CN104242294B - 一种智能电网自愈方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种智能电网自愈方法及装置，智能电网的电源为分布式电源，方法应用于第一计量设备，方法包括：实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表；检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，故障指示信息用于指示第一计量设备的邻近设备发生故障；当第一检测结果表明接收到故障指示信息时，依据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。当电网中的某一点或多点发生故障时，本申请提供的智能电网自愈方法及装置，不需要人工收集故障信息进行分析判断并制定恢复方案，故障点的邻近点可自动寻找最佳供电电源和供电路径快速实现电网故障恢复，与现有技术相比，故障恢复时间大大缩短。

Description

一种智能电网自愈方法及装置

技术领域

本发明涉及电网系统技术领域，尤其涉及一种智能电网自愈方法及装置。

背景技术

电网是由联接各发电厂、变电站及电力用户的输、变、配电线路组成的系统。现有的电网通常采用的是电源通过线路、变电站等供电设施向用户供电的方式，请参阅图1，类似于从上往下的树状结构。图1提供的电网结构中，一旦某一点出现故障，将直接影响其下端用户的电力供应。

为了解决上述问题，出现了N-1的供电模式，N-1的供电模式为：电力系统的N个元件中的任一独立元件(如发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后，应不造成因其它线路过负荷跳闸而导致用户停电、不破坏系统的稳定性、不出现电压崩溃等事故。

发明人在实现本发明创造的过程中发现：N-1的供电模式，在电网出现单点故障时能快速恢复非故障点的供电，然而，当电网出现多点故障需要切除多个故障点时，考虑到电网运行的稳定性，通常需要人工收集故障信息进行分析判断，制定恢复方案，才能在确保电网稳定的前提下恢复非故障点的供电，这个过程通常需要数个小时，即供电恢复的耗时较长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能电网自愈方法，用以解决现有技术中的供电方式，当电网出现多点故障，非故障点的供电恢复的耗时较长的问题，其技术方案如下：

一方面，一种智能电网自愈方法，所述智能电网的电源为分布式电源，所述方法应用于第一计量设备，所述方法包括：

实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表；

检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，所述故障指示信息用于指示所述第一计量设备的邻近设备发生故障；

当所述第一检测结果表明接收到所述故障指示信息时，依据获取的所述周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。

其中，所述供电信息数据表中的数据包括：

与所述供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率以及依据所述供电容量、电流、电压、有功功率和无功功率计算得到的权值。

其中，所述故障指示信息由所述第一计量设备的邻近计量设备发送，所述第一计量设备的邻近计量设备发送所述故障指示信息的过程包括：

所述第一计量设备的邻近计量设备根据自身的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率计算权值；

当所述权值在预设时间内的变化大于预设值时，向所述第一计量设备发送故障指示信息。

其中，依据获取的所述供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复的过程包括：

基于各个计量设备的供电信息数据表确定权值最佳的计量设备，通过所述权值最佳的计量设备确定最佳供电电源和供电路径，控制智能电网中的通断设备实现供电路径的自动选择。

预先设置备用供电电源和供电路径，并周期性的监测所述供电电源和供电路径的可用性；

所述依据获取的所述供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复的过程包括：

当可用供电路径为多条时，确定与每条供电路径对应的权值；

依据权值对多条可用供电路径进行排序，确定权值最佳的供电路径；

依据所述权值最佳的供电路径控制智能电网中的通断设备，实现供电路径的自动选择。

上述方法还包括：

检测所述第一计量设备和/或周围计量设备的负荷，得到第二检测结果；

当所述第二检测结果表明所述计量设备的网络负荷大于预设负荷时，启动备用电源或电能调节装置进行负荷调节。

另一方面，一种智能电网自愈装置，所述智能电网的电源为分布式电源，所述装置应用于第一计量设备，所述装置包括：

获取单元，用于实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表；

第一检测单元，用于检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，所述故障指示信息用于指示所述第一计量设备的邻近计量设备发生故障；

确定单元，用于当所述第一检测结果表明接收到所述故障指示信息时，依据获取的所述周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。

