一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，其主要技術特點包括饋線故障定位方法、故障區(qū)域隔離方法、非故障區(qū)域恢復供電方法以及考慮瞬時性故障的智能分布式急救處理方法。本發(fā)明設計合理，其通過高效的縱向通信規(guī)約與同一供電拓撲網絡內相鄰智能分布式配電終端實現信息交互，由智能配電終端進行綜合處理、邏輯判斷的智能縱向互聯饋線自動化技術，實現了非故障區(qū)域零時間停電功能，可方便地進行饋線故障定位，有效地提高了供電可靠性，縮短了停電時間。
【專利說明】一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于配電自動化【技術領域】，尤其是一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法。
【背景技術】
[0002]配電網作為輸配電系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，其實現自動化的程度與供用電的質量及可靠性密切相關。智能配電網是智能電網建設中的重要的一環(huán)，它將現代計算機技術、通信網絡技術集于一體，對配電網上的設備進行遠方實時監(jiān)視、協(xié)調及控制，是改進供電質量、提高供電可靠性、擴大供電能力、實現配電網高效經濟運行的重要手段。目前常見的幾種饋線自動化系統(tǒng)包括主站集中式饋線自動化(DA)系統(tǒng)、電壓型帶時限饋線自動化系統(tǒng)、基于重合器的饋線自動化系統(tǒng)、看門狗斷路器方式饋線自動化系統(tǒng)、故障指示器模式系統(tǒng)等，但上述幾種饋線自動化方式缺點也比較明顯，如故障隔離時間長、需要全線路停電、甚至需要多次重合來排除故障、或者人工巡檢方式來排查故障區(qū)域，影響到了供電的可靠性和供電質量。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、易于故障定位并實現非故障區(qū)域零時間停電功能的智能縱向互聯饋線自動化控制方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0005]一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，包括饋線故障定位方法、故障區(qū)域隔離方法、非故障區(qū)域恢復供電方法以及考慮瞬時性故障的智能分布式急救處理方法，所述故障定位方法包括以下處理過程:在配電線路上分段開關的某一相流過了超過電流整定值的故障電流，則其所對應的智能配電終端報過流故障信號，并通過縱向通信規(guī)約向相鄰智能配電終端發(fā)送過流故障信息；若同一供電拓撲網絡內僅有一個智能配電終端報過流故障信號，則故障發(fā)生在該分段開關為端點的配電區(qū)域內；若同一供電拓撲網絡內有兩個以上智能配電終端報過流故障信號，則故障發(fā)生在該分段開關所位于的配電區(qū)域內；
[0006]所述故障區(qū)域隔離方法包括以下處理過程:
[0007](I)若以某一分段開關為端點的配電區(qū)域內均沒有發(fā)生故障，則即使該分段開關流過了故障電流，該分段開關也不跳閘隔離；
[0008](2)若以某一分段開關為端點的配電區(qū)域內發(fā)生故障，則該分段開關立即跳閘，隔離故障區(qū)域；
[0009](3)若某一分段開關收到與其相鄰的分段開關發(fā)來的開關拒分信號，則該分段開關立即跳閘，隔離故障區(qū)域；
[0010]所述非故障區(qū)域恢復供電方法包括以下處理過程:
[0011](I)若聯絡開關的一側失電，且故障發(fā)生在以該聯絡開關為端點的配電區(qū)域內，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)；
[0012](2)若聯絡開關的一側失電且以該聯絡開關為端點的配電區(qū)域內均沒有發(fā)生故障:若在預先整定的合閘延時時間內，收到無故障分段開關隔離后依次發(fā)送回的跳閘成功信號，該聯絡開關自動合閘，恢復非故障區(qū)域供電；若在預先整定的合閘延時時間后，沒有收到無故障分段開關隔離后依次發(fā)送回的跳閘成功信號，該聯絡開關保持分閘狀態(tài)；
[0013](3)若聯絡開關收到與其相鄰的開關發(fā)來的開關拒分信號，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)；
[0014](4)若聯絡開關的兩側均帶電，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)。
[0015]所述考慮瞬時性故障的智能分布式急救方法為:
[0016](I)對于經歷了故障電流并跳閘的分段開關，在該分段開關一側帶電的條件下，開放該分段開關的一次快速重合閘功能:若該分段開關快速重合失敗并導致該分段開關再次跳閘，則自動鎖閉該分段開關于分閘狀態(tài)，并向該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送重合失敗信息；若該分段開關快速重合成功，則向該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送重合成功信息；
