CN102185299A - 多方案配电网故障处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多方案配电网故障处理方法，包括：在主站系统中建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；主站系统接收到馈线故障信号后，确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；计算各故障区域的全局设备处理方案，并计算各故障区域的三遥设备处理方案；输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。本发明还公开了相应的多方案配电网故障处理装置。本发明可向调度人员提供故障处理最及时的和使故障隔离区域最小化的多种故障处理方案，达到故障处理的最优效果。

Description

多方案配电网故障处理方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统配电自动化领域，尤其涉及一种多方案配电网故障处理方法及装置。
背景技术
近年来，随着电力系统自动化水平的快速发展，对配电网故障的处理水平也在提高，特别是针对三遥设备的故障处理已经相当成熟。由于三遥设备的三遥属性，可使配电网自动化系统方便地进行故障信息采集、分析计算，以及便于调度人员对三遥设备实施遥控故障处理。
然而，发明人在实施本发明的过程中发现，目前国内各城市配电网中，可遥控设备仅占很小部分，这种情况下，现有的依赖可遥控设备进行故障处理方案计算的方式无法满足实际使用要求，亟需一种有效的计算方法，将不可遥控的设备整合到故障处理方案计算中来，为配电网故障情况下的故障隔离、非故障区域恢复供电等操作提供科学依据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种多方案配电网故障处理方法，该方法可向调度人员提供故障处理最及时的和使故障隔离区域最小化的多种故障处理方案，达到故障处理的最优效果。
本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种多方案配电网故障处理装置，该系统可向调度人员提供故障处理最及时的和使故障隔离区域最小化的多种故障处理方案，达到故障处理的最优效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种多方案配电网故障处理方法，包括以下步骤：
内存拓扑建立步骤，在主站系统中根据配电网拓扑模型建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；
待控设备确定步骤，主站系统实时采集配电网的馈线故障信息，在接收到一个或多个馈线故障信号后，根据所述内存拓扑确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；
故障处理计算步骤，根据所述处于故障区域边界上的所有待控设备计算各故障区域的全局设备处理方案，并根据所述待控设备中的三遥设备计算各故障区域的三遥设备处理方案；
处理方案输出步骤，输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。
其中，所述待控设备确定步骤具体包括有：
故障信号收集步骤，主站系统实时采集来自所有馈线的全部故障信号，形成内存队列；
故障区域确定步骤，根据所述内存拓扑和故障发生前的配电网供电潮流确定采集到故障信号的馈线上的末端设备，将与末端设备后段的相邻区域确定为故障区域；
区域边界确定步骤，根据所述内存拓扑找出与所述故障区域相邻的一次开关设备，确定故障区域边界，并将所述一次开关设备确定为待控设备。
其中，所述故障处理计算步骤具体包括有：
全局设备处理方案计算步骤，计算使故障隔离区域最小化的所有待控设备的处理方案；
三遥设备处理方案计算步骤，根据所述待控设备的设备属性判断所述待控设备是否可遥控，根据判断结果计算使故障处理最及时的所有可遥控的待控设备的处理方案。
优选地，在所述内存拓扑建立步骤中建立的内存拓扑包括有配电网各一次设备的设备信息、拓扑信息和关联信息。
相应地，本发明还公开了一种多方案配电网故障处理装置，用于在主站系统内实时监控并处理配电网馈线故障，该装置包括有：