其中，所述供电信息数据表中的数据包括：

与所述供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率以及依据所述供电容量、电流、电压、有功功率和无功功率计算得到的权值。

其中，所述确定单元包括：

确定子单元，用于基于各个计量设备的供电信息数据表确定权值最佳的计量设备，通过所述权值最佳的计量设备确定最佳供电电源和供电路径，控制智能电网中的通断设备实现供电路径的自动选择。

上述装置还包括：

第二检测单元，用于检测所述第一计量设备和/或周围计量设备的负荷，得到第二检测结果；

调节单元，用于当所述第二检测结果表明所述计量设备的网络负荷大于预设负荷时，启动备用电源或电能调节装置进行负荷调节。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的智能电网自愈方法及装置中，第一计量设备可实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表，当其邻近的设备发生故障时，第一计量设备可根据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。当电网中的某一点或多点发生故障时，本发明提供的智能电网自愈方法及装置，不需要人工收集故障信息进行分析判断并制定恢复方案，故障点的邻近点可自动寻找最佳供电电源和供电路径快速实现电网故障恢复，因此，与现有技术中的故障恢复方法相比，故障恢复时间大大缩短。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的电网结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的智能电网自愈方法的流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的智能电网自愈方法的流程示意图；

图4为本发明实施例三提供的智能电网自愈装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的智能电网自愈装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

分布式电源是利用以可再生能源为主的分散在电网中存在的能源进行发电的电源，例如，风能、太阳能、水能、天然气、生物能发电等。分布式电源具有清洁和可再生性等优点，分布式电源的应用对于电力生产节能减排有着至关重要的作用，并能在电力系统自身出现状况时起到确保重要用户供电和电能调节的作用。同时，分布式电力供应允许普通电力用户向系统内输送清洁电能降低电力消费成本，用户有很大的积极性参与。

然而，可再生能源本身存在发电间歇性、随机性对电力系统产生波动，扰乱电能质量等缺点，制约着分布式电源在电网的推广应用。分布式电源对智能电网清洁、经济、安全运行有着不可替代的作用，又因其自身存在的缺陷对电网稳定运行产生较大的负面作用。因此，分布式电源不宜作为智能电网的主要供电方式，而应通过电网智能分析、动态管理实现分布式电源从扰动电网质量变成优化电能质量，从难以控制变成智能电网应急、解困的关键手段，从随机性供电变成电网可调度按需供电。

请参阅图2，为本发明实施例一提供的一种智能电网自愈方法，智能电网的电源为分布式电源，该方法应用于第一计量设备，该方法可以包括：

步骤S101：实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表。

其中，供电信息数据表中的信息可以包括：与供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率等。

步骤S102：检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，其中，故障指示信息用于指示第一计量设备的邻近设备发生故障。

步骤S103：当第一检测结果表明接收到故障指示信息时，依据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。

本发明实施例一提供的智能电网自愈方法中，第一计量设备可实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表，当其邻近的设备发生故障时，第一计量设备可根据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。当电网中的某一点或多点发生故障时，本发明实施例提供的智能电网自愈方法，不需要人工收集故障信息进行分析判断并制定恢复方案，故障点的邻近点可自动寻找最佳供电电源和供电路径快速实现电网故障恢复，因此，与现有技术中的故障恢复方法相比，故障恢复时间大大缩短。

实施例二

请参阅图3，为本发明实施例二提供的一种智能电网自愈方法，智能电网的电源为分布式电源，该方法应用于第一计量设备，该方法可以包括：

步骤S201：实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表。

其中，供电信息数据表中的信息可以包括：与供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率，以及依据供电容量、电流、电压、有功功率和无功功率计算得到的权值。本实施例可以将负载率和功率系数作为权值。

步骤S202：检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，其中，故障指示信息用于指示第一计量设备的邻近设备发生故障。

在本实施例中，故障指示信息由第一计量设备的邻近设备发送。第一计量设备的邻近设备发送故障指示信息的过程包括：第一计量设备的邻近设备根据自身的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率计算权值；当权值在预设时间内的变化大于预设值时，向第一计量设备发送故障指示信息。

