CN104316828B - 一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法。该分布式配电网故障恢复控制器包括DSP芯片、电源单元、通信单元、上位机、存储单元、AD处理单元和复位电路；其中，电源单元与DSP芯片连接，与通信单元连接；通信单元与DSP芯片连接，与上位机连接；上位机与通信单元连接，与电源单元连接；存储单元与DSP芯片连接；AD处理单元与DSP芯片连接，与上位机连接；复位电路与DSP芯片连接，与电源单元连接。本发明的有益效果在于：①设备利用率高，分布式模块化接入，兼容性好；②软件针对性强且执行效率高；③处理器运算高速，实时处理能力强；④周边外部设备结构简单，技术成熟稳定，易于实现和控制。
Description
技术领域
本发明涉及配电网运行控制领域，尤其是一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法。
背景技术
当今电网结构和规模的复杂化及用户对电能质量的要求越来越高等因素使得电网发生故障后需高效快速的恢复故障，减小停电时间和范围，进而减少停电损失。随着配电自动化系统DAS(Distribution Automation System)中数据采集及监控功能SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)在电网运行中的应用，其监控、状态指示、报警、数据遥测等功能可在电网事故状态下给调度员实时开关信息和保护信息等继而进行快速故障定位及恢复操作。目前，配电自动化系统面向整个配电网实现故障恢复的功能模块尚未完全实现，随着配电网节点增多、规模扩大、结构越来越复杂，故障处理时需要考虑多种约束条件和不同恢复目标，此时调度人员很难在短时内根据SCADA提供的信息进行分析处理并制定出合理的恢复方案，此时人工分析处理的时间和能力产生较大局限性。
目前，配电自动化系统的分布式开放性和面向对象技术得到较快发展，电网中的测控设备及一次设备可作为扩展单元通过网络接口与系统相连，进而实现接对入对象的保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列智能功能。变电站作为区域用户的电源中心，上一级电源由变电站通过其下的多条馈线将电能馈送至用户端。配电网故障多发生在变电站与用户间区域、用户侧，将变电站及其供电区域视为最小独立系统并通过本地故障恢复装置处理求解，这种分散式就地处理方式可大大减小配电自动化系统的数据集中处理量和难度。因此，如何结合现有技术和设备条件，研究一种可靠且与配电自动化平台兼容的分布式配电网故障恢复控制装置，以提高配电网故障处理能力和运行效率，减少调度人员工作量并提供准确及时的辅助决策信息，成为配电网运行调度的现实需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式配电网故障恢复控制器及其工作方法，它针对现有配电网故障恢复操作的不足，可以克服配电网故障后调度人员根据SCADA系统提供的数据人工求解恢复方案存在较大局限性的问题，借助DAS平台并将变电站及其供电区域视为最小系统采用分散式就地处理方案，在故障发生后可快速给出恢复方案，是具有灵活性好、可靠性高且适用范围广的分布式配电网故障恢复控制器，运行效率高的工作方法。
一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于它包括DSP(DigitalSignalProcessor)芯片、电源单元、通信单元、上位机、存储单元、AD处理单元和复位电路；其中，所述电源单元与DSP芯片呈单向连接，与通信单元呈单向连接；所述通信单元与DSP芯片呈双向连接，与上位机呈双向连接；所述上位机与通信单元呈双向连接，与电源单元呈单向连接；所述存储单元与DSP芯片呈双向连接；所述AD处理单元与DSP芯片呈双向连接，与上位机呈单向连接；所述复位电路与DSP芯片呈双向连接，与电源单元呈单向连接。
所述DSP芯片是TI公司型号为TMS320VC5402的低功耗、高性能定点DSP芯片，采用修正哈佛结构，指令周期为10ns，运算能力为100MIPS，内部有1个40位的算术逻辑单元，2个40位的累加器，2个40位加法器，1个17×17的乘法器和1个40位的桶形移位器，有4条内部总线和2个地址产生器，集成了维特比加速器，工作电压为3.3/1.8V，片内RAM(random accessmemory)为16KB，片内ROM(read only memory)为4KB，并提供2个自动缓冲串行口BSP(auto-Buffered Serial Port)和1个与外部处理器通信的HPI(Host Port Interface)接口。