内存拓扑建立单元，用于根据配电网拓扑模型建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；
待控设备确定单元，与主站系统内存相连，用于实时采集配电网的馈线故障信息，在接收到一个或多个馈线故障信号后，根据所述内存拓扑确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；
故障处理计算单元，与所述待控设备确定单元相连，用于根据所述处于故障区域边界上的所有待控设备计算各故障区域的全局设备处理方案，并根据所述待控设备中的三遥设备计算各故障区域的三遥设备处理方案；
处理方案输出单元，与所述故障处理计算单元相连，用于输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。
其中，所述待控设备确定单元具体包括有：
故障信号收集单元，用于实时采集来自所有馈线的全部故障信号，形成内存队列；
故障区域确定单元，与所述故障信号收集单元和主站系统内存相连，用于根据所述内存拓扑和故障发生前的配电网供电潮流确定采集到故障信号的馈线上的末端设备，将与末端设备后段的相邻区域确定为故障区域；
区域边界确定单元，与所述故障区域确定单元和主站系统内存相连，用于根据所述内存拓扑找出与所述故障区域相邻的一次开关设备，确定故障区域边界，并将所述一次开关设备确定为待控设备。
其中，所述故障处理计算单元具体包括有：
全局设备处理方案计算单元，与所述待控设备确定单元相连，用于计算使故障隔离区域最小化的所有待控设备的处理方案；
三遥设备处理方案计算单元，与所述待控设备确定单元及主站系统内存相连，用于根据所述待控设备的设备属性判断各待控设备是否可遥控，并根据判断结果计算使故障处理最及时的所有可遥控的待控设备的处理方案。
优选地，所述内存拓扑建立单元建立的内存拓扑包括有配电网各一次设备的设备信息、拓扑信息和关联信息。
本发明的有益效果是：
本发明的实施例通过在主站系统中建立配电网一次设备的内存拓扑并映射设备属性，利用DMS系统实时采集的馈线故障信息，计算全局及三遥设备的多种故障处理方案，从而可指导调度人员按照其三遥设备处理方案向三遥设备即时下发遥控命令，使处于非故障区域的三遥设备在第一时间恢复供电；或者按照全局设备处理方案指导巡线人员进行就地操作，从故障区域的最小边界处实施隔离，使无法进行遥控调度的非故障区域也能尽快恢复供电，最终停电区域仅限于故障区域；或者采用多种方案相结合的方式，达到了配电网故障处理的最优效果。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明提供的多方案配电网故障处理方法一个实施例的实现流程图；
图2是本发明提供的多方案配电网故障处理装置一个实施例的组成结构图。
具体实施方式
下面参考图1详细描述本发明的多方案配电网故障处理方法的一个实施例；如图1所示，本实施例实现一次多方案配电网故障处理流程主要包括有：
内存拓扑建立步骤S1，在主站系统中根据配电网拓扑模型建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；
待控设备确定步骤S2，主站系统实时采集配电网的馈线故障信息，在接收到一个或多个馈线故障信号后，根据所述内存拓扑确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；
故障处理计算步骤S3，根据所述处于故障区域边界上的所有待控设备计算各故障区域的全局设备处理方案，并根据所述待控设备中的三遥设备计算各故障区域的三遥设备处理方案；
处理方案输出步骤S4，输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。
具体实现时，待控设备确定步骤S2可具体包括有：
故障信号收集步骤S21，主站系统实时采集来自所有馈线的全部故障信号，形成内存队列；
故障区域确定步骤S22，根据所述内存拓扑和故障发生前的配电网供电潮流确定采集到故障信号的馈线上的末端设备，将与末端设备后段的相邻区域确定为故障区域；
区域边界确定步骤S23，根据所述内存拓扑找出与所述故障区域相邻的一次开关设备(即备用电源点)，确定故障区域边界，并将所述一次开关设备确定为待控设备。
故障处理计算步骤S3可具体包括有：
全局设备处理方案计算步骤S31，计算使故障隔离区域最小化的所有待控设备的故障处理方案；