[0017](2)對于未經歷故障電流并已跳閘的分段開關，禁止該分段開關的重合閘功能，在該分段開關跳閘后的一定時間內:若收到該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送的重合失敗信息或沒有收到其相鄰分段開關發(fā)送的任何信息，則自動鎖閉該分段開關于分閘狀態(tài)；若收到該分段開關相鄰分段開關發(fā)送的重合成功信息，則驅動該分段開關合閘；
[0018](3)對于未跳閘的分段開關以及重合成功的分段開關，若收到該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送的重合成功信息，則不作處理。
[0019]而且，所述考慮瞬時性故障的智能分布式急救方法中的分段開關包括變電站出口開關，分段開關的智能縱向互聯饋線自動化處理步驟為:
[0020]①若某智能配電終端采集到一條流過故障電流的信息，則從保護啟動后的極短暫延時時間內繼續(xù)收集其相鄰開關的故障信息；
[0021]②該極短暫延時時間到后根據收到的故障電流信息判斷以該智能配電終端所控制的開關為端點的配電區(qū)域內是否有故障；
[0022]③若判斷出故障發(fā)生在以該智能配電終端所控制的開關為端點的配電區(qū)域，則令其所控制的開關跳閘；否則使其所控制開關為原狀態(tài)不變。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0024]本發(fā)明設計合理，其通過高效的縱向通信規(guī)約與同一供電拓撲網絡內相鄰智能分布式配電終端實現信息交互，由智能配電終端進行綜合處理、邏輯判斷的智能縱向互聯饋線自動化技術，實現了非故障區(qū)域零時間停電功能，可方便地進行饋線故障定位，有效地提高了供電可靠性，縮短了停電時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是一種智能縱向互聯饋線自動化系統(tǒng)的連接示意圖；
[0026]圖2是智能縱向互聯饋線自動化系統(tǒng)中配網線路故障的時間限定范圍及與變電站出口斷路器跳閘時間的配合關系示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述:
[0028]一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，是在如圖1所示的智能縱向互聯饋線自動化系統(tǒng)上實現的，該智能縱向互聯饋線自動化系統(tǒng)包括配電主站、若干個配電子站(線路I的配電子站:媒體甲K1、媒體甲K2和線路2的配電子站:媒體乙K2、媒體乙Kl)、饋線測控終端FTU1、智能配電終端DTU2、DTU3、DTU4、DTU5、饋線測控終端FTU6、分段開關K1、分段開關K2、分段開關K3、分段開關K4、分段開關K5、分段開關K7、分段開關K8、分段開關K9、分段開關KlO和聯絡開關K6，配電主站與安裝在各個配電子站內的智能配電終端DTU2、DTU3、DTU4、DTU5相連接，饋線測控終端FTUl連接在線路I進線端與智能配電終端DTU2之間，饋線測控終端FTUlO連接在線路2進線端與智能配電終端DTU5之間，兩條線路之間相鄰的配電子站的分段開關為聯絡開關K6。所述的智能配電終端內部均安裝有對每半個工頻基波的信號進行計算的DFT算法模塊，在智能配電終端上設有以下通信接口:二個RJ45以太網接口、四個RS232/485串行口和縱向通信規(guī)約接口，所述縱向通信規(guī)約接口包括IECIEC60870-5-101協(xié)議接口、IEC60870-5-104協(xié)議接口和自定義規(guī)約通信接口等。每個智能配電終端均與兩個分段開關相連接，上述開關通過對應的智能配電終端實現通信功能，相鄰智能配電終端之間通過縱向通信規(guī)約實現信息交互，所述信息交互的內容包括故障信息、開關位置狀態(tài)信號、跳閘成功、開關拒分等。當配電線路發(fā)生故障后，智能配電終端通過對本身信號以及相鄰智能配電終端信號進行綜合處理、邏輯判斷，在變電站出口開關動作前，實現故障定位、故障區(qū)域隔離和非故障區(qū)域恢復供電動作。
[0029]本發(fā)明的智能縱向互聯主要包括以下內容:(I)智能配電終端具備向其相鄰開關的智能配電終端發(fā)送故障信息、開關拒動信息和接收來自其相鄰開關的智能配電終端發(fā)來的故障信息、開關拒動信息的功能，通過智能配電終端間相互配合實現自愈式故障處理。
(2)各個智能配電終端可與站控層設備通信，并實現數據采集與遠程控制功能。(3)智能配電終端間通信及與站控層設備通信采取基于GOOSE的光纖自愈環(huán)網，并遵循IEC61850協(xié)議。(4)可以通過遠程設置方式將一臺饋線開關設置為聯絡開關或分段開關，相應智能配電終端具備相應的自愈恢復邏輯。