所述电源单元由电源输入接口电路、电源输出接口电路和电源控制芯片构成，其工作电压为5V，输出电压为3.3V和1.8V；所述电源输入接口电路与上位机5V电源输出接口相连；所述电源输出接口电路的1.8V输出口DSP芯片的CVDD接口相连；所述电源输出接口电路的3.3V输出口分别与DSP芯片的DVDD接口、通信单元的MAX3111电源接口和复位电路的电源端相连。
所述电源输入接口电路由电阻R、R1、R2和电容C、C1、C2构成；其中，5V电源端经电阻R接地；C、C1并联一端接5V电源输入端和TPS73HD318的1IN(引脚5)相连，另一端接地；电阻R1一端与TPS73HD318的1EN(引脚4)相连，另一端接地；电容C2一端与5V电源输入端和TPS73HD318的2IN(引脚11)相连，另一端接地；电阻R2一段与TPS73HD318的2EN(引脚10)相连，另一端接地。
所述电源输出接口电路由电容C3、C4、C5、C6构成；其中，电容C3、C4并联一端与TPS73HD318的1OUT(引脚23)和1.8V电源输出端相连，另一端接地；电容C5、C6并联一端与TPS73HD318的2OUT(引脚17)和3.3V电源输出端相连，另一端接地。
所述电源控制芯片是TI公司型号为TPS73HD318双路输出电源电路；其中，1IN(引脚5)和1IN(引脚6)相连后与C1相连；2IN(引脚11)和2IN(引脚12)相连后与C2相连；1GND、1GND、1FB/SENSE分别接地；1OUT(引脚23)和1OUT(引脚24)相连后与C3相连；2OUT(引脚17)、2OUT(引脚18)和2SENSE相连后与C5相连；
所述通信单元是MAXIM公司型号为MAX3111的通用串行异步收发器；其中，VCC与电源单元的输出电压为3.3V电源输出接口电路相连；T1IN与TX相连；R1OUT与RX相连；DIN、DOUT、SCLK、CS、IRQ分别与TMS320VC5402的BDX、BDR、BCLKX、BFSX、INT相连；T1OUT和R1IN与上位机I/O接口相连；X1和X2并联晶振；X1经电容C7接地；X2经电容C8接地。
所述上位机为变电站综合自动化平台，包含但不限于5V电源输出接口、I/O接口和8个配电网数据采集模块；所述5V电源输出接口与电源单元的电源输入接口电路相连；所述I/O接口与通信单元的MAX3111的T1OUT和R1IN相连。
所述配电网数据采集模块由输入端、输出端、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C8、电容C9、运算放大器OM、二极管VD1、二极管VD2和电流互感器CT组成，其输入端采集变电站或配电网中的故障信息，其输出端与AD转换芯片的模拟量输入接口相连；其中，电流互感器CT的两端分别经R6和R7并联后与电阻R5相连；二极管VD1与VD2串联接地；电容C9一端与电阻R5相连，另一端接地；运算放大器OM的正输入端与电阻R5相连，负输入端经电阻R8与其输出端相连构成反馈环节，输出端经电阻R3与输出端相连；电容C8的一端接地，另一端与运算放大器OM的输出端相连；电阻R4一端与输出端相连，另一端接地。
所述存储单元由Flash(Flash Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，闪存)和SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存储器)构成；其中所述Flash和SRAM分别与DSP芯片呈双向连接。
所述Flash是ATMEL公司型号为AT29LV1024的1M(64K字×16)容量的高速率闪存；其中，TMS320VC5402的DB与AT29LV1024的I/O15～0呈双向连接；TMS320VC5402的AB、分别与AT29LV1024的A15～0、呈单向连接；AT29LV1024的接地。
所述SRAM是ISSI公司型号为IS61LV6416的1M(64K字×16)容量的高速率SRAM；其中，TMS320VC5402的DB与IS 61LV6416的I/O15～0呈双向连接；TMS320VC5402的AB、分别与IS61LV6416的A15～0、呈单向连接；AT29LV1024的接地。
