CN103151834B - 应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，该系统包括为各开关建立代理对象的FTU、为出口断路器建立代理对象的控制器、采集开关带电信息的第一电信息感测装置以及获取出口断路器带电信息的第二电信息感测装置；通过建立相邻的FTU或控制器之间的通信联系，确保所述各代理对象之间相互通信，第二电信息感测装置将感测到的出口断路器的带电信息定时在各开关代理对象之间转发，直至转发至与一分闸开关对应的开关代理对象，通过分析各分闸开关对应的开关代理对象的带电信息来判断该分闸开关是否为联络开关。本发明能实现在不安装电压互感器时，也可以对联络开关进行判断，同时该方法对配电网络的接线模式没有任何限制。

Description

应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统及方法

技术领域

本发明涉及配电网络馈线自动化模式采用分布式或就地式时，在线路上如果不安装电压互感器条件下，对开关是否是联络开关的一种判断系统及方法。

背景技术

在馈线自动化的故障定位、隔离与非故障区域恢复供电应用中，一个关键的步骤是对各个开关承担的角色进行辨识，其中最为关键的联络开关的判别，因为这是在执行非故障区域恢复供电步骤时，对有效备用电源的主要选择依据之一。

当前联络开关的判断方法主要是以下两种：

(1) 拓扑分析法

如图1所示，基于全局拓扑分析，分析各个电源点的供电路径，一个分闸的开关，如果与两个电源点相连，这个开关就是联络开关。这种方法一般在集中式配电自动化模式经常采用。

(2) 电压互感器测量法

如图2所示，在每个开关两侧线路上，各安装一组或1个电压互感器PT，通过测量设备直接采集开关的状态以及两侧的电压，如果开关状态为分闸状态，而且两侧的电压测量值都超过线路有电定值，该开关即为联络开关。这种方式一般在不带通信条件下采用重合器方式实现馈线自动化功能时使用。

然而，上述的重合器方式在故障处理时会多次停送电，对电力系统设备以及用户用电设备造成多次冲击，在重要负荷区已不再采用；而集中式馈线自动化模式导致单点故障问题，而且随着负荷的增长以及现场拓扑的频繁变动，这种集中式馈线自动化模式在处理故障定位、隔离与非故障区域恢复供电功能上逐渐失去效率。所以馈线自动化需要重新考虑系统的控制结构，从传统的中央决策方式转向分布式决策,这需要各智能设备之间加强横向通信、协调与合作，分布式馈线自动化模式得到市场的欢迎。

因为任何一个分布式馈线自动化控制器中都没有全局的拓扑信息，仅包含有局部的信息不足以采用拓扑分析法对联络开关进行甄别。在开关两侧安装电压互感器，不仅需要额外的投资，而且电压互感器的维护、安装、保养工作极大的增加了馈线自动化维护人员的工作量，需要一种全新的在馈线上不安装电压互感器时判断联络开关的方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，其用于配电网，该配电网包括多个分闸开关与合闸开关，该系统包括：

FTU，安装配置在所述配电网的各开关所在地，并为每个开关建立一个开关代理对象，且每个开关代理对象具有其对应的开关的带电信息；

控制器，安装在变电站内与馈线的母线连接，并为所述出口断路器建立一个出口断路器代理对象，且出口断路器代理对象具有其对应的出口断路器的带电信息；

第一电信息感测装置，所述配电网的各开关分别连接有独立的第一电信息感测装置，所述第一电信息感测装置分别与其对应的开关代理对象相连，用于采集对应开关的带电信息；

第二电信息感测装置，与所述出口断路器代理对象连接，用于采集所述出口断路器的带电信息；

根据开关以及出口断路器之间的电连接关系，建立相邻的FTU或控制器之间的通信联系，确保所述各代理对象之间相互通信；

其中，第二电信息感测装置将感测到的出口断路器的带电信息定时在各开关代理对象之间转发，直至转发至与一分闸开关对应的开关代理对象，通过分析各分闸开关对应的开关代理对象的带电信息来判断该分闸开关是否为联络开关。

较佳地，所述第一电信息感测装置为电流互感器。

较佳地，所述第二电信息感测装置RTU或通信管理机

较佳地，各开关代理对象之间转发带电信息的规则为：

合闸开关的开关代理对象从一个区段收到所述带电信息后，将所述带电信息向该合闸开关的另一区段的其他开关代理对象进行转发；

分闸开关的代理对象收到带电信息时，不再转发带电信息，而是先检查对应区段号是否已有带电信息记录，如果没有新增加一条带电信息记录，如果有就将原有的带电信息记录更换。

较佳地，带电信息记录包括以下组成部分：

信息来源的区段号；

对应的带电信息；以及

收到信息的时间。

较佳地，判断分闸开关是否为联络开关的规则为：

所述分闸开关对应的自动化装置定时检查分闸开关代理对象收到的带电信息情况，如果带电信息的收到时间超过某个设定的定值没有更新，则删除该带电信息记录；如果分闸开关代理对象有两条带电信息记录且带电信息都是带电，则该分闸开关为联络开关。

