CN101685982B - 一种数字化电网系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字化电网系统，包括：客户端部分、设备端部分、网络通信部分以及数据服务器；其中，客户端部分包括显示模块、控制模块以及通信模块，设备端部分包括馈线终端单元；所述的设备端部分通过所述的馈线终端单元采集设备的信息，并将所采集的信息通过所述的网络通信部分发送到所述的数据服务器，所述的客户端部分中的通信模块从所述的数据服务器接收设备端部分的实时数据并在所述的显示模块上显示，并在所述控制模块的控制下，发送控制命令到所述的设备端部分的馈线终端单元，实现对设备端部分中设备的控制。本发明的数字化电网系统为用户提供了对电网中的电力设备进行远程控制的手段，使得用户可以根据需要对电力设备进行远程控制。

Description

一种数字化电网系统

技术领域

本发明涉及电力监控领域，特别涉及对高压电网进行监控的数字化电网。

背景技术

在电力行业中，高压配电网络按照行业习惯可分为：一次系统和二次系统。一次系统主要是指承载输送10KV以上电压的电缆线路和设备。二次系统指经过电压电流互感器降压后能够对一次系统进行测量的设备。

数字化电网系统是指把二次系统测量到的模拟信号转化为数字信号，并且以数字的形式在计算机上显示出来的系统。建立数字化电网是为了把原来需要大量人工的现场测量和现场操作直接在控制室的计算机上实现。

在现有技术中，也存在一些与数字化电网相关的数字化控制技术，但这些数字化控制技术在标准上不统一，例如，在这些数字化控制技术中并没有对纯架空线怎样设计，电缆线路怎样设计，电缆和架空线的混合线路怎样设计等问题做出统一的规定。此外，现有的数字化控制技术没有采用易于对数字化电网进行管理和升级的控制模型，也缺少诸如如何防止开关误操作之类的安全可靠性设计。

现有的数字化控制技术所存在的上述缺陷不利于对数字化电网的推广与使用，在安全性上也存在一定的隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有的数字化控制技术在标准上不统一，控制模型不易管理和升级的缺陷，从而提供一种易于管理和升级的数字化电网。

为了实现上述目的，本发明提供了一种数字化电网系统，包括：客户端部分、设备端部分、网络通信部分以及数据服务器；其中，所述的客户端部分包括显示模块、控制模块以及通信模块，所述的设备端部分包括馈线终端单元；

所述的设备端部分通过所述的馈线终端单元采集设备的信息，并将所采集的信息通过所述的网络通信部分发送到所述的数据服务器，所述的客户端部分中的通信模块从所述的数据服务器接收设备端部分的实时数据并在所述的显示模块上显示，并在所述控制模块的控制下，发送控制命令到所述的设备端部分的馈线终端单元，实现对设备端部分中设备的控制。

上述技术方案中，所述的显示模块采用四图层的方式对所述设备端部分中设备的信息进行显示，所述四图层包括：用于表示供电区域地理信息的地理图层、用于表示变电站出线结构并通过所述出线结构实现对配网远程控制的变电站图层、用于表示用户线路信息的线路分布图层以及用于生成配网单回线路图的回线逻辑图层。

上述技术方案中，所述的地理图层还包括主网、配网间开关分布的信息。

上述技术方案中，在所述的变电站图层中，所述的出线结构包括一个回路出线逻辑交叉线路图。

上述技术方案中，所述的回线逻辑图层还包括：

根据线路的负荷特性，分析所述线路的供电质量；

通过测量线路的阻性、容性、感性电源负荷特性，确定线路的最大传输功率；

根据线路的连接方式分析最佳供电路径，降低线路输电损耗；

用逻辑方式提供最佳供电线路方案，提供线路结构变动开关组合操作顺序。

上述技术方案中，所述的控制模块采用“二遥”模型或“三遥”模型或“四遥”模型对所述设备端部分进行控制。

上述技术方案中，采用所述“二遥”模型的控制模块包括对遥信和遥测所得到的数据进行校验，并将校验正确的数据存入所述的数据服务器的校验单元。

上述技术方案中，采用所述“三遥”模型的控制模块包括对遥信和遥测所得到的数据进行校验，并将校验正确的数据存入所述的数据服务器的校验单元，还包括对所述设备端部分中的设备进行远程控制的遥控单元。