所述AD处理单元由或门逻辑电路和AD转换芯片构成；所述AD转换芯片是TI公司型号为ADS8568的8通道16位并行同步采样AD转换芯片；其中，所述AD转换芯片的8路模拟量输入端与上位机的配电网数据采集模块相连；TMS320VC5402的A10和分别接或门逻辑电路的输入端后输出端接ADS8568的TMS320VC5402的R/W、XF、与ADS8568的 单向连接；TMS320VC5402的D9～D0与ADS8568的D9～D0呈双向连接；ADS8568的REFM、CSTART接地。
所述复位电路由触发开关SW、电阻R9、电阻R10和电容C10构成；其中，触发开关SW触发端与TMS320VC5402的A16相连，输入端分别接地和与R9相连；电阻R10和电容C10串联接地；电阻R9与电阻R10和电容C10的公共端相连后接TMS320VC5402的RS。
一种分布式配电网故障恢复控制器的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)配电网故障恢复控制器开机后，电源单元将上位机的5V电源转换成1.8V和3.3V为DSP芯片和通信单元供电；
(2)上位机通过通信单元的串行通信接口将故障恢复控制程序下载至存储单元的Flash；
(3)上位机的8个配电网数据采集模块对变电站及配电网的故障信息进行采样，模拟输入信号经过AD处理单元将故障信息送至SRAM；
(4)DSP芯片读取SRAM中的故障信息，调用故障恢复控制程序并判断故障类型；
(5)根据故障类型，DSP芯片通过通信单元的串行通信接口向上位机发出调用变电站及其供电区域配电网拓扑结构、潮流信息、开关状态等数据请求，并将接受到的信息暂存至存储单元的SRAM；
(6)DSP芯片将SRAM中的电网数据调入，通过调用故障恢复控制程序运算得到的开关操作的故障恢复方案，并将恢复方案暂存至Flash；
(7)通信单元将暂存在Flash中的恢复方案上传至上位机，供调度人员分析参考；
(8)当DSP芯片检测到配电网故障控制器运行出错时，向复位电路发出触发信号，重启控制器后重复步骤(1)～(7)工作。
所述步骤(3)中的变电站及配电网的故障信息是指8个配电网数据采集模块分别采集的变压器高压侧母线电源监测信息、变压器运行状态监测信息、变压器低压侧母线电源监测信息、变电站直流系统状态监测信息、变电站出线状态监测信息、馈线分段开关监测信息、负荷开关状态监测信息和断路器位置及失灵监测信息。
所述步骤(2)中的故障恢复控制程序是针对单个变电站及其供电区域的故障类型和特点设计的特定程序，包括以下步骤：
步骤1，故障后配电网络初始化，根据故障后配电网的情况形成所有的故障区域，并统计各故障区域的重要用户负荷和失电总负荷，根据潮流计算的结果确定电网故障后的系统状态；
步骤2，在与故障区域相连的所有联络开关中，若存在与该故障区域原供电馈线相连的联络开关时，直接合上该联络开关利用原馈线恢复供电，若不存在这样的联络开关则转步骤3；
步骤3，故障区域相连且备用容量大于零的联络开关，若经潮流计算后没有超过电压或电流限制则实现故障区域的供电，否则转步骤4；
步骤4，切除低等级负荷直至电压和电流不越限，输出恢复方案。
本发明的有益效果在于：①基于变电站综合自动化平台开发，可有效利用现有设备，可实现分布式模块化接入，有良好的兼容性；②计算机软件编程与配套硬件装置相结合，软件编程具有较强针对性且通俗易懂，执行效率高；③处理器采用高性能的TMS320VC5402 DSP可实现高速运算，实时处理能力强；④周边外部设备结构简单，技术成熟稳定，易于实现和控制；⑤故障后可根据故障类型快速求解恢复方案，实现本地化运行控制，并为调度人员提供参考，减小停电时间和损失。
附图说明
图1是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器结构框图。
图2是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的电源单元结构图。
图3是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的通信单元结构图。
图4是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的上位机结构图。
图5是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的上位机中配电网数据采集模块结构图。