本发明还提供了一种应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别方法，其用于配电网，该配电网包括多个分闸开关与合闸开关，包括以下步骤：

分别为各开关安装配置一个FTU,并在所述各 FTU中为与其对应的开关建立一个开关代理对象，且每个开关代理对象具有其对应的开关的带电信息；

在变电站内安装控制器，所述控制器与馈线的母线连接，并为所述出口断路器建立一个出口断路器代理对象，且出口断路器代理对象具有其对应的出口断路器的带电信息；

为各开关分别连接一个第一电信息感测装置，所述第一电信息感测装置所述配电网的各开关分别连接有独立的第一电信息感测装置，所述第一电信息感测装置分别与其对应的开关代理对象相连，用于采集对应开关的带电信息；

为出口断路器连接一个第二电信息感测装置，所述第二电信息感测装置与所述出口断路器代理对象连接，用于采集所述出口断路器的带电信息；

根据开关以及出口断路器之间的电连接关系，建立相邻的FTU或控制器之间的通信联系，确保所述各代理对象之间相互通信；

与出口断路器连接的第二感测装置获取该出口断路器的带电信息并定时将该带电信息通过其代理对象发送到其所在区段开关的代理对象；一个合闸的开关代理对象从一个区段收到带电信息时，将该带电信息向另一区段的其他开关代理对象进行转发；分闸开关的代理对象收到带电信息时，信息不再转发，先检查对应区段号是否已有带电信息记录，如果没有新增加一条记录，如果有就将该条带电信息更换；

分闸开关的代理对象所在FTU定时检查这些带电信息，如果带电信息的收到时间超过某个设定的定值没有更新就删除该记录；如分闸开关代理对象有两条带电信息记录且带电信息都是带电，则该分闸开关为联络开关。

较佳地，所述第一电信息感测装置为电流互感器，所述第二电信息感测装置RTU或通信管理机。

较佳地，所述带电信息记录包括以下组成部分：

信息来源的区段号；

对应的带电信息；以及

收到信息的时间。

与现有技术相比，本发明的采用的是不安装电压互感器条件下的联络开关判断方法，该方法能实现在线路上不安装电压互感器时，也可以对联络开关进行判断，同时该方法对配电网络的接线模式没有任何限制。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是现有集中式馈线自动化中通过网络拓扑对联络开关的查找示意图；

图2是现有重合器模式配电自动化现场示意图；

图3是本发明提供的实施例的配电网络示意图。

具体实施方式

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例

本发明提供了一种应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，其用于配电网，该配电网包括多个分闸开关与合闸开关，其特征在于，该系统包括：

FTU，安装配置在所述配电网的各开关所在地，并为每个开关建立一个开关代理对象，且每个开关代理对象具有其对应的开关的带电信息；

控制器，安装在变电站内与馈线的母线连接，并为所述出口断路器建立一个出口断路器代理对象，且出口断路器代理对象具有其对应的出口断路器的带电信息；

第一电信息感测装置，所述配电网的各开关分别连接有独立的第一电信息感测装置，所述第一电信息感测装置分别与其对应的开关代理对象相连，用于采集对应开关的带电信息；

第二电信息感测装置，与所述出口断路器代理对象连接，用于采集所述出口断路器的带电信息；

根据开关以及出口断路器之间的电连接关系，建立相邻的FTU或控制器之间的通信联系，确保所述各代理对象之间相互通信；

其中，第二电信息感测装置将感测到的出口断路器的带电信息定时在各开关代理对象之间转发，直至转发至与一分闸开关对应的开关代理对象，通过分析各分闸开关对应的开关代理对象的带电信息来判断该分闸开关是否为联络开关。

在本例中，所述第一电信息感测装置为电流互感器，所述第二电信息感测装置RTU或通信管理机。

该系统具体的工作方法为：

在变电站接入站点内的RTU或通信管理机，实时获取馈线对应母线的电压，这样就获得了馈线出口断路器的带电信息，通过电流互感器采集流过开关的电流数据；

变电站内安装一台控制器，并与站内设备通信以取得馈线对应出口断路器的带电信息；

在各个FTU或控制器设备内部建立局部的开关以及出口断路器之间的连接关系，建立左右区段信息，根据现场配电网络的接线，为每个分布式馈线自动化的控制单元配置本地的局部拓扑参数，每个开关都有左右两个区段，分属开关两侧；对于图3所示配电网络，3#箱变内安装有FTU或控制器，须建立开关4、开关5、开关6、开关7信息及其连接关系，其中开关5、开关6是本地设备，开关4、开关7是与本地设备相连的相邻设备；

利用FTU内部的嵌入式程序为每个开关建立一个代理对象，同样利用控制器为出口断路器建立代理对象，在各个设备根据电气联系，建立代理对象之间点对点通信网络，代理对象具有对应开关的所有实时数据以及消息传递功能确保电气相邻的。

FTU或控制器之间可以相互通信，因为边界开关设备在两个或多个FTU或控制器中同时存在，FTU或控制器的嵌入式程序需保证同一个设备在不同的控制器或FTU中的对应代理对象信息的一致性，包括各种开关量与模拟量实时数据以及相互之间的通信消息；