另外，第一计量设备和其它计量设备的供电数据表定期与服务器同步，从而在服务器上动态生成电网拓扑结构，以实现智能电网的实时监控管理。

步骤S203：当第一检测结果表明接收到故障指示信息时，依据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。

当接收到第一计量设备的邻近设备发送的故障指示信息时，确定第一计量设备的邻近设备发生故障，然后进行故障恢复，故障恢复的过程包括：基于各个计量设备的供电信息数据表确定权值最佳的计量设备，通过权值最佳的计量设备确定最佳供电电源和供电路径，控制智能电网中的通断设备实现供电路径的自动选择。

另外，除了上述方式外，还可预先设置备用供电电源和供电路径，并周期性的监测供电电源和供电路径的可用性，在进行电网故障恢复时，获取可用的供电电源和供电路径，如果可用供电路径为多条，则确定与每条供电路径对应的权值；依据权值对多条可用供电路径进行排序，确定权值最佳的供电路径；依据权值最佳的供电路径控制智能电网中的通断设备，实现供电路径的自动选择。

步骤S204：检测第一计量设备和/或周围计量设备的负荷，得到第二检测结果。

步骤S205：当第二检测结果表明计量设备的网络负荷大于预设负荷时，启动备用电源或电能调节装置进行负荷调节。

在电流网中的故障恢复后，第一计量设备重新进行权值计算，并与服务器进行同步，服务器根据故障恢复后的电网权值数据，进一步优化电网拓扑结构，以实现电网的稳定运行。

需要说明的是，本实施例建立设备互联规约，以保证智能电网中的设备间有效、可靠通信。智能电网中的每个计量设备都有唯一的物理标识，该物理标识为智能电网对设备企业的统一编码+设备类型编码+设备出厂序号。考虑到电网中的设备直接连入互联网存在很大的安全隐患，智能电网应在一个独立的网络中运行，并通过安全措施完善的服务器群统一与互联网进行数据交互。考虑到目前国内的电力规模，可采用类似IPV4的4字节地址长度（约43亿个地址），前一至两个字节用于区分省市县镇等行政区域，通过相应的协议实现结点编码和互联地址的一一对应，当设备变更时只要将原设备的互联地址分配给新设备即可，而不必考虑设备节点编码。

本发明实施例二提供的智能电网自愈方法中，第一计量设备可实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表，当其邻近的计量设备发生故障时，第一计量设备可根据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。当电网中的某一点或多点发生故障时，本发明实施例提供的智能电网自愈方法，不需要人工收集故障信息进行分析判断并制定恢复方案，故障点的邻近点可自动寻找最佳供电电源和供电路径快速实现电网故障恢复，因此，与现有技术中的故障恢复方法相比，故障恢复时间大大缩短。

实施例三

请参阅图4，为本发明实施例三提供的一种智能电网自愈装置的结构示意图，该装置应用于第一计量设备，所述装置包括：获取单元101、第一检测单元102和确定单元103。其中：

获取单元101，用于实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表。

其中，供电信息数据表中的信息可以包括：与供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率等。

第一检测单元102，用于检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，故障指示信息用于指示第一计量设备的邻近设备发生故障。

确定单元103，用于当第一检测结果表明接收到故障指示信息时，依据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。

本发明实施例三提供的智能电网自愈装置，可实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表，当其邻近的设备发生故障时，可根据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。当电网中的某一点或多点发生故障时，本发明实施例提供的智能电网自愈装置，不需要人工收集故障信息进行分析判断并制定恢复方案，故障点的邻近点可自动寻找最佳供电电源和供电路径快速实现电网故障恢复，因此，与现有技术相比，故障恢复时间大大缩短。

实施例四

请参阅图5，为本发明实施例四提供的一种智能电网自愈装置的结构示意图，该装置应用于第一计量设备，所述装置包括：获取单元101、第一检测单元102、确定单元103、第二检测单元104和调节单元105。其中：

获取单元101，用于实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表。

其中，供电信息数据表中的信息可以包括：与供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率，以及依据供电容量、电流、电压、有功功率和无功功率计算得到的权值等。