图6是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的存储单元中Flash连接图。
图7是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的存储单元中SRAM连接图。
图8是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的AD处理单元结构图。
图9是本发明所涉一种分布式配电网故障恢复控制器的复位电路图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
本发明涉及的一种分布式配电网故障恢复控制器工作原理是：当配电网正常运行时，配电网故障恢复控制器定期读取存储单元的Flash中的故障状态信息。当配电网发生故障时，配电网数据采集模块将相应的故障信息上传至存储单元。DSP芯片通过调用故障恢复控制程序判断故障类型，向上位机发出读取变电站及其供电区域配电网拓扑结构、潮流信息、开关状态等数据请求，并将其缓存至SRAM中等待故障恢复控制程序调用。配电网故障恢复控制程序根据预设的逻辑算法对SRAM中的配电网数据进行运算，求解得到故障恢复方案并将其存储至Flash中同时经通信单元上传至上位机供调度人员分析参考。
实施例：一种分布式配电网故障恢复控制器(见图1)，其特征在于它包括DSP(Digital Signal Processor)芯片、电源单元、通信单元、上位机、存储单元、AD处理单元和复位电路；其中，所述电源单元与DSP芯片呈单向连接，与通信单元呈单向连接；所述通信单元与DSP芯片呈双向连接，与上位机呈双向连接；所述上位机与通信单元呈双向连接，与电源单元呈单向连接；所述存储单元与DSP芯片呈双向连接；所述AD处理单元与DSP芯片呈双向连接，与上位机呈单向连接；所述复位电路与DSP芯片呈双向连接，与电源单元呈单向连接。
所述DSP芯片是TI公司型号为TMS320VC5402的低功耗、高性能定点DSP芯片，采用修正哈佛结构，指令周期为10ns，运算能力为100MIPS，内部有1个40位的算术逻辑单元，2个40位的累加器，2个40位加法器，1个17×17的乘法器和1个40位的桶形移位器，有4条内部总线和2个地址产生器，集成了维特比加速器，工作电压为3.3/1.8V，片内RAM(random accessmemory)为16KB，片内ROM(read only memory)为4KB，并提供2个自动缓冲串行口BSP(auto-Buffered Serial Port)和1个与外部处理器通信的HPI(Host Port Interface)接口。
所述电源单元由电源输入接口电路、电源输出接口电路和电源控制芯片构成(见图2)，其工作电压为5V，输出电压为3.3V和1.8V；所述电源输入接口电路与上位机5V电源输出接口相连；所述电源输出接口电路的1.8V输出口DSP芯片的CVDD接口相连；所述电源输出接口电路的3.3V输出口分别与DSP芯片的DVDD接口、通信单元的MAX3111电源接口和复位电路的电源端相连。
所述电源输入接口电路(见图2)由电阻R、R1、R2和电容C、C1、C2构成；其中，5V电源端经电阻R接地；C、C1并联一端接5V电源输入端和TPS73HD318的1IN(引脚5)相连，另一端接地；电阻R1一端与TPS73HD318的1EN(引脚4)相连，另一端接地；电容C2一端与5V电源输入端和TPS73HD318的2IN(引脚11)相连，另一端接地；电阻R2一端与TPS73HD318的2EN(引脚10)相连，另一端接地。
所述电源输出接口电路由电容C3、C4、C5、C6构成；其中，电容C3、C4并联一端与TPS73HD318的1OUT(引脚23)和1.8V电源输出端相连，另一端接地；电容C5、C6并联一端与TPS73HD318的2OUT(引脚17)和3.3V电源输出端相连，另一端接地。
所述电源控制芯片是TI公司型号为TPS73HD318双路输出电源电路；其中，1IN(引脚5)和1IN(引脚6)相连后与C1相连；2IN(引脚11)和2IN(引脚12)相连后与C2相连；1GND、1GND、1FB/SENSE分别接地；1OUT(引脚23)和1OUT(引脚24)相连后与C3相连；2OUT(引脚17)、2OUT(引脚18)和2SENSE相连后与C5相连；