三遥设备处理方案计算步骤S32，根据所述待控设备的设备属性判断各待控设备是否可遥控，并根据判断结果计算使故障处理最及时的所有可遥控的待控设备的故障处理方案。
下面参考图2详细描述本发明提供的种多方案配电网故障处理装置的一个实施例；本实施例用于在主站系统内实时监控并处理配电网馈线故障，如图2所示，本实施例主要包括有：
内存拓扑建立单元1，用于在主站系统内存00中根据配电网拓扑模型建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；
具体实现时，所述配电网拓扑模型包括配电网各一次设备的设备信息、拓扑信息和关联信息；其中，设备信息用于描述一次设备的自身基本信息；拓扑信息用于描述一次设备间的连接关系，关联信息用于描述一次设备之间的所属关系，上述全部信息映射到所述内存拓扑中以方便快速查询分析。
待控设备确定单元2，与主站系统内存00相连，用于实时采集配电网的馈线故障信息，在接收到一个或多个馈线故障信号后，根据所述内存拓扑确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；
故障处理计算单元3，与待控设备确定单元2相连，用于根据所述处于故障区域边界上的所有待控设备计算各故障区域的全局设备处理方案，并根据所述待控设备中的三遥设备计算各故障区域的三遥设备处理方案；
处理方案输出单元4，与故障处理计算单元3相连，用于输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。
具体实现时，待控设备确定单元2可具体包括有：
故障信号收集单元21，用于实时采集来自所有馈线的全部故障信号，形成内存队列；
故障区域确定单元22，与故障信号收集单元21和主站系统内存00相连，用于根据所述内存拓扑和故障发生前的配电网供电潮流确定采集到故障信号的馈线上的末端设备，将与末端设备后段的相邻区域确定为故障区域；
区域边界确定单元23，与故障区域确定单元22和主站系统内存00相连，用于根据所述内存拓扑找出与所述故障区域相邻的一次开关设备，确定故障区域边界，并将所述一次开关设备确定为待控设备。
故障处理计算单元3可具体包括有：
全局设备处理方案计算单元31，与待控设备确定单元2相连，用于计算使故障隔离区域最小化的所有待控设备的故障处理方案；
三遥设备处理方案计算单元32，与待控设备确定单元2及主站系统内存00相连，用于根据所述待控设备的设备属性判断各待控设备是否可遥控，并根据判断结果计算使故障处理最及时的所有可遥控的待控设备的故障处理方案。
本发明中的配电自动化主站系统(DMS)是安装在配电网调度中心，对配电网进行实时监视、评估与控制的计算机系统；所述主站系统可以通过多线程调用，实现同时对多条不同馈线的故障进行故障处理方案计算。
本发明实施后，调度人员可对其输出的故障处理方案进行校核，确认无误后可按照所述方案执行故障区域隔离和非故障区域恢复供电，具体包括：
按照所述三遥设备处理方案即时向三遥设备下发遥控命令，使处于非故障区域的三遥设备在第一时间恢复供电；
或者，按照全局设备处理方案指导巡线人员进行就地操作，从故障区域的最小边界处实施隔离，使无法进行遥控调度的非故障区域也能尽快恢复供电，最终停电区域仅限于故障区域；
或者，采用多种方案相结合的方式，先按照三遥设备处理方案即时下发遥控命令，使处于非故障区域的三遥设备在第一时间恢复供电，再按照全局设备处理方案指导巡线人员进行就地操作，从故障区域的最小边界处实施隔离，使无法进行遥控调度的非故障区域也能尽快恢复供电，最终停电区域仅限于故障区域，达到配电网故障处理的最优效果。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、可以利用已经建好的配电自动化主站系统的配电网拓扑模型，只需在该模型中对所有一次开关增加是否可遥控的属性字段即可，不需要重复建模，可大大降低投资和维护成本；
2、可同时计算多种故障处理方案并输出结果，提供给调度人员选择，优质高效；
3、调度人员可根据实际情况灵活选择使故障处理最及时的三遥设备处理方案，或者使故障隔离区域最小的全局设备处理方案，或者采用多种方案相结合的方式，达到配电网故障处理的最优效果。
