CN105356613A - 基于epon通信的非开环站失电自恢复方法 - Google Patents

基于epon通信的非开环站失电自恢复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，要解决的技术问题是非开环站停电备用电源快速自投，实现转供电。本发明在供电系统的变电站内配置故障自恢复终端，形成通信网,故障自恢复终端采集全站相关交流信号和开关信号,进行开环站、非开环站、失电自恢复启动和自恢复动作逻辑判断。本发明与现有技术相比，建立各故障自恢复终端的通信连接，故障自恢复终端采集本站的电流电压模拟量和开入量，生成针对本站的状态量值发送到通信网上，故障自恢复终端基于本地的模拟量信息、开入信息和从通信网上获取的状态量值,综合判断,将判断生成的跳闸合闸操作值发布到EPON通信网上，或执行相应的跳闸合闸操作,快速实现失电自恢复。

Description

基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法
技术领域
本发明涉及一种电力系统继电保护和控制的方法，特别是一种非开环变电站失电后自动恢复的方法。
背景技术
随着经济社会的发展进步，用户对于供电的可靠性要求越来越高。为满足用户对供电可靠性的高要求，各种复杂的接线方式已经越来越多的应用到电力系统中，比如手拉手接线环网、站间联络线等。毋庸置疑，越来越坚强的一次网架确实有效地提升了电力系统的可靠性，但同时带来了一些新的问题，比如非开环变电站的失电后的自动恢复问题。
如图1所示,为采取开环运行的方式110KV供电系统,该运行方式下，C变电站为开环站，D、E变电站为非开环站。备用电源自投是一种电力系统实现转供电,保证供电系统可靠性的非常重要的措施，但在该运行方式下，当电源线发生永久性故障，非开环站全站停电，非开环站传统备用电源自投功能失效，不能实现转供电快速恢复供电的功能。
从二次系统的角度出发，现有技术解决常规备自投在实际应用中存在的非开环站功能失效的问题，有三种不同的解决思路：1)对现有的常规性备自投进行修正改进，在实际应用时依赖定值整定及其它相关功能的配合实现备用电源自投功能,这样的解决思路并不符合坚强智能电网的发展方向；2)基于广域信息的区域级备自投，集中全区域范围内的相关信息统筹实现故障定位及备用电源自投功能,这样的解决方案一般耦合性太强，扩展性太差；3)在站与站之间建设通信信道，通过站与站之间的信息交互及配合实现备用电源自投功能,这样的解决思路局限于通信条件等各种因素的限制，只能在两个站之间实现转供电，否则通信成本巨大，推广价值有限。至此，现有技术还没有一个解决非开环站备用电源自投的理想方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，要解决的技术问题是非开环站停电备用电源快速自投，实现转供电。
本发明采用以下技术方案:一种基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，包括以下步骤:
一、在供电系统的变电站内配置故障自恢复终端，故障自恢复终端经光网络单元ONU、光配线网络ODN与光线路终端OLT连接，形成供电系统内的基于EPON的自恢复系统通信网，各个故障自恢复终端经EPON自恢复系统通信网订阅所有故障自恢复终端的状态量；
二、故障自恢复终端采集全站相关交流信号和开关信号；
三、故障自恢复终端进行开环站逻辑判断，判断逻辑为以下4个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、仅有一回进出线开关处于跳位状态，3、终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线满足电压不小于额定电压的70％，10秒延时后，故障自恢复终端判断其所在变电站为开环站，将判断结果的状态量发送至EPON自恢复系统通信网；
四、故障自恢复终端进行非开环站逻辑判断，判断逻辑为以下4个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、所有进出线开关处于合位状态，3、终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线电压满足不小于额定电压70％与本站非开环站状态量的或门输出，10秒延时后，故障自恢复终端判断其所在站为非开环站，将判断结果的状态量发送至EPON自恢复系统通信网；
五、故障自恢复终端失电自恢复启动逻辑判断，判断逻辑为以下5个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、仅有一个变电站为开环站，其它站为非开环站，3、本站故障自恢复终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线电压小于额定电压70％,5、本站为非开环站，故障自恢复终端失电自恢复启动，向EPON自恢复系统通信网发送自恢复启动信息和本站自恢复启动；
