量，保证传输过程的可靠性，用最小的冗余度为代价换取最大的抗干扰性能。信道编码，即在发送端的被传输的信息码元里，按照某种既定规则添加了一些冗余码元。信道译码，即在接收端，利用既定规则分析消息码元，得出被传送的信息码元。在数字传输过程中一定会存在干扰，通过信道编译码能尽可能克服信道干扰。
在电力系统远动通信中，信道编译码的方法有很多，为了保证数据传输的准确性，常采用线性分组码进行编译码，而线性分组码中又广泛采用循环码。
（1）线性分组码
信道编码传输过程中，按照监督码元的构造方式，形成不同的特征码。设码字有k位消息码元，r位监督码元，则码长n=k+r,码字数目为2k。如果每个码字中的r监督元中，只与本码字的k位消息元相关，则这2k个码字的集合称为分组码。若一个分码组的2k个码字恰好是矢量空间Vn中的一个k维子空间，称这个分码组为线性分码组。用码长和消息码元两个参数描述这种码时，又称（n,k）线性分码组。
2k个n重的集合C称为线性分组码，当且仅当它是n维线性空间Vn中的一个k维子空间。（n，k）线性分组码的2k个码字组成了n维线性空间Vn的一个k维子空间，因此这2k个码字完全可由k个线性无关的矢量所组成的基底所张成。
设此k个矢量为c1，c2，…，ck:
c1＝（g1,n-1，g1,n-2，…，g1,0）
c2＝（g2,n-1，g2,n-2，…，g2，0）
c3＝（g3,n-1，g3,n-2，…，g3，0）
c4＝（g4,n-1，g4,n-2，…，g4，0）
以此类推至 ck，ck＝（gk,n-1，gk,n-2，…，gk,0）
写成矩阵形式：
（n，k）码中的任一码字ci，均可由这组基底的线性组合生成:
（2）循环码的编译原理
循环码即是采用循环移位特性界定的一类线性分组码。它是线性分组码的一种，所以它具有线性分组码的一般特性，此外还具有循环性。循环码是一种无权码，即相邻两个数码之间只有一位码元不同。循环码最大的特点就是码字的循环特性，所谓循环特性是指：各码字中的码元，不论是左移还是右移，也不论移多少位，所形成的码字仍然是码组中的一个码字（除全零码外）。
循环码的编码和解码设备都不太复杂，检、纠错能力强，而且性能好。它不但可以检测随机的错误，还可以检测突发的错误。循环码的优点是没有瞬时错误，因为在数码变换过程中，在速度上会有快有慢，中间经过其它一些数码形式，称它们为瞬时错误。这在某些数字系统中是不允许的，为此希望相邻两个数码之间仅有一位码元不同，即满足邻接条件，这样就不会产生瞬时错误。
所谓循环码的编码，就是在已知信息位的条件下求出循环码的码组。首先，根据给定的(n,k)值选定生成多项式g(x)，它是的一个常数项不为0的阶次为(n-k)因子，再根据(6)式，由生成多项式得到循环码的生成矩阵。
接收端译码包括检错和纠错。
检错：循环码的任一许用码多项式C(x)都能被生成多项式g(x)整除，因此在接收端只需将接收到的码多项式用生成多项式g(x)去除；如果余式为0，则传输过程中未发生错误。故可用余式是否为零来判断码组中是否出错；但是，也有例外，当一许用码错误成另一许用码时，错误将无法检测出来，这种错误称为不可检错误。
纠错：为了能够纠错，要求每个可纠正的错误图样必须与一个特定余式有一一对应关系，这样才能从上述余式中唯一地确定其错误图样，从而纠正错码。
因此，循环码的纠错译码可分为以下三步进行：
（1）根据接收到的码计算校正子（或称伴随式）多项式；
（2）对于循环码来说，校正子多项式就是用接收到的码多项式除以生成多项式g(x)得到的余式，即，由校正子多项式确定错误图样e(x);
（3）将错误图样e(x)与接收码多项式相加，即可纠正错误恢复原发送码组。
（3）循环式数据传送规约
在电力系统中，为准确及时的在变电站和调度中心进行数据通信，而制定的一套关于信息传输顺序、格式和内容的约定。随着电网规模的日益扩大和规模化，各地调度对变电站内数据的数量和质量有了越来越高的要求，从而使远动规约在数据传输过程中的地位也越来越重要。同时选择适当的规约则变成了一项很重要的内容。目前，电力系统中主要采用循环式数据传送（CDT）规约进行数据传送。
循环式数据传送（CDT）规约是一种典型的循环式传送规约，全称Cyclic Data Transmission，也称为循环式数据传输规约。特点是无论主站是否要求，子站都按一定顺序不停地循环往主站发送数据。它不仅适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统，还适用于调度所间以循环式远动规约转发实时远动信息的系统。
在传送过程中，一般是以帧结构进行传送的，在远动控制系统中，重要的遥测安排在A帧传送，次要的遥测安排在B帧传送，一般的遥测安排在C帧传送，遥信状态信息、电能脉冲计数值分别安排在D1和D2帧，而事件顺序记录安排在E帧进行传送。对于帧结构，一般以同步字开头，并有控制字和信息字，其长度可变。通过帧格式包装后，数据就可以按照规约进行传送，完成信道的全部编译码工作。
4、展望
经济在不断的迅速的发展中，电力系统跟随也在不断的发展，远动的技术也在不断的更新，电力系统中远动控制技术的发展也在迅速的更新。电力企业为了提高电网自动化的水平，采用远动控制技术，监控电网系统的运行，根据电网的状态，提供相关的运行措施，特别是在电网调度方面，远动控制技术中“四遥”起到关键性的作用，表明远动控制的重要性，进而优化电气系统自动化的运行环境。电力系统的自动化，是未来电网的发展方向，在电网的终端、调度阶段等模块，实行远动控制，利用远动控制的“四遥”技术，控制整个电网的运行，促使其达到可靠的状态。
参考文献
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论文作者:黄楷
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/18
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