所述通信单元(见图3)是MAXIM公司型号为MAX3111的通用串行异步收发器；其中，VCC与电源单元的输出电压为3.3V电源输出接口电路相连；T1IN与TX相连；R1OUT与RX相连；DIN、DOUT、SCLK、CS、IRQ分别与TMS320VC5402的BDX、BDR、BCLKX、BFSX、INT相连；T1OUT和R1IN与上位机I/O接口相连；X1和X2并联晶振；X1经电容C7接地；X2经电容C8接地。
所述上位机(见图4)为变电站综合自动化平台，包含但不限于5V电源输出接口、I/O接口和8个配电网数据采集模块；所述5V电源输出接口与电源单元的电源输入接口电路相连；所述I/O接口与通信单元的MAX3111的T1OUT和R1IN相连。
所述配电网数据采集模块(见图5)由输入端、输出端、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C8、电容C9、运算放大器OM、二极管VD1、二极管VD2和电流互感器CT组成，其输入端采集变电站或配电网中的故障信息，其输出端与AD转换芯片的模拟量输入接口相连；其中，电流互感器CT的两端分别经R6和R7并联后与电阻R5相连；二极管VD1与VD2串联接地；电容C9一端与电阻R5相连，另一端接地；运算放大器OM的正输入端与电阻R5相连，负输入端经电阻R8与其输出端相连构成反馈环节，输出端经电阻R3与输出端相连；电容C8的一端接地，另一端与运算放大器OM的输出端相连；电阻R4一端与输出端相连，另一端接地。
所述存储单元由Flash(Flash Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，闪存)和SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存储器)构成；其中所述Flash和SRAM分别与DSP芯片呈双向连接。
所述Flash(见图6)是ATMEL公司型号为AT29LV1024的1M(64K字×16)容量的高速率闪存；其中，TMS320VC5402的DB与AT29LV1024的I/O15～0呈双向连接；TMS320VC5402的AB、分别与AT29LV1024的A15～0、呈单向连接；AT29LV1024的接地。
所述SRAM(见图7)是ISSI公司型号为IS61LV6416的1M(64K字×16)容量的高速率SRAM；其中，TMS320VC5402的DB与IS 61LV6416的I/O15～0呈双向连接；TMS320VC5402的AB、分别与IS61LV6416的A15～0、呈单向连接；AT29LV1024的接地。
所述AD处理单元(见图8)由或门逻辑电路和AD转换芯片构成；所述AD转换芯片是TI公司型号为ADS8568的8通道16位并行同步采样AD转换芯片；其中，所述AD转换芯片的8路模拟量输入端与上位机的配电网数据采集模块相连；TMS320VC5402的A10和分别接或门逻辑电路的输入端后输出端接ADS8568的TMS320VC5402的R/W、XF、与ADS8568的单向连接；TMS320VC5402的D9～D0与ADS8568的D9～D0呈双向连接；ADS8568的REFM、CSTART接地。
所述复位电路(见图9)由触发开关SW、电阻R9、电阻R10和电容C10构成；其中，触发开关SW触发端与TMS320VC5402的A16相连，输入端分别接地和与R9相连；电阻R10和电容C10串联接地；电阻R9与电阻R10和电容C10的公共端相连后接TMS320VC5402的RS。
本发明提供了一种分布式配电网故障恢复控制器的工作方法，包括以下步骤：
(1)配电网故障恢复控制器开机后，电源单元将上位机的5V电源转换成1.8V和3.3V为DSP芯片和通信单元供电；
(2)上位机通过通信单元的串行通信接口将故障恢复控制程序下载至存储单元的Flash；
(3)上位机的8个配电网数据采集模块对变电站及配电网的故障信息进行采样，模拟输入信号经过AD处理单元将故障信息送至SRAM；
(4)DSP芯片读取SRAM中的故障信息，调用故障恢复控制程序并判断故障类型；
(5)根据故障类型，DSP芯片通过通信单元的串行通信接口向上位机发出调用变电站及其供电区域配电网拓扑结构、潮流信息、开关状态等数据请求，并将接受到的信息暂存至存储单元的SRAM；
(6)DSP芯片将SRAM中的电网数据调入，通过调用故障恢复控制程序运算得到的开关操作的故障恢复方案，并将恢复方案暂存至Flash；