六、故障自恢复终端自恢复动作逻辑判断，本站为开环站，判断逻辑为以下5个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、至少有一个变电站站状态量自恢复启动，3、本站故障自恢复终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线满足电压不小于额定电压的70％，5、本站为开环站，向EPON自恢复系统通信网发送自恢复状态量，自恢复动信息，故障自恢复终端自恢复动作，恢复非开环站的供电。
本发明的方法步骤一在供电系统的所有变电站内配置故障自恢复终端。
本发明的方法步骤一至少两个光配线网络ODN串联后构成一组光配线网络光配线网络ODN组连接到光线路终端OLT。
本发明的方法步骤一故障自恢复终端以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)信号为载体，实现各故障自恢复终端生成的状态量的相互交互。
本发明的方法步骤二故障自恢复终端采集全站相关交流信号和开关信号，频率为20ms80个采样点。
本发明的方法步骤五自恢复启动，所有故障自恢复终端输出闭锁信号，用来闭锁配置在变电站的本地备自投装置。
本发明的方法步骤六故障自恢复终端自恢复动作，开出合闸出口，合上开环开关。
本发明的方法故障自恢复终端通过手动配置来订阅不同的状态量，实现配置同一个故障自恢复终端可以配置为两套自恢复系统的一员。
本发明的方法供电系统开环运行方式的110KV供电系统。
本发明的方法变电站为电源变电站和串供变电站。
本发明与现有技术相比，设置故障自恢复终端，建立各故障自恢复终端的通信连接，通过EPON通信网实现信息互连，故障自恢复终端采集本站的交流信号和开关信号，生成针对本站的状态量值并以GOOSE信号为载体发送到EPON通信网上，其它终端以订阅的方式从EPON通信网上获取需要的状态量值，每个故障自恢复终端都会基于本地的交流信号和开关信号以及从EPON通信网上获取的状态量值,进行综合性的判断,将判断生成的跳闸合闸操作值发布到EPON通信网上，或执行相应的跳闸合闸操作,快速实现失电自恢复。
附图说明
图1是环网接线开环运行的110KV供电系统示意图。
图2是本发明的供电系统的EPON通信连接示意图。
图3是本发明的故障自恢复终端信息交互示意图。
图4是本发明的故障自恢复终端设置示意图。
图5是本发明的开环站判断逻辑图。
图6是本发明的非开环站判断逻辑图。
图7是本发明的失电自恢复启动逻辑图。
图8是本发明的失电自恢复动作逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，包括以下步骤:
一、如图4所示,以采取开环运行方式的110KV供电系统为例，在供电系统内设有2个电源变电站A、B和3个串供变电站C、D、E，C变电站为开环站，D、E变电站为非开环站。电源站的进线连接到220KV一级变电站的110KV母线，能够从220KV变电站接收电能的供给。在所有变电站A、B、C、D、E内配置故障自恢复终端(终端)，建立各故障自恢复终端的通信连接，以面向通用对象的变电站事件GOOSE信号为载体，实现各故障自恢复终端生成的状态量的相互交互。
供电系统也包括其它含非开环站的情形，比如通过站间联络线实现互联的几个变电站构成的系统。
配置在各变电站的故障自恢复终端采用长园深瑞继保自动化有限公司的ISA-358S型故障自恢复终端，该终端属于站域设备，能够采集全站相关交流信号和开关信号，交流采样频率为20ms(一个周波)80个采样点。终端采用C语言编程实现，形成ISA-358S-150421V1.0故障自恢复系统。终端综合采集的交流信号和开关信号，经逻辑判断生成状态量，按GOOSE信号与其他故障自恢复终端进行交互。
如图2所示，故障自恢复终端经光网络单元ONU、光配线网络ODN与光线路终端OLT连接，至少两个ODN串联后构成一组光配线网络ODN组连接到OLT，形成供电系统内的基于EPON的自恢复系统通信网(EPON通信网)。
如图3所示，ISA-358S型故障自恢复终端之间经EPON通信网进行通信，各个终端订阅所有站终端的状态量，并进行综合判断。
二、故障自恢复终端进行开环站逻辑判断。如图5所示，故障自恢复终端根据本地(本站)采集到的信息(相关交流信号和开关信号)，判断该终端所在变电站是否为开环站，判断逻辑为以下4个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键(代码为d888，自恢复功能投入)，2、仅有一回进出线开关处于跳位状态，3、终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线满足有压条件：电压不小于额定电压的70％。4个条件的判断结果为真，10秒延时后，故障自恢复终端判断其所在变电站为开环站(状态量S100＝1)，将判断结果的状态量通过GOOSE信号发送至EPON通信网。
每个故障自恢复终端订阅其它各站是否为开环站的状态量(S100)，作后续逻辑判断之用。