上述技术方案中，所述的遥控单元将所收到的遥测信息与事先设定的参数进行比对，检查遥测信息是否超出了所述参数，如果没有超过所述参数或超出的幅度在允许的范围内，则重新进行遥测信息与所述参数的比对，否则，进行分闸或合闸操作。

上述技术方案中，将所述的客户端部分与设备端部分合并为客户端，将所述的网络通信部分与数据服务器合并为服务端，所述的客户端与服务端之间采用中间件技术连接，实现服务端到客户端的直接控制和客户端到服务端的直接上报。

上述技术方案中，在所述的合闸操作前还包括以下步骤：

步骤1)、判断所述设备端部分中的环网柜的箱门是否打开，若已经打开，退出远程的合闸控制操作，若未打开，则执行下一步；

步骤2)、检测所述环网柜的箱体气压是否在正常范围内，若箱体气压不在正常范围内，退出远程的合闸控制操作，若箱体气压在正常范围内，则执行下一步；

步骤3)、检测所述环网柜的电动操作机构的电池的电压是否不足，若电压不足，则系统会在发出合闸命令后，再次对执行结果进行远程检测；若电压充足，则执行下一步；

步骤4)、检测所述环网柜内的开关是否被置为本地操作方式，若为本地操作方式，则退出远程的合闸控制操作，若不是本地操作方式，则执行下一步；

步骤5)、检测所述环网柜的开关是否处于闭锁状态，若为闭锁状态，系统退出远程的合闸控制操作，若不是闭锁状态，则执行下一步；

步骤6)、检测所述环网柜中要进行合闸操作的开关是否已经处于相向回路中，若已经处于相向回路中，则要对该回路进行电压降、相角、频率三项指标的计算，当计算出的结果不能满足规定的要求时，合闸操作被自动禁止，否则，执行下一步；

步骤7)、检测要进行合闸的开关所在线路的下一级接地线是否断开，如果没有断开，则所要进行的合闸操作被自动禁止，否则，执行下一步；

步骤8)、检测所述环网柜中与所要操作的开关相对应的故障指示器是否已经复位，若未复位，即故障指示器还在工作状态，则合闸操作被自动禁止，否则执行下一步；

步骤9)、最后进行操作票确认核对，通过这一核对过程确认操作票与本次的远程操作是否一致，只有在一致的情况下才能进行合闸操作。

上述技术方案中，在所述的分闸操作前还包括以下步骤：

步骤1)、判断所述设备端部分中的环网柜的箱门是否打开，若已经打开，退出远程的分闸控制操作，若未打开，则执行下一步；

步骤2)、检测所述环网柜的箱体气压是否在正常范围内，若箱体气压不在正常范围内，退出远程的分闸控制操作，若箱体气压在正常范围内，则执行下一步；

步骤3)、检测所述环网柜的电动操作机构的电池的电压是否不足，若电压不足，则系统会在发出分闸命令后，再次对执行结果进行远程检测；若电压充足，则执行下一步；

步骤4)、检测所述环网柜内的开关是否被置为本地操作方式，若为本地操作方式，则退出远程的分闸控制操作，若不是本地操作方式，则执行下一步；

步骤5)、检测所述环网柜的开关是否处于闭锁状态，若为闭锁状态，系统退出远程的分闸控制操作，若不是闭锁状态，则执行下一步；

步骤6)、对分闸操作是否属于转供电操作进行判断，若不是转供电操作，则执行下一步，若是转供电操作，则退出远程的分闸控制操作；

步骤7)、对分闸操作后的停电范围进行判断；

步骤8)、在分闸操作前，对线路中的故障指示器的状态进行判断，只有在故障指示器正常工作时，才能进行分闸操作，以避免事故隐患。

步骤9)、最后进行操作票确认核对，通过这一核对过程确认操作票与本次的远程操作是否一致，只有在一致的情况下才能进行分闸操作。

上述技术方案中，采用所述“四遥”模型的控制模块包括对遥信和遥测所得到的数据进行校验，并将校验正确的数据存入所述的数据服务器的校验单元，对所述设备端部分中的设备进行远程控制的遥控单元，还包括对所述设备端部分的控制命令进行反馈和监督的遥调单元。