[0030]一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，包括饋線故障定位方法、故障區(qū)域隔離方法、非故障區(qū)域恢復供電方法以及考慮瞬時性故障的智能分布式急救處理方法:
[0031]一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，包括以下步驟
[0032](I)線路發(fā)生故障后，啟動智能縱向互聯饋線自動化控制進行故障定位；
[0033](2)故障定位成功后，智能縱向互聯饋線自動化控制進行故障區(qū)域隔離；
[0034](3)故障區(qū)域隔離成功后，智能縱向互聯饋線自動化控制進行非故障區(qū)域恢復供電。
[0035](4)考慮瞬時性線路故障，智能縱向互聯饋線自動化控制進行線路瞬時故障急救。
[0036]下面對各個方法分別進行說明:
[0037]1、故障定位方法步驟:
[0038](I)在配電線路上發(fā)生線路故障，若某一分段開關的某一相流過了超過電流整定值的故障電流，則其所對應的智能配電終端報過流故障信號，
[0039](2)通過縱向通信規(guī)約向相鄰智能配電終端發(fā)送過流故障信息；
[0040](3)若同一供電拓撲網絡內僅有一個智能配電終端報過流故障信號,貝U故障發(fā)生在該分段開關為端點的配電區(qū)域內；
[0041](4)若同一供電拓撲網絡內有兩個以上智能配電終端報過流故障信號，則故障發(fā)生在該分段開關所位于的配電區(qū)域內。
[0042]2、故障區(qū)域隔離的方法步驟:
[0043](I)若以某一分段開關為端點的配電區(qū)域內均沒有發(fā)生故障，則即使該分段開關流過了故障電流，該分段開關也不跳閘隔離；
[0044](2)若以某一分段開關為端點的配電區(qū)域內發(fā)生故障，則該分段開關立即跳閘，隔離故障區(qū)域；
[0045](3)若某一分段開關收到與其相鄰的分段開關發(fā)來的開關拒分信號，則該分段開關立即跳閘，隔離故障區(qū)域。
[0046]3、非故障區(qū)域恢復供電的方法步驟:
[0047](I)若聯絡開關的一側失電，且故障發(fā)生在以該聯絡開關為端點的配電區(qū)域內，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)；
[0048](2)若聯絡開關的一側失電，且以該聯絡開關為端點的配電區(qū)域內均沒有發(fā)生故障:若在預先整定的合閘延時時間內，收到無故障分段開關隔離后依次發(fā)送回的跳閘成功信號，該聯絡開關自動合閘，恢復非故障區(qū)域供電；若在預先整定的合閘延時時間后，沒有收到無故障分段開關隔離后依次發(fā)送回的跳閘成功信號，該聯絡開關保持分閘狀態(tài)；
[0049](3)若聯絡開關收到與其相鄰的開關發(fā)來的開關拒分信號，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)；
[0050](4)若聯絡開關的兩側均帶電，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)。
[0051]4、考慮瞬時性故障的智能分布式急救方法為:
[0052](I)對于經歷了故障電流并跳閘的分段開關，在該分段開關一側帶電的條件下，開放該分段開關的一次快速重合閘功能:若該分段開關快速重合失敗并導致該分段開關再次跳閘，則自動鎖閉該分段開關于分閘狀態(tài)，并向該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送重合失敗信息；若該分段開關快速重合成功，則向該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送重合成功信息；
[0053](2)對于未經歷故障電流并已跳閘的分段開關，禁止該分段開關的重合閘功能，在該分段開關跳閘后的一定時間內:若收到該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送的重合失敗信息或沒有收到其相鄰分段開關發(fā)送的任何信息，則自動鎖閉該分段開關于分閘狀態(tài)；若收到該分段開關相鄰分段開關發(fā)送的重合成功信息，則驅動該分段開關合閘；
[0054](3)對于未跳閘的分段開關以及重合成功的分段開關，若收到該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送的重合成功信息，則置之不理。
[0055]在考慮瞬時性故障的智能分布式急救方法中的分段開關包括變電站出口開關。上述分段開關(包括變電站的1kV進/出口開關和饋線上的分段開關)的智能縱向互聯饋線自動化處理步驟為:
[0056]①若某智能配電終端采集到一條流過故障電流的信息(可能來自其本身或其相鄰開關)，則從保護啟動后的極短暫延時時間內繼續(xù)收集其相鄰開關的故障信息；
[0057]②該極短暫延時時間到后根據收到的故障電流信息判斷以該智能配電終端所控制的開關為端點的配電區(qū)域內是否有故障；
[0058]③若判斷出故障發(fā)生在以該智能配電終端所控制的開關為端點的配電區(qū)域，則令其所控制的開關跳閘；否則使其所控制開關為原狀態(tài)不變。