4、支持多线程调用，可以同时处理多条不同馈线的故障。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多方案配电网故障处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
内存拓扑建立步骤，在主站系统中根据配电网拓扑模型建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；
待控设备确定步骤，主站系统实时采集配电网的馈线故障信息，在接收到一个或多个馈线故障信号后，根据所述内存拓扑确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上的待控设备；
故障处理计算步骤，根据所述处于故障区域边界上的所有待控设备计算各故障区域的全局设备处理方案，并根据所述待控设备中的三遥设备计算各故障区域的三遥设备处理方案；
处理方案输出步骤，输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。
2.如权利要求1所述的多方案配电网故障处理方法，其特征在于，所述待控设备确定步骤具体包括有：
故障信号收集步骤，主站系统实时采集来自所有馈线的全部故障信号，形成内存队列；
故障区域确定步骤，根据所述内存拓扑和故障发生前的配电网供电潮流确定采集到故障信号的馈线上的末端设备，将与末端设备后段的相邻区域确定为故障区域；
区域边界确定步骤，根据所述内存拓扑找出与所述故障区域相邻的一次开关设备，确定故障区域边界，并将所述一次开关设备确定为待控设备。
3.如权利要求1或2所述的多方案配电网故障处理方法，其特征在于，所述故障处理计算步骤具体包括有：
全局设备方案计算步骤，计算使故障隔离区域最小化的所有待控设备的处理方案；
三遥设备方案计算步骤，根据所述待控设备的设备属性判断各待控设备是否可遥控，并根据判断结果计算使故障处理最及时的所有可遥控的待控设备的处理方案。
4.如权利要求1所述的多方案配电网故障处理方法，其特征在于，在所述内存拓扑建立步骤中建立的内存拓扑包括有配电网各一次设备的设备信息、拓扑信息和关联信息。
5.一种多方案配电网故障处理装置，用于在主站系统内实时监控并处理配电网馈线故障，其特征在于，该装置包括有：
内存拓扑建立单元，用于根据配电网拓扑模型建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；
待控设备确定单元，与主站系统内存相连，用于实时采集配电网的馈线故障信息，在接收到一个或多个馈线故障信号后，根据所述内存拓扑确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；
故障处理计算单元，与所述待控设备确定单元相连，用于根据所述处于故障区域边界上的所有待控设备计算各故障区域的全局设备处理方案，并根据所述待控设备中的三遥设备计算各故障区域的三遥设备处理方案；
处理方案输出单元，与所述故障处理计算单元相连，用于输出上述全局设备处理方案和三遥设备处理方案供调度人员选择指导执行。
6.如权利要求5所述的多方案配电网故障处理方法，其特征在于，所述待控设备确定单元具体包括有：
故障信号收集单元，用于实时采集来自所有馈线的全部故障信号，形成内存队列；
故障区域确定单元，与所述故障信号收集单元和主站系统内存相连，用于根据所述内存拓扑和故障发生前的配电网供电潮流确定采集到故障信号的馈线上的末端设备，将与末端设备后段的相邻区域确定为故障区域；
区域边界确定单元，与所述故障区域确定单元和主站系统内存相连，用于根据所述内存拓扑找出与所述故障区域相邻的一次开关设备，确定故障区域边界，并将所述一次开关设备确定为待控设备。
7.如权利要求5或6所述的多方案配电网故障处理装置，其特征在于，所述故障处理计算单元具体包括有：
全局设备处理方案计算单元，与所述待控设备确定单元相连，用于计算使故障隔离区域最小化的所有待控设备的处理方案；
三遥设备处理方案计算单元，与所述待控设备确定单元及主站系统内存相连，用于根据所述待控设备的设备属性判断各待控设备是否可遥控，并根据判断结果计算使故障处理最及时的所有可遥控的待控设备的处理方案。
8.如权利要求1所述的多方案配电网故障处理装置，其特征在于，所述内存拓扑建立单元建立的内存拓扑包括有配电网各一次设备的设备信息、拓扑信息和关联信息。
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