上述技术方案中，所述的遥调单元将对所述设备端部分的控制命令与从所述客户端接收到反馈命令进行比较，若两者不一致，以反馈命令为准；所述的遥调单元还对所述馈线终端单元所接收到的控制命令进行监督，若所述控制命令超过了预先设定的“遥调”门槛值，则所述控制命令被认为是错误命令而拒绝执行。

本发明的优点在于：

1、本发明的数字化电网系统为用户提供了对电网中的电力设备进行远程控制的手段，使得用户可以根据需要对电力设备进行远程控制。

2、本发明的数字化电网向用户提供了多种控制模型，用户可以根据实际情况选择具体的控制模型，在控制手段上具有多样性。

3、本发明的数字化电网系统在控制模型中对电力设备的远程控制操作做了严格的规定，提高了电力设备的安全性。

4、本发明的数字化电网可以对电网进行规划与设计，方便了对特定突发情况的处理。

5、本发明的数字化电网结构简单、层次分明，易于功能的扩展。

6、本发明的数字化电网系统对电网装配过程中的每条线路上的分段开关和联络开关的数量做了严格的规定，使得所述的数字化电网能够采集适量的信息，不会因为采集信息的过多而降低了系统处理能力，或因为过少而影响对电网系统的控制。

附图说明

图1为本发明的数字化电网的结构图；

图2为本发明的数字化电网中的显示模块所显示的电网情况分布图；

图3为本发明的数字化电网中的显示模块所显示的回路出线逻辑交叉线路图的一个示例；

图4为本发明的数字化电网中的显示模块所显示的配网单回线路图的一个示例；

图5为本发明的数字化电网中的控制模型所采用的“二遥”控制模型的示意图；

图6为本发明的数字化电网中的控制模型所采用的“三遥”控制模型的示意图；

图7为本发明的数字化电网中的控制模型所采用的“四遥”控制模型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

在对本发明进行详细说明前，对于本发明中所涉及到的一些专业词汇的含义进行说明，以方便理解。

配网：直接向最终用户供电的线路称为配电线路，由配电线路组成的网络叫配电网络，简称配网，一般在我国，配网指35KV及以下电压等级组成的供电网络。

主网：供电企业输电的主要网络，是配电网之上到发电厂之间的网络，是配电网的电源，一般指35KV以上的供电网络。

遥信：远程测量信号，所测量的信号可包括开关运行状态信号、故障信号等。

遥测：远程测量高压线路上运行的交流电的电压、电流的数值。

遥控：远程发出开关的分/合闸命令。通过继电器所发出的脉冲驱动控制结构以实现开关动作，从而替代人工手动方式的现场操作。

遥调：在远程通过计算机程序发出命令以调整检测设备的测量参数值。

线性模型：电力系统中只需要校验数据的正确性并将数据存入数据库的一种控制模型。

三角形模型：电力系统中除了要校验数据的正确性外，还要根据数据的逻辑关系以及所要执行命令的逻辑定义对命令的执行进行控制的一种控制模型。

矩形模型：电力系统中除了要校验数据的正确性以及对命令的执行进行控制外，还要对所要执行的命令进行反馈的一种控制模型。

本发明的数字化电网系统用于实现对电网的远程测量和远程控制，在图1中给出了本发明的结构图。从图中可以看出，数字化电网系统包括客户端部分、设备端部分、网络通信部分以及数据服务器。其中的设备端部分通过网络通信部分连接到客户端部分，客户端部分还通过网络通信部分与数据服务器连接。

设备端部分就是数字化电网系统所要测量与控制的电网中的各个电力设备，如变压器、断路器、重合器、分段器、柱上负荷开关、环网柜、调压器、无功补偿电容器等。由于所述数字化电网系统需要对设备端部分进行测量与控制，因此在所述的设备端部分还包括相应的测量与控制装置，如馈线终端单元FTU(Feeder Terminal Unit)，通过馈线终端单元可以提供电网运行控制及管理所需的数据，执行工作人员给出的对电网中配电设备的控制调节指令，以实现馈线自动化的各项功能。馈线终端单元可以包括开关操作控制电路、不间断供电电源、馈线自动化控制器、通信接口终端以及控制箱体等，馈线终端单元属于现有技术，可在市场上直接选购相应的产品。此外，在设备端部分中，还将线路中的开关按照所起的作用分为分段开关和联络开关，其中的分段开关主要用于远程的线路监测和控制，联络开关主要用于在出现故障后给非故障区域继续转供电。在现有技术中，对线路中开关的安装数量是随意的，容易造成采集的信息量过多，系统处理能力下降的问题。因此，在本发明中，在每条线路上规定安装2个分段开关和1.5个联络开关，使之到达较好的控制效果。虽然在图1中只给出了两个设备端部分，但本领域的普通技术人员应当了解，在实际应用中，设备端部分的数量与电网的实际情况相关，在图1中只是给出了一个示范性的例子。

