电力系统远动技术----远动终端RTU概述
远动终端RTU概述
一、RTU定义
"远动终端：电网调度自动化系统中安装在发电厂、变电站的一种具有四遥远动功能的自动化设备。
远动装置=远方终端=远动终端=RTU（Remote Terminal Unit）。
"RTU在电网调度自动化系统中具有重要的作用。
（系统结构：调度端SCADA/EMS ＋远动信道＋厂站端RTU）。
二、RTU发展概述
① 60～70年代，硬件式远动装置：晶体管或集成电路构成的无触点远动装置WYZ 或者数字式综合远动型远动装置SZY，均属于布线逻辑式远动装置，所有功能均由逻辑电路实现，现已经基本淘汰。
② 80年代后，软件式远动装置：基于微机原理构成的远动装置（微机远动装置），功能由软件程序实现，具有功能强、可扩充性好、结构简单、稳定可靠等优点，得到普及应用。
三、RTU的功能概述
"远方功能：RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能。
① 遥测（YC，Tele-measurement）：远程量测值。
RTU将采集到的厂站运行参数按规约传送给调度中心（上传）。
包括：P、Q、U、I、档位、温度等，容量达几十到上百个（路）。
另外还包括2类特殊YC：
a) 数字值（Digital Measured Value）：RTU以数字量的形式直接接收后上传。
如频率、水库水位等。
b) 记数脉冲（Counter Pulse）：单独的采集（电路）板。
主要指RTU采集的反映电能量的脉冲记数。
容量可达几十路电度量。
② 遥信（YX，Tele-indication, Tele-signalization）：远程状态信号。
RTU 将采集到的厂站设备运行状态按规约传送给调度中心（上传）。
包括：断路器和隔离刀闸的位置信号、继电保护和自动装置的位置信号、发电机和远动设备的运行状态等。
容量达几十到几百个。
③ 遥控（YK，Tele-command）：远程命令。
调度中心发给RTU的改变设备运行状态的命令。
包括：操作厂站各电压回路的断路器、投切补偿电容器和电抗器、发电机组的启停等。
容量可达几十个设备。
④ 遥调（YT，Tele-adjusting）：远程调节命令。
调度中心发给RTU的调整设备运行参数的命令。
包括：改变变压器分接头位置（调压）、改变发电机组P
或Q的整定值（调节出力）、自动装置整定值的设定等。
容量可达几个到十几个设备。
⑤ 事故数据：
a) 事件顺序记录（SOE：Sequence Of Event recording）：实时检测遥信变位（YXBW）（带时标的遥信），立即记录变位时刻、变位设备序号、变位状态等组成SOE优先传送（CDT下）。
b) 事故追忆（PDR：Post Disturbance Review）：冻结某时刻全网的重要的遥
测点、遥信点的画面（如照相），每个这样的画面称为一帧，其循环周期可为数秒到数分。
典型的PDR记录长度为：事故前10min，事故后5min。
⑥ 统一时钟：具有对时功能。
接收调度中心的校时命令。
统一时钟为了不同厂站之间事故分析以及电度量冻结。
⑦ 转发：接收其它RTU送来的远动信息，按规约组装转发给指定的调度中心。
⑧ 适合多种规约的数据远传：基本远动任务配套标准IEC 60870-5-101(简称101规约)或其它CDT、Polling规约。
具有同步或异步远动通信接口。
当地功能：RTU自身或连接的显示记录设备的实现监控功能。
① CRT显示：与RTU直接连接（或通过当地工作站）的CRT可显示RTU采集的四遥、YXBW等信息。
② 汉字报表打印：实现三类打印：定时打印、事件记录打印和召唤打印。
③ 本机键盘显示器：RTU自带的操作面板，实现循测、定测、选测和显时功能。
④ RTU自检、自调功能：反映RTU的自身的可维护能力。
插件损坏诊断，程序“走飞”时的自恢复能力、主备通道监视功能。