三、故障自恢复终端进行非开环站逻辑判断。如图6所示，故障自恢复终端根据本地(本站)采集到的信息判断该自恢复终端所在变电站是否为非开环站，判断逻辑为以下4个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键(代码为d888，自恢复功能投入)，2、所有进出线开关处于合位状态，3、终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线电压满足不小于额定电压70％的条件(本站全站有压)与本站非开环站状态量(状态量S101，初始值为0)的或门输出。4个条件的判断结果为真，10秒延时后，故障自恢复终端判断其所在站为非开环站(状态量S101＝1)，将判断结果的状态量通过GOOSE信号发送至EPON通信网。
每个故障自恢复终端订阅其它各站的是否为非开环站状态量(S101)，作后续逻辑判断之用。
四、故障自恢复终端失电自恢复启动逻辑判断。如图7所示，判断逻辑为以下5个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键(代码为d888，自恢复功能投入)，2、仅有一个站状态量S100＝1，其它站状态量S101＝1，3、本站终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线电压小于额定电压70％(本站全站失压),5、本站为非开环站(S101＝1)。5个条件的判断结果为真，故障自恢复终端失电自恢复启动，向EPON通信网发送自恢复启动状态量(S102＝1)信息和事件自恢复启动(F102＝1)，事件为本站自恢复。
每个故障自恢复终端订阅其它各站自恢复启动状态量(S102)，作后续逻辑判断之用。
五、故障自恢复终端自恢复动作逻辑判断，如图8所示，本站为开环站，判断逻辑为以下5个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键(代码为d888，自恢复功能投入)，2、至少有一个站状态量S102＝1(状态量自恢复启动)，3、本站终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线满足有压条件：电压不小于额定电压的70％，5、本站为开环站(S100＝1)。5个条件的判断结果为真，向EPON通信网发送状态量S103＝1，事件自恢复动作F103＝1。终端自恢复动作，开出合闸出口，合上开环开关，恢复非开环站的供电。
对于一个由多个终端构成的自恢复系统(系统)，如果判断自恢复已经启动(任意一个终端的状态量S102＝1)，则系统内的所有终端输出一个闭锁信号，该信号用来闭锁配置在自恢复系统覆盖范围内变电站的本地备自投装置。
每个故障自恢复终端都可以通过手动配置来订阅不同的状态量，可以实现自由配置一个自恢复系统由哪几个终端构成，即同一个故障自恢复终端可以配置为两套自恢复系统中的一员，通过该方式可以实现终端和功能的剥离。
在供电系统覆盖范围内的每一个电源站和变电站配置一台ISA-358S故障自恢复终端，各终端通过EPON通信网实现信息互连，终端之间交互的信息为以GOOSE信号为载体的状态量信息，各终端和通信网络共同构成了一套分布式的自恢复系统。首先每个终端都采集本站的交流信号和开关信号，按照前述判断逻辑生成针对本站的状态量值(S100、S101),以GOOSE信号为载体发送到EPON通信网上，其它终端以订阅的方式从EPON通信网上获取需要的状态量值(S100、S101)。每个终端都会基于本地的交流信号和开关信号,以及从EPON通信网上获取的状态量值,综合性判断整个自恢复系统覆盖范围内的状态(S102、S103),将判断生成跳闸合闸操作的状态量值(S102、S103),发布到EPON通信网上,执行相应的跳闸合闸操作,最终快速实现失电自恢复。
如图4所示，本实施例中，为链式串联供电线路，自恢复系统覆盖到两个电源站A、B，可以通过手动配置的方式让电源站A、B之间的变电站C、D、E里的故障自恢复终端共同组成一套自恢复系统S1，电源站A、B的失电恢复依靠其本地备用电源自投或与其它站组成的自恢复系统实现。在自恢复系统S1中，变电站C为1开环站，变电站D和变电站E为非开环站。经过设定的延时，变电站C、D、E的状态量(S100、S101)会判断完毕并在自恢复系统S1完成交互。假设电源站B的上级线路出现永久性故障，电源站B、变电站D、E失电。在自恢复系统S1非开环站D、E失电，自恢复启动(站D、E的S102＝1)。开环变电站C配置为订阅变电站D、E的状态量S102，开环站C按照失电自回复动作判断逻辑可以判定本站自恢复动作(变电站C的S103＝1)，合上开关C1，非开环变电站D、E恢复供电。变电站B依赖配置在站内的ISA-358S的本地进线备用电源自投功能来恢复供电。
有源光纤网络采用的是点对点拓扑结构P2P。以太网无源光网络EPON是一点对多点拓扑结构P2MP，相对P2P，无论是光纤数量，还是交换机数量均显著减少，这种结构的变化同时也带来了光缆敷设和光路维护的方便性。相对于其它通信方法，EPON通信有以下优点：1.能组织树形、链型手拉手、环形结构，与电网结构一致；2.有高带宽和高服务质量QOS保障；3.利用光纤作为传输介质，运行可靠稳定；4.综合成本较低。