变电站出口断路器代理对象根据母线电压的信息判断母线是否带电，定时地向其所在区段的其他开关代理对象定时发送自身的带电信息；

一个合闸的开关代理对象从一个区段收到带电信息时，都需要把这个信息向另一区段的其他开关代理对象进行转发；

分闸的开关代理对象收到带电信息时，信息不再转发，先检查对应区段号是否已有带电信息记录，如果没有新增加一条记录，如果有就将这条信息更换，记录下信息包括如下三个组成部分：

a) 信息来源的区段号；

b) 对应的带电信息；

c) 收到信息的时间；

分闸的开关所在控制器或FTU，定时检查这些带电信息，如果带电信息的收到时间超过某个设定的定值（如1秒）没有更新，就删除该记录；如分闸开关代理对象有两条带电信息记录，而且带电信息都是带电，则可以判断开关为联络开关，其他条件下该开关都不是联络开关。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，其用于配电网，该配电网包括多个分闸开关与合闸开关，其特征在于，该系统包括：

FTU，安装配置在所述配电网的各开关所在地，并为每个开关建立一个开关代理对象，且每个开关代理对象具有其对应的开关的带电信息；

控制器，安装在变电站内与馈线的母线连接，并为出口断路器建立一个出口断路器代理对象，且出口断路器代理对象具有其对应的出口断路器的带电信息；

第一电信息感测装置，所述配电网的各开关分别连接有独立的第一电信息感测装置，所述第一电信息感测装置分别与其对应的开关代理对象相连，用于采集对应开关的带电信息；

第二电信息感测装置，与所述出口断路器代理对象连接，用于采集所述出口断路器的带电信息；

根据开关以及出口断路器之间的电连接关系，建立相邻的FTU或控制器之间的通信联系，确保所述各代理对象之间相互通信；

其中，第二电信息感测装置将感测到的出口断路器的带电信息定时在各开关代理对象之间转发，直至转发至与一分闸开关对应的开关代理对象，通过分析各分闸开关对应的开关代理对象的带电信息来判断该分闸开关是否为联络开关;

各开关代理对象之间转发带电信息的规则为：

合闸开关的开关代理对象从一个区段收到所述带电信息后，将所述带电信息向该合闸开关的另一区段的其他开关代理对象进行转发；

分闸开关的代理对象收到带电信息时，不再转发带电信息，而是先检查对应区段号是否已有带电信息记录，如果没有新增加一条带电信息记录，如果有就将原有的带电信息记录更换;

判断分闸开关是否为联络开关的规则为：

所述分闸开关对应的自动化装置定时检查分闸开关代理对象收到的带电信息情况，如果带电信息的收到时间超过某个设定的定值没有更新，则删除该带电信息记录；如果分闸开关代理对象有两条带电信息记录且带电信息都是带电，则该分闸开关为联络开关。

2.如权利要求1所述的分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，其特征在于，所述第一电信息感测装置为电流互感器。

3.如权利要求1所述的分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，其特征在于，所述第二电信息感测装置为RTU或通信管理机。

4.如权利要求1所述的分布式馈线自动化线路的联络开关判别系统，其特征在于，带电信息记录包括以下组成部分：

信息来源的区段号；

对应的带电信息；以及

收到信息的时间。

5.一种应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别方法，其用于配电网，该配电网包括多个分闸开关与合闸开关，其特征在于，包括以下步骤：

分别为各开关安装配置一个FTU,并在所述各FTU中为与其对应的开关建立一个开关代理对象，且每个开关代理对象具有其对应的开关的带电信息；

在变电站内安装控制器，所述控制器与馈线的母线连接，并为出口断路器建立一个出口断路器代理对象，且出口断路器代理对象具有其对应的出口断路器的带电信息；

所述配电网的各开关分别连接有独立的第一电信息感测装置，所述第一电信息感测装置分别与其对应的开关代理对象相连，用于采集对应开关的带电信息；

为出口断路器连接一个第二电信息感测装置，所述第二电信息感测装置与所述出口断路器代理对象连接，用于采集所述出口断路器的带电信息；

根据开关以及出口断路器之间的电连接关系，建立相邻的FTU或控制器之间的通信联系，确保所述各代理对象之间相互通信；

与出口断路器连接的第二感测装置获取该出口断路器的带电信息并定时将该带电信息通过其代理对象发送到其所在区段开关的代理对象；一个合闸的开关代理对象从一个区段收到带电信息时，将该带电信息向另一区段的其他开关代理对象进行转发；分闸开关的代理对象收到带电信息时，信息不再转发，先检查对应区段号是否已有带电信息记录，如果没有新增加一条记录，如果有就将该条带电信息更换；

分闸开关的代理对象所在FTU定时检查这些带电信息，如果带电信息的收到时间超过某个设定的定值没有更新就删除该记录；如分闸开关代理对象有两条带电信息记录且带电信息都是带电，则该分闸开关为联络开关。

6.如权利要求5所述的应用于分布式馈线自动化线路的联络开关判别方法，其特征在于，所述带电信息记录包括以下组成部分：

信息来源的区段号；

对应的带电信息；以及

收到信息的时间。