网络通信部分是数字化电网系统中的各个部分之间进行通信交互的媒介。网络通信部分可以采用现有技术中各种可行的方式，如有线通信、无线通信等各种方式，在通信过程中也可以采用现有技术中各种相关的通信协议，如TCP/IP协议等。利用网络通信部分可以将不同地理位置的电力设备的数据发送到客户端或数据服务器，客户端也可以利用网络通信部分将控制命令发送到设备端部分中的相关设备或从数据服务器接收相关的数据。

数据服务器中存储了电网中的电力设备的数据以及整个电网的数据或客户端发出的控制信息。数据服务器中的数据会实时变化，以更好地反映设备端部分的当前状态。

客户端部分是工作人员对数字化电网系统中的电力设备进行监视与控制的部分。具体的说，客户端部分包括显示模块、控制模块以及通信模块，三者之间相互具有连接关系。

显示模块用于显示所要监视与控制的电网中各个电力设备的运行情况以及电力设备间的线路连接情况，上述情况在显示模块中通过电网情况分布图表示。所述的电网情况分布图可以按照范围的大小做进一步的划分。在本发明的示例性实施例中，该电网情况分布图可分为四层，如图2所示，其中的第一层为地理图层，第二层为变电站图层，第三层为线路分布图层，第四层为回线逻辑图层。上述四个图层之间既相互区别，又存在一定的联系。下面对这些图层的组成与作用分别进行说明。

(1)、地理图层：地理图层是一幅用来表示供电区域地理信息的图，在该图中可以有选择地显示街道名称、大用户名称、环网开关柜名称等信息。除了上述的地理信息外，该图层中还可以包含表示有主网、配网间开关分布的信息。利用主网、配网间的开关分布信息可以实现对配网的监控，即从设备端部分所接收到的与主网、配网间的开关分布信息相关的数据在本图层上显示。当配网正常运行时，图层上用于表示相关配网的部分显示正常工作状态的信息，如用绿色灯表示正常工作，而当配网遇到故障或者某些技术指标超过了警戒线，则图层上用于表示相关配网的部分弹出相应的警示信息。鉴于本图层主要用于监控配网的运行状况，因此，本图层也可被称为监控层。

(2)、变电站图层：变电站图层是用来表示变电站出线结构，并通过该结构实现对配网的远程控制的图层。本领域的普通技术人员都应当了解，要实现配网的远程操作，就需要了解变电站的出线结构，而变电站的出线结构又会因为开关的分合操作而具有不同的线路及线路走向。因此，变电站的出线结构实际上是一个回路出线逻辑交叉线路图。例如，在图3中就给出了一个变电站图层中的回路出线逻辑交叉线路图的示例。该图表示了青林变电站的单回出线逻辑关系。其中：主供电出线是清F3龙中线，当主线供电出现故障时，可以由另外6个次电源点进行转供电，也就是通过远程对开关的操作改变了供电的路径，线路的原结构也随即发生改变。由于在实际操作中，主要是根据本图层的信息完成对电网中电力设备的远程控制，因此，本图层也被称为操作层。

(3)、线路分布图层：线路分布图层用来表示用户的线路信息。该图层中的信息主要用于用户的报装和管理。电力部门可以根据图层中的信息并按照用户所在的地区，对相应配网线路的负荷进行规划设计。如果出现小区停电事故，在图层上闪动停电影响的范围，同时可以在图层上查找是否存在另外的供电路径以恢复供电。由于本图层中的内容主要针对用户发生故障时的处理，图层中的内容是规划模拟后的结果，因此，本图层也被称为规划模拟层。