五、RTU基本结构
多输入多输出的微型计算机系统。
1、单CPU结构的RTU
① 系统部分：CPU、总线、RAM、EPROM、定时器/记数器、中断控制器、串行通信接口等。
② 人机联系：打印机、显示器、键盘。
③ 输入/输出电路（可编程接口芯片）：输入电路包括：YC、YX、DI、DD；输出包括：YK、YT
④ 通过系统总线连接。
软件组成："
① 主程序：系统初试化、人机联系等
② 中断服务程序：完成RTU输入/输出（时钟、A/D服务程序、通信发送/接收中断等）
2、多CPU结构的RTU
硬件组成：
① 主控系统：管理各个子系统、人机联系、调度通信
② 若干子系统：每个子系统单独CPU，包括YC、YX、YC、YT、DI、DD等子系统。
③ I/O总线连接主控系统和各个子系统
软件组成：单独子系统：主程序＋若干中断服务程序组成"
① 主控程序：与子系统的通信程序、调度通信程序、数据处理、人机联系程序
② 功能子系统：与主系统通信发送/接收、输入/输出
【我们常听说的四遥功能由远动系统终端RTU实现，它包括：
遥测(遥测信息)：远程测量。
采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）和负荷潮流等。
遥信(遥信信息)：远程信号。
采集并传送各种保护和开关量信息。
遥控(遥控信息)：远程控制。
接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。
遥调(遥调信息)：远程调节。
接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调试，如调节发电机输出功率。
分类
一遥：指遥信功能。
两遥：指遥信和遥测功能。
三遥：指实现遥信、遥测和遥控功能。
四遥：指实现遥信、遥测、遥控和遥调功能。
四遥系统
具备遥控、遥测、遥信、遥调功能的系统。
又称遥控遥测遥信遥调系统。
四遥系统主要用于输油输气管线等分散目标型系统。
中国已研制成通用分散目标型四遥设备。
遥测遥控系统
telemetry and remote control systems
利用遥测技术实现远距离测量、控制和监视的系统。
在遥测遥控系统中，测量装置和执行机构设置在受控对象附近，受控对象参量的测量值通过遥测信道发向远距离的测控站，而测控站的控制指令也是通过遥测信道发向执行机构的。
遥测遥控系统是一类控制与通信密切结合的综合信息系统，其工作原理涉及信息传输和信息提取，包括采样定理、编码理论、多路复用、调制技术、同步技术、信号检测和估计等方面。
遥测遥控是自动化技术的重要分支，它是在自动控制、传感技术、微电子技术、计算机技术和现代通信技术的基础上不断完善的发展起来的，在国民经济、科学研究和军事等方面都有广泛的应用。
凡是距离遥远、对象分散或难以接近的系统，都可以采用遥测遥控来实现集中监控和统一管理。
最早的遥测遥控系统是机械式的，19世纪末出现电遥测遥控系统，称为有线遥测遥控系统。
20世纪初出现无线遥测遥控系统。
到了50年代又研制出脉码调制遥测系统，标志着从模拟式遥测系统发展到数字式遥测系统。
70年代后由于微电子学和微处理机的迅速发展，数字式遥测遥控系统逐渐取代模拟式遥测遥控系统，并出现可编程序遥测遥控系统、自适应遥测遥控系统和分集式遥测遥控系统。
现代航天遥测遥控系统的最大传输距离可达2.4亿千米，能传输每帧2.4×10比特的数字图像信息。
航天测控系统已发展到利用一个微波波段的载波作为遥控、遥测、测距和测速的共同载波，称为S波段统一载波测控系统，使设备大大简化。
遥测遥控系统有两个分系统：遥测分系统和遥控分系统。
实际上它们往往结合成有机的整体。
一般遥测遥控系统都是由控制端、信道和被控端3部分组成。
在设计和选择遥测遥控系统时一般应遵循准确度，可靠性，工作容量，抗干扰能力，动作速度，工作频段，通用性和经济性等技术要求。