(7)通信单元将暂存在Flash中的恢复方案上传至上位机，供调度人员分析参考；恢复控制器可以给出多种恢复方案供调度人员分析参考，但最终须由调度人员选择一种方案进行恢复，由自动化设备按照恢复方案指令执行(8)当DSP芯片检测到配电网故障控制器运行出错时，向复位电路发出触发信号，重启控制器后重复步骤(1)～(7)工作。
所述步骤(3)中的变电站及配电网的故障信息是指8个配电网数据采集模块分别采集的变压器高压侧母线电源监测信息、变压器运行状态监测信息、变压器低压侧母线电源监测信息、变电站直流系统状态监测信息、变电站出线状态监测信息、馈线分段开关监测信息、负荷开关状态监测信息和断路器位置及失灵监测信息。
所述步骤(2)中的故障恢复控制程序是针对单个变电站及其供电区域的故障类型和特点设计的特定程序，包括以下步骤：
步骤1，故障后配电网络初始化，根据故障后配电网的情况形成所有的故障区域，并统计各故障区域的重要用户负荷和失电总负荷，根据潮流计算的结果确定电网故障后的系统状态；重要用户负荷和失电总负荷可以从数据库中读取；系统状态可以包括备用电源点容量、备用电源点电压和电流限值、联络开关通断情况等；
步骤2，在与故障区域相连的所有联络开关中，若存在与该故障区域原供电馈线相连的联络开关时，直接合上该联络开关利用原馈线恢复供电，若不存在这样的联络开关则转步骤3；
步骤3，故障区域相连且备用容量大于零的联络开关，若经潮流计算后没有超过电压或电流限制则实现故障区域的供电，否则转步骤4；
步骤4，切除低等级负荷直至电压和电流不越限，输出恢复方案。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
Claims (16)
1.一种分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，该分布式配电网故障恢复控制器包括DSP芯片、电源单元、通信单元、上位机、存储单元、AD处理单元和复位电路；其中，所述电源单元与DSP芯片呈单向连接，与通信单元呈单向连接；所述通信单元与DSP芯片呈双向连接，与上位机呈双向连接；所述上位机与通信单元呈双向连接，与电源单元呈单向连接；所述存储单元与DSP芯片呈双向连接；所述AD处理单元与DSP芯片呈双向连接，与上位机呈单向连接；所述复位电路与DSP芯片呈双向连接，与电源单元呈单向连接；
所述DSP芯片用于读取存储单元中的故障信息，调用故障恢复控制程序并判断故障类型；根据故障类型，通过通信单元的串行通信接口向上位机发出调用变电站及其供电区域配电网拓扑结构、潮流信息、开关状态的数据请求，并将接收到的信息暂存至存储单元；将存储单元中的电网数据调入，通过调用故障恢复控制程序运算得到开关操作的故障恢复方案，并将故障恢复方案暂存至存储单元；
所述故障信息是指8个配电网数据采集模块分别采集的变压器高压侧母线电源监测信息、变压器运行状态监测信息、变压器低压侧母线电源监测信息、变电站直流系统状态监测信息、变电站出线状态监测信息、馈线分段开关监测信息、负荷开关状态监测信息和断路器位置及失灵监测信息；
所述故障恢复控制程序是针对单个变电站及其供电区域的故障类型和特点设计的特定程序，包括以下步骤：
步骤1，故障后配电网络初始化，根据故障后配电网的情况形成所有的故障区域，并统计各故障区域的重要用户负荷和失电总负荷，根据潮流计算的结果确定电网故障后的系统状态；
步骤2，在与故障区域相连的所有联络开关中，若存在与该故障区域原供电馈线相连的联络开关时，直接合上该联络开关利用原馈线恢复供电，若不存在这样的联络开关则转步骤3；
步骤3，故障区域相连且备用容量大于零的联络开关，若经潮流计算后没有超过电压或电流限制则实现故障区域的供电，否则转步骤4；
步骤4，切除低等级负荷直至电压和电流不越限，输出故障恢复方案。
2.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述DSP芯片是型号为TMS320VC5402的芯片。
3.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述电源单元包括电源输入接口电路、电源输出接口电路和电源控制芯片，其工作电压为5V，输出电压为3.3V和1.8V；所述电源输入接口电路与上位机5V电源输出接口相连；所述电源输出接口电路的1.8V输出口与DSP芯片的CVDD接口相连；所述电源输出接口电路的3.3V输出口分别与DSP芯片的DVDD接口、通信单元的电源接口和复位电路的电源端相连。