(4)、回线逻辑图层：回线逻辑图层用来随时生成配网单回线路图，并可以根据线路的负荷特性，分析线路的供电质量；通过测量线路的阻性、容性、感性电源负荷特性，确定线路的最大传输功率；也可以根据线路的连接方式分析最佳供电路径，降低线路输电损耗；还可以用逻辑方式提供最佳供电线路方案，提供线路结构变动开关组合操作顺序。在图4中给出了本图层所生成的配网单回线路图的一个范例。在该范例中，设置有多个开关，分别为1、2、3、4、5、6、7，如前所述，这些开关被分为分段开关和联络开关。对于某一个开关而言，其所属的开关类型并不是固定的，例如，当图中的变电站a发生故障后，断开开关1并合上开关6，由变电站b继续供电。开关6在合上前为联络开关，合上后就变成了分段开关。由于回线逻辑图层中的内容主要是对线路本身的分析，因此，本图层也被称为线路分析层。

上述四个图层中所反映的信息都源于设备端部分的馈线终端单元，并根据设备端部分中具体设备的变化而实时变化。显示模块可以通过web浏览器显示图层中的所有信息。

控制模块的作用是根据显示模块所显示的信息对电网中的电力设备进行控制。控制模块实现其功能时可根据应用水平和资金情况采用一定的控制模型，在不同的控制模型下，具有不同的控制功能。

在本发明的一个实施例中，所述的控制模型可以是“二遥”模型，如图5所示，该模型包括遥信和遥测两个方面。在该模型中，设备端部分的馈线终端单元所反馈回来的信息只有遥信的数据和遥测的数据，在这个过程中只需要校验数据的准确性，确定数据符合质量标准后，就可以直接存入数据库，不需要将这些数据进行分析计算以返回给现场的馈线终端单元。所以这个模型是线性的控制模型。“二遥”模型中所检测到的设备端部分的数据可以用一定的方式通过显示模块显示，例如，用绿灯表示设备运行正常，状态良好；用黄灯表示线路或负荷比正常值稍大一些；用橙灯表示线路或设备负荷很大，接近设定的最高值；用红灯表示设备或线路已经满负荷工作，此时应发出警报。此处，只是对设备运行状态进行示例性的说明，本领域的技术人员也可以用其他的颜色表示相应的状态。

在本发明的又一个实施例中，所述的控制模型还可以是“三遥”模型，如图6所示，该模型除了上述的遥信和遥测外，还包括遥控。其中的遥控模型是一个三角型模型，从控制流程上分为三个执行过程。

第一步：当收到遥测的信息后，需要比对设定参数，检查是否有超越设定的参数。

第二步：一旦发现有越限值的时候，立即启动分类计算程序，计算出越限的幅度，如果处于允许的越限范围内，返回到第一步继续执行。

第三步：当计算值超出许可的范围，按照预置的命令启动执行过程，也就是执行分闸、合闸中的一个动作。

在本发明的另一个实施例中，控制模型还可以采用“四遥”模型，该模型除了上述的遥信、遥控和遥测外，还包括遥调。其中的遥调模型是一个矩形模型，该模型与前述的模型相比在遥调过程中增加了监督和反馈。在图6所示的“三遥”模型中，如果计算错误或数据传递错误，用于驱动开关动作的执行器收到控制命令后，无论命令的对错都会执行，即使知道命令是错误的也要执行，这就会造成不必要的误动。而在图7遥调的矩形模型中，由于有了监督反馈的过程，在执行器的执行过程中又增加一次反馈操作步骤，在该步骤中，当设备端部分中的电力设备所收到的控制命令与客户端发出的反馈命令不一致时，以反馈命令为准。在反馈操作后，还可包括监督步骤，所述的监督具有最高的优先权，可以有权废除上级主控方下达的命令。在监督过程中，馈线终端单元事先接收客户端的控制模块所发来的“遥调”门槛值，当该单元收到上级主控方发来的命令后，将这一命令和“遥调”门槛值进行现场比对，如果发现主控方下达的命令超过了门槛值的监控范围，馈线终端单元就会认为此条命令为错误命令而拒绝执行。