第一检测单元102，用于检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，故障指示信息用于指示第一计量设备的邻近设备发生故障。

确定单元103，用于当第一检测结果表明接收到故障指示信息时，依据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。

进一步的，确定单元103包括：确定子单元。确定子单元，用于基于各个计量设备的供电信息数据表确定权值最佳的计量设备，通过所述权值最佳的计量设备确定最佳供电电源和供电路径，控制智能电网中的通断设备实现供电路径的自动选择。

第二检测单元104，用于检测第一计量设备和/或周围计量设备的负荷，得到第二检测结果。

调节单元105，用于当第二检测结果表明计量设备的网络负荷大于预设负荷时，启动备用电源或电能调节装置进行负荷调节。

本发明实施例四提供的智能电网自愈装置，可实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表，当其邻近的设备发生故障时，可根据获取的周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复。当电网中的某一点或多点发生故障时，本发明实施例提供的智能电网自愈装置，不需要人工收集故障信息进行分析判断并制定恢复方案，故障点的邻近点可自动寻找最佳供电电源和供电路径快速实现电网故障恢复，因此，与现有技术相比，故障恢复时间大大缩短。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种智能电网自愈方法，其特征在于，所述智能电网的电源为分布式电源，所述方法应用于第一计量设备，所述方法包括：

实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表；

检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，所述故障指示信息用于指示所述第一计量设备的邻近设备发生故障；

当所述第一检测结果表明接收到所述故障指示信息时，依据获取的所述周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复；

所述供电信息数据表中的数据包括：

与所述供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率，以及依据所述供电容量、电流、电压、有功功率和无功功率计算得到的权值；

所述故障指示信息由所述第一计量设备的邻近计量设备发送，所述第一计量设备的邻近计量设备发送所述故障指示信息的过程包括：

所述第一计量设备的邻近计量设备根据自身的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率计算权值；

当所述权值在预设时间内的变化大于预设值时，向所述第一计量设备发送故障指示信息；

检测所述第一计量设备和/或周围计量设备的负荷，得到第二检测结果；

当所述第二检测结果表明所述计量设备的网络负荷大于预设负荷时，启动备用电源或电能调节装置进行负荷调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据获取的所述供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复的过程包括：

基于各个计量设备的供电信息数据表确定权值最佳的计量设备，通过所述权值最佳的计量设备确定最佳供电电源和供电路径，控制智能电网中的通断设备实现供电路径的自动选择。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，预先设置备用供电电源和供电路径，并周期性的监测所述供电电源和供电路径的可用性；

所述依据获取的所述供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复的过程包括：

当可用供电路径为多条时，确定与每条供电路径对应的权值；

依据权值对多条可用供电路径进行排序，确定权值最佳的供电路径；

依据所述权值最佳的供电路径控制智能电网中的通断设备，实现供电路径的自动选择。

4.一种智能电网自愈装置，其特征在于，所述智能电网的电源为分布式电源，所述装置应用于第一计量设备，所述装置包括：

获取单元，用于实时获取周围各个计量设备的供电信息数据表；

第一检测单元，用于检测是否接收到故障指示信息，得到第一检测结果，所述故障指示信息用于指示所述第一计量设备的邻近设备发生故障；

确定单元，用于当所述第一检测结果表明接收到所述故障指示信息时，依据获取的所述周围各个计量设备的供电信息数据表确定最佳供电电源和供电路径以实现电网故障恢复；

所述供电信息数据表中的数据包括：

与所述供电数据表对应的计量设备的供电容量、实时采集的电流、电压、有功功率和无功功率以及依据所述供电容量、电流、电压、有功功率和无功功率计算得到的权值；

第二检测单元，用于检测所述第一计量设备和/或周围计量设备的负荷，得到第二检测结果；

调节单元，用于当所述第二检测结果表明所述计量设备的网络负荷大于预设负荷时，启动备用电源或电能调节装置进行负荷调节。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：

确定子单元，用于基于各个计量设备的供电信息数据表确定权值最佳的计量设备，通过所述权值最佳的计量设备确定最佳供电电源和供电路径，控制智能电网中的通断设备实现供电路径的自动选择。