4.根据权利要求3所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述电源输入接口电路包括电阻R、电阻R1、电阻R2和电容C、电容C1、电容C2；其中，5V电源端经电阻R接地；电容C和电容C1并联一端接5V电源输入端和电源控制芯片TPS73HD318的引脚1IN端，电容C和电容C1并联的另一端接地；电阻R1一端与TPS73HD318的1EN端相连，电阻R1另一端接地；电容C2一端与5V电源输入端和TPS73HD318的2IN端相连，电容C2另一端接地；电阻R2一端与TPS73HD318的2EN端相连，电阻R2另一端接地。
5.根据权利要求3所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述电源输出接口电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6；其中，电容C3和电容C4并联一端与电源控制芯片TPS73HD318的1OUT端和1.8V电源输出端相连，电容C3和电容C4并联的另一端接地；电容C5和电容C6并联一端与TPS73HD318的2OUT端和3.3V电源输出端相连，电容C5和电容C6并联的另一端接地。
6.根据权利要求3所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述电源控制芯片是双路输出电源电路TPS73HD318；其中，1IN端和1IN端相连后与电容C1相连；2IN端和2IN端相连后与电容C2相连；1GND端和1FB/SENSE端分别接地；1OUT端与电容C3相连；2OUT端和2SENSE端相连后与电容C5相连。
7.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述通信单元是通用串行异步收发器MAX3111；其中，VCC端与电源单元的输出电压为3.3V电源输出接口电路相连；T1IN端与TX端相连；R1OUT端与RX端相连；DIN端、DOUT端、SCLK端、CS端、IRQ端分别与DSP芯片TMS320VC5402的BDX端、BDR端、BCLKX端、BFSX端、INT端相连；T1OUT端和R1IN端与上位机I/O接口相连；X1端和X2端并联晶振；X1端经电容C7接地；X2端经电容C8接地。
8.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述上位机为变电站综合自动化平台，包含5V电源输出接口、I/O接口和8个配电网数据采集模块；所述5V电源输出接口与电源单元的电源输入接口电路相连；所述I/O接口与通信单元MAX3111的T1OUT端和R1IN端相连。
9.根据权利要求8所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述配电网数据采集模块由输入端、输出端、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C8、电容C9、运算放大器OM、二极管VD1、二极管VD2和电流互感器CT组成，其输入端采集变电站或配电网中的故障信息，其输出端与AD转换芯片的模拟量输入接口相连；其中，电流互感器CT的两端分别经电阻R6和电阻R7并联后与电阻R5相连；二极管VD1与二极管VD2串联接地；电容C9一端与电阻R5相连，电容C9另一端接地；运算放大器OM的正输入端与电阻R5相连，运算放大器OM的负输入端经电阻R8与其输出端相连构成反馈环节，运算放大器OM的输出端经电阻R3与输出端相连；电容C8的一端接地，电容C8另一端与运算放大器OM的输出端相连；电阻R4一端与输出端相连，电阻R4另一端接地。
10.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述存储单元包括闪存FLASH和静态随机存储器SRAM；其中所述闪存和静态随机存储器分别与DSP芯片呈双向连接。
11.根据权利要求10所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于所述闪存的型号为AT29LV1024的闪存；其中，DSP芯片TMS320VC5402的DB端与闪存AT29LV1024的I/O15～0接口呈双向连接；DSP芯片TMS320VC5402的AB端、端、端分别与AT29LV1024的A15～0端、端、端呈单向连接；AT29LV1024的端、端、端接地。