在上述的“三遥”模型和“四遥”模型中，都涉及到了在设备端部分对电力设备的执行操作。所述执行操作主要是通过对电网中的开关进行分闸、合闸操作实现的，通过分闸或合闸操作可以改变电路中的供电路径。通过控制模型实现的分闸、合闸操作不同于在电力设备现场完成的人工分闸、合闸操作，它是一种远程控制操作，因此，在完成分闸或合闸操作前应当具有一定的准备操作，下面分别对两种操作的具体实现过程做如下说明。

合闸操作包括以下步骤：

1、判断环网柜的箱门是否打开，若已经打开，说明现场已经有工作人员对设备进行维护，此时可以退出远程的合闸控制操作，若未打开，则执行下一步；

2、检测环网柜的箱体气压是否在正常范围内，若箱体气压不在正常范围内，则在进行合闸操作时可能会出现电弧放电现象，因此，退出远程的合闸控制操作，若箱体气压在正常范围内，则执行下一步；

3、检测环网柜的电动操作机构的电池的电压是否不足，若电压不足，则系统会在发出合闸命令后，再次对执行结果进行远程检测，如果是由于电池的原因而不能驱动电动操作机构，发出警报通知维护人员进行现场检修；若电压充足，则执行下一步；

4、检测环网柜内的开关是否被置为本地操作方式，若为本地操作方式，则退出远程的合闸控制操作，若不是本地操作方式，则执行下一步；

5、检测环网柜的开关是否处于闭锁状态，若为闭锁状态，由于闭锁装置只能够在现场由人工手动操作，远程系统即使发送了合闸命令，闭锁装置也不会执行远程发来的操作命令，因此，在此状态下，系统退出远程的合闸控制操作，若不是闭锁状态，则执行下一步；

6、检测环网柜中要进行合闸操作的开关是否已经处于相向回路中，即所述开关是否已经带电，若已经处于相向回路中，则要对该回路进行电压降、相角、频率三项指标的计算，当计算出的结果不能满足规定的要求时，合闸操作被自动禁止；

7、检测要进行合闸的开关所在线路的下一级接地线是否断开，如果没有断开，则所要进行的合闸操作被自动禁止；

8、检测环网柜中与所要操作的开关相对应的故障指示器是否已经复位，若未复位，即故障指示器还在工作状态，则合闸操作被自动禁止；

9、最后进行操作票确认核对，通过这一核对过程确认操作票与本次的远程操作是否一致，只有在一致的情况下才能进行合闸操作。本步骤中所涉及的操作票是指电力系统中批准后的任务工作单，该工作单上详细记载了操作顺序流程。

在分闸操作中也包括9个步骤，其中，步骤1中对环网柜箱门是否打开的判断，步骤2中对箱体气压是否在正常范围内的判断，步骤3中对电动操作机构的电池电压是否充足进行判断，步骤4中开关是否被设置为本地操作方式，步骤5中开关是否被闭锁，步骤9中对操作票的确认核对都与合闸操作中的相关步骤一致，因此，不再进行重复说明。下面对分闸操作中与合闸操作不相同的一些步骤进行说明。

在分闸操作中，在步骤5完成对开关是否处于闭锁状态进行判断后，在步骤6中，对分闸操作是否属于转供电操作进行判断，若属于转供电操作，则退出远程的分闸操作，转而执行与转供电操作相关的操作票，若不属于转供电操作，则执行下一步。

在步骤7中，对分闸操作后的停电范围进行判断，通过停电范围的判断，可以知道分闸操作可能影响到正常供电的重要用户，如医院，地铁，影院等。

在步骤8中，在分闸操作前，对线路中的故障指示器的状态进行判断，只有在故障指示器正常工作时，才能进行分闸操作，以避免事故隐患。

通信模块的作用是实现客户端部分与设备端部分、数据服务器间的网络通信。通信模块可以包括网络服务器、数据网卡以及网络浏览器等，通信模块的实现采用现有技术即可，本实施例中不再进行重复说明。

采用本发明的数字化电网系统对电网进行管理时，用户首先在客户端通过web服务器登录，然后选择所要监视与控制的电网范围，将该范围内的电网的相关数据从数据服务器中读出，并通过显示模块显示。在显示模块上所显示的相关数据应该是实时数据，这些数据包括电网中经过某一开关的电流大小或电压大小、电网中电力设备的运行情况、发生故障时发生故障的电力设备的区域等信息。