[0059]如圖2所示為該智能縱向互聯饋線自動化處理配網線路故障的時間限定范圍及與變電站出口斷路器跳閘時間的配合關系。從該應用效果示意圖可以看出，1KV配電網線路上發(fā)生故障之后，能在極短的時間之內切除故障區(qū)域，在變電站出口斷路器保護動作之前，切除故障電流，防止因故障引起的全線路停電，極大程度的提高了供電可靠性。
[0060]需要強調的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發(fā)明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，包括饋線故障定位方法、故障區(qū)域隔離方法、非故障區(qū)域恢復供電方法以及考慮瞬時性故障的智能分布式急救處理方法，其特征在于: 所述故障定位方法包括以下處理過程:在配電線路上分段開關的某一相流過了超過電流整定值的故障電流，則其所對應的智能配電終端報過流故障信號，并通過縱向通信規(guī)約向相鄰智能配電終端發(fā)送過流故障信息；若同一供電拓撲網絡內僅有一個智能配電終端報過流故障信號，則故障發(fā)生在該分段開關為端點的配電區(qū)域內；若同一供電拓撲網絡內有兩個以上智能配電終端報過流故障信號，則故障發(fā)生在該分段開關所位于的配電區(qū)域內； 所述故障區(qū)域隔離方法包括以下處理過程: (1)若以某一分段開關為端點的配電區(qū)域內均沒有發(fā)生故障，則即使該分段開關流過了故障電流，該分段開關也不跳閘隔離； (2)若以某一分段開關為端點的配電區(qū)域內發(fā)生故障，則該分段開關立即跳閘，隔離故障區(qū)域； (3)若某一分段開關收到與其相鄰的分段開關發(fā)來的開關拒分信號，則該分段開關立即跳閘，隔離故障區(qū)域； 所述非故障區(qū)域恢復供電方法包括以下處理過程: (1)若聯絡開關的一側失電，且故障發(fā)生在以該聯絡開關為端點的配電區(qū)域內，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)； (2)若聯絡開關的一側失電且以該聯絡開關為端點的配電區(qū)域內均沒有發(fā)生故障:若在預先整定的合閘延時時間內，收到無故障分段開關隔離后依次發(fā)送回的跳閘成功信號，該聯絡開關自動合閘，恢復非故障區(qū)域供電；若在預先整定的合閘延時時間后，沒有收到無故障分段開關隔離后依次發(fā)送回的跳閘成功信號，該聯絡開關保持分閘狀態(tài)； (3)若聯絡開關收到與其相鄰的開關發(fā)來的開關拒分信號，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)； (4)若聯絡開關的兩側均帶電，則該聯絡開關保持分閘狀態(tài)。 所述考慮瞬時性故障的智能分布式急救方法為: (1)對于經歷了故障電流并跳閘的分段開關，在該分段開關一側帶電的條件下，開放該分段開關的一次快速重合閘功能:若該分段開關快速重合失敗并導致該分段開關再次跳閘，則自動鎖閉該分段開關于分閘狀態(tài)，并向該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送重合失敗信息；若該分段開關快速重合成功，則向該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送重合成功信息； (2)對于未經歷故障電流并已跳閘的分段開關，禁止該分段開關的重合閘功能，在該分段開關跳閘后的一定時間內:若收到該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送的重合失敗信息或沒有收到其相鄰分段開關發(fā)送的任何信息，則自動鎖閉該分段開關于分閘狀態(tài)；若收到該分段開關相鄰分段開關發(fā)送的重合成功信息，則驅動該分段開關合閘； (3)對于未跳閘的分段開關以及重合成功的分段開關，若收到該分段開關的相鄰分段開關發(fā)送的重合成功信息，則不作處理。
2.根據權利要求1所述的一種智能縱向互聯饋線自動化控制方法，其特征在于:所述考慮瞬時性故障的智能分布式急救方法中的分段開關包括變電站出口開關，分段開關的智能縱向互聯饋線自動化處理步驟為: ①若某智能配電終端采集到一條流過故障電流的信息，則從保護啟動后的極短暫延時時間內繼續(xù)收集其相鄰開關的故障信息； ②該極短暫延時時間到后根據收到的故障電流信息判斷以該智能配電終端所控制的開關為端點的配電區(qū)域內是否有故障； ③若判斷出故障發(fā)生在以該智能配電終端所控制的開關為端點的配電區(qū)域，則令其所控制的開關跳閘；否則使其所控制開關為原狀態(tài)不變。
【文檔編號】H02J13/00GK104135080SQ201410391995
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權日:2014年8月11日
【發(fā)明者】張磐, 蔣菱, 魯文 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司