基于EPON通信方法实现一种区域级的分布式的非开环站失电自恢复，通信成本不会因为变电站数目的增多而急剧增加，可扩展性好，同时符合坚强智能电网的发展潮流。
本发明的方法，进行开环站判定、非开环站判定、自恢复功能启动判断，作出自恢复功能动作判断。通信成本不会因为变电站数目的增多而急剧增加，可扩展性好，同时符合坚强智能电网的发展潮流。

Claims (10)

1.一种基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，包括以下步骤:
一、在供电系统的变电站内配置故障自恢复终端，故障自恢复终端经光网络单元(ONU)、光配线网络(ODN)与光线路终端(OLT)连接，形成供电系统内的基于EPON的自恢复系统通信网，各个故障自恢复终端经EPON自恢复系统通信网订阅所有故障自恢复终端的状态量；
二、故障自恢复终端采集全站相关交流信号和开关信号；
三、故障自恢复终端进行开环站逻辑判断，判断逻辑为以下4个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、仅有一回进出线开关处于跳位状态，3、终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线满足电压不小于额定电压的70％，10秒延时后，故障自恢复终端判断其所在变电站为开环站，将判断结果的状态量发送至EPON自恢复系统通信网；
四、故障自恢复终端进行非开环站逻辑判断，判断逻辑为以下4个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、所有进出线开关处于合位状态，3、终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线电压满足不小于额定电压70％与本站非开环站状态量的或门输出，10秒延时后，故障自恢复终端判断其所在站为非开环站，将判断结果的状态量发送至EPON自恢复系统通信网；
五、故障自恢复终端失电自恢复启动逻辑判断，判断逻辑为以下5个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、仅有一个变电站为开环站，其它站为非开环站，3、本站故障自恢复终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线电压小于额定电压70％,5、本站为非开环站，故障自恢复终端失电自恢复启动，向EPON自恢复系统通信网发送自恢复启动信息和本站自恢复启动；
六、故障自恢复终端自恢复动作逻辑判断，本站为开环站，判断逻辑为以下5个条件同时满足：1、启动该终端自恢复功能按键，2、至少有一个变电站站状态量自恢复启动，3、本站故障自恢复终端没有收到闭锁开入，4、本站全站母线满足电压不小于额定电压的70％，5、本站为开环站，向EPON自恢复系统通信网发送自恢复状态量，自恢复动信息，故障自恢复终端自恢复动作，恢复非开环站的供电。
2.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述步骤一在供电系统的所有变电站内配置故障自恢复终端。
3.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述步骤一至少两个光配线网络(ODN)串联后构成一组光配线网络光配线网络(ODN)组连接到光线路终端(OLT)。
4.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述步骤一故障自恢复终端以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)信号为载体，实现各故障自恢复终端生成的状态量的相互交互。
5.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述步骤二故障自恢复终端采集全站相关交流信号和开关信号，频率为20ms80个采样点。
6.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述步骤五自恢复启动，所有故障自恢复终端输出闭锁信号，用来闭锁配置在变电站的本地备自投装置。
7.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述步骤六故障自恢复终端自恢复动作，开出合闸出口，合上开环开关。
8.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述故障自恢复终端通过手动配置来订阅不同的状态量，实现配置同一个故障自恢复终端可以配置为两套自恢复系统的一员。
9.根据权利要求1所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述供电系统开环运行方式的110KV供电系统。
10.根据权利要求9所述的基于EPON通信的非开环站失电自恢复方法，其特征在于:所述变电站为电源变电站和串供变电站。
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