当需要对数字化电网进行管理和操作时，首先，在系统的显示模块中调出四层逻辑关系图，使按照上述技术制作的数字电网处于正常运行监控状态，数字电网的数据服务器不停断地接收所有来自现场FTU上传的电力运行信息，按照“二遥”的线性控制模型或“三遥”的三角形模型或“四遥”的矩形模型分门别类地整理数据，在筛选出故障信息的数据时，系统来判断并区分出这一故障信息适合哪一个模型来处理，用这一故障信息的设备ID标示定出在四层逻辑线路图上的位置，在四层逻辑图的第四层上的对应位置显示出这一故障点信息，同时用声音报警，完成数字电网的故障监测和故障信息发布功能。

数字化电网也能够用于人工操作的辅助管理。管理人员需要实行人工远程操作时，通过控制模块向电网中的电力设备发送人工强制命令，通过这些控制命令对电网中的相应开关的合闸与分闸进行控制，数字电网的三个控制模型和9个操作逻辑步骤依然起到辅助计算的作用，能有效减少人工的误操作，从而实现“人-机”互动模式的逻辑制约功能，在远程控制中心发出对现场开关的控制命令实现对配电网的数字化管理。

在本发明中，数字化电网中的客户端部分、设备端部分、网络通信部分以及数据服务器还可以进一步简化为客户端和服务端，其中的客户端包括客户端部分与设备端部分，其中的服务端包括网络通信部分与数据服务器。所述的客户端与服务端通过中间件技术连接，实现了服务端到客户端的直接控制和客户端到服务端的直接上报功能，即实现点到点的控制，从而实现设备的“即插即用”。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种数字化电网系统，其特征在于，包括：客户端部分、设备端部分、网络通信部分以及数据服务器；其中，所述的客户端部分包括显示模块、控制模块以及通信模块，所述的设备端部分包括馈线终端单元；

所述的设备端部分通过所述的馈线终端单元采集设备的信息，并将所采集的信息通过所述的网络通信部分发送到所述的数据服务器，所述的客户端部分中的通信模块从所述的数据服务器接收设备端部分的实时数据并在所述的显示模块上显示，并在所述控制模块的控制下，发送控制命令到所述的设备端部分的馈线终端单元，实现对设备端部分中设备的控制；其中，

所述的显示模块采用四图层的方式对所述设备端部分中设备的信息进行显示，所述四图层包括：用于表示供电区域地理信息的地理图层、用于表示变电站出线结构并通过所述出线结构实现对配网远程控制的变电站图层、用于表示用户线路信息的线路分布图层以及用于生成配网单回线路图的回线逻辑图层；

所述的地理图层还包括主网、配网间开关分布的信息；

在所述的变电站图层中，通过对开关的控制操作来改变所述出线结构以实现对配网的远程操作；

所述的回线逻辑图层还包括：用于分析所述线路的供电质量的线路负荷特性信息；用于确定线路的最大传输功率的线路阻性、容性、感性电源负荷特性信息；线路的连接方式；用逻辑方式表示的最佳供电线路方案。

2.根据权利要求1所述的数字化电网系统，其特征在于，所述的控制模块采用“二遥”模型对所述设备端部分进行控制，采用所述“二遥”模型的控制模块包括对遥信和遥测所得到的数据进行校验，并将校验正确的数据存入所述的数据服务器的校验单元。

3.根据权利要求1所述的数字化电网系统，其特征在于，所述的控制模块采用“三遥”模型对所述设备端部分进行控制，采用所述“三遥”模型的控制模块包括对遥信和遥测所得到的数据进行校验，并将校验正确的数据存入所述的数据服务器的校验单元，还包括对所述设备端部分中的设备进行远程控制的遥控单元。

4.根据权利要求3所述的数字化电网系统，其特征在于，所述的遥控单元将所收到的遥测信息与事先设定的参数进行比对，检查遥测信息是否超出了所述参数，如果没有超过所述参数或超出的幅度在允许的范围内，则重新进行遥测信息与所述参数的比对，否则，进行分闸或合闸操作。

5.根据权利要求1所述的数字化电网系统，其特征在于，所述的控制模块采用“四遥”模型对所述设备端部分进行控制，采用所述“四遥”模型的控制模块包括对遥信和遥测所得到的数据进行校验，并将校验正确的数据存入所述的数据服务器的校验单元，对所述设备端部分中的设备进行远程控制的遥控单元，还包括对所述设备端部分的控制命令进行反馈和监督的遥调单元。