12.根据权利要求11所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述静态随机存储器的型号为IS61LV6416；其中，DSP芯片TMS320VC5402的DB端与静态随机存储器IS61LV6416的I/O15～0接口呈双向连接；DSP芯片TMS320VC5402的AB端、端、端分别与静态随机存储器IS61LV6416的A15～0端、端、端呈单向连接；静态随机存储器IS61LV6416的端、端、端接地。
13.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述AD处理单元包括或门逻辑电路和AD转换芯片；所述AD转换芯片是型号为ADS8568的AD转换芯片；其中，所述AD转换芯片的8路模拟量输入端与上位机的配电网数据采集模块相连；DSP芯片TMS320VC5402的A10端和端分别接或门逻辑电路的输入端后输出端接AD转换芯片ADS8568的端；DSP芯片TMS320VC5402的R/W端、XF端、端与AD转换芯片ADS8568的端、端、端单向连接；DSP芯片TMS320VC5402的D9～D0端与AD转换芯片ADS8568的D9～D0端呈双向连接。
14.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，所述复位电路包括触发开关SW、电阻R9、电阻R10和电容C10；其中，触发开关SW触发端与DSP芯片TMS320VC5402的A16相连，触发开关SW输入端分别接地和与电阻R9相连；电阻R10和电容C10串联接地；电阻R9与电阻R10和电容C10的公共端相连后接DSP芯片TMS320VC5402的RS端。
15.根据权利要求1所述的分布式配电网故障恢复控制器，其特征在于，通信单元将暂存在存储单元中的故障恢复方案上传至上位机。
16.一种分布式配电网故障恢复控制器的工作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)分布式配电网故障恢复控制器开机后，电源单元将上位机的5V电源转换成1.8V和3.3V为DSP芯片和通信单元供电；
(2)上位机通过通信单元的串行通信接口将故障恢复控制程序下载至存储单元的Flash；
(3)上位机的8个配电网数据采集模块对变电站及配电网的故障信息进行采样，模拟输入信号经过AD处理单元将故障信息送至SRAM；
(4)DSP芯片读取SRAM中的故障信息，调用故障恢复控制程序并判断故障类型；
(5)根据故障类型，DSP芯片通过通信单元的串行通信接口向上位机发出调用变电站及其供电区域配电网拓扑结构、潮流信息、开关状态的数据请求，并将接收到的信息暂存至存储单元的SRAM；
(6)DSP芯片将SRAM中的电网数据调入，通过调用故障恢复控制程序运算得到的开关操作的故障恢复方案，并将故障恢复方案暂存至Flash；
(7)通信单元将暂存在Flash中的故障恢复方案上传至上位机，供调度人员分析参考；
(8)当DSP芯片检测到分布式配电网故障控制器运行出错时，向复位电路发出触发信号，重启分布式配电网故障恢复控制器后重复步骤(1)～(7)工作；
所述步骤(3)中的变电站及配电网的故障信息是指8个配电网数据采集模块分别采集的变压器高压侧母线电源监测信息、变压器运行状态监测信息、变压器低压侧母线电源监测信息、变电站直流系统状态监测信息、变电站出线状态监测信息、馈线分段开关监测信息、负荷开关状态监测信息和断路器位置及失灵监测信息；
所述步骤(2)中的故障恢复控制程序是针对单个变电站及其供电区域的故障类型和特点设计的特定程序，包括以下步骤：
步骤1，故障后配电网络初始化，根据故障后配电网的情况形成所有的故障区域，并统计各故障区域的重要用户负荷和失电总负荷，根据潮流计算的结果确定电网故障后的系统状态；
步骤2，在与故障区域相连的所有联络开关中，若存在与该故障区域原供电馈线相连的联络开关时，直接合上该联络开关利用原馈线恢复供电，若不存在这样的联络开关则转步骤3；
步骤3，故障区域相连且备用容量大于零的联络开关，若经潮流计算后没有超过电压或电流限制则实现故障区域的供电，否则转步骤4；
步骤4，切除低等级负荷直至电压和电流不越限，输出故障恢复方案。
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