6.根据权利要求5所述的数字化电网系统，其特征在于，所述的遥调单元将对所述设备端部分的控制命令与从所述客户端接收到反馈命令进行比较，若两者不一致，以反馈命令为准；所述的遥调单元还对所述馈线终端单元所接收到的控制命令进行监督，若所述控制命令超过了预先设定的“遥调”门槛值，则所述控制命令被认为是错误命令而拒绝执行。

7.根据权利要求1所述的数字化电网系统，其特征在于，将所述的客户端部分与设备端部分合并为客户端，将所述的网络通信部分与数据服务器合并为服务端，所述的客户端与服务端之间采用中间件技术连接，实现服务端到客户端的直接控制和客户端到服务端的直接上报。

8.一种在权利要求1-7之一所述的数字化电网系统上实现的合闸操作方法，包括以下步骤：

步骤1)、判断所述设备端部分中的环网柜的箱门是否打开，若已经打开，退出远程的合闸控制操作，若未打开，则执行下一步；

步骤2)、检测所述环网柜的箱体气压是否在正常范围内，若箱体气压不在正常范围内，退出远程的合闸控制操作，若箱体气压在正常范围内，则执行下一步；

步骤3)、检测所述环网柜的电动操作机构的电池的电压是否不足，若电压不足，则系统会在发出合闸命令后，再次对执行结果进行远程检测；若电压充足，则执行下一步；

步骤4)、检测所述环网柜内的开关是否被置为本地操作方式，若为本地操作方式，则退出远程的合闸控制操作，若不是本地操作方式，则执行下一步；

步骤5)、检测所述环网柜的开关是否处于闭锁状态，若为闭锁状态，系统退出远程的合闸控制操作，若不是闭锁状态，则执行下一步；

步骤6)、检测所述环网柜中要进行合闸操作的开关是否已经处于相向回路中，若已经处于相向回路中，则要对该回路进行电压降、相角、频率三项指标的计算，当计算出的结果不能满足规定的要求时，合闸操作被自动禁止，否则，执行下一步；

步骤7)、检测要进行合闸的开关所在线路的下一级接地线是否断开，如果没有断开，则所要进行的合闸操作被自动禁止，否则，执行下一步；

步骤8)、检测所述环网柜中与所要操作的开关相对应的故障指示器是否已经复位，若未复位，即故障指示器还在工作状态，则合闸操作被自动禁止，否则执行下一步；

步骤9)、最后进行操作票确认核对，通过这一核对过程确认操作票与本次的远程操作是否一致，只有在一致的情况下才能进行合闸操作。

9.一种在权利要求1-7之一所述的数字化电网系统上实现的分闸操作方法，包括以下步骤：

步骤1)、判断所述设备端部分中的环网柜的箱门是否打开，若已经打开，退出远程的分闸控制操作，若未打开，则执行下一步；

步骤2)、检测所述环网柜的箱体气压是否在正常范围内，若箱体气压不在正常范围内，退出远程的分闸控制操作，若箱体气压在正常范围内，则执行下一步；

步骤3)、检测所述环网柜的电动操作机构的电池的电压是否不足，若电压不足，则系统会在发出分闸命令后，再次对执行结果进行远程检测；若电压充足，则执行下一步；

步骤4)、检测所述环网柜内的开关是否被置为本地操作方式，若为本地操作方式，则退出远程的分闸控制操作，若不是本地操作方式，则执行下一步；

步骤5)、检测所述环网柜的开关是否处于闭锁状态，若为闭锁状态，系统退出远程的分闸控制操作，若不是闭锁状态，则执行下一步；

步骤6)、对分闸操作是否属于转供电操作进行判断，若不是转供电操作，则执行下一步，若是转供电操作，则退出远程的分闸控制操作；

步骤7)、对分闸操作后的停电范围进行判断；

步骤8)、在分闸操作前，对线路中的故障指示器的状态进行判断，只有在故障指示器正常工作时，才能进行分闸操作，以避免事故隐患。

步骤9)、最后进行操作票确认核对，通过这一核对过程确认操作票与本次的远程操作是否一致，只有在一致的情况下才能进行分闸操作。

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