CN105606957B - 一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判的方法,在配电自动化主站系统中通过配电网拓扑模型,建立配电网一次设备的内存拓扑,并记录设备故障前的历史拓扑关系;馈线上发生故障时配电主站系统对收到的故指信号进行预处理,过滤误报信息;配电主站系统进行研判分析,根据预处理的翻牌动作,结合历史拓扑关系,快速定位出故障区间;并利用与用采系统交互操作的召测数据,结合历史拓扑关系和配变历史数据,快速定位跳闸设备。本发明所提出的方法能在停电用户报修之前及时、快速的给调度员提示并给出故障区间及跳闸设备,加强了在故障抢修过程中的高效性与智能性,从而能大大缩小巡线范围,缩短故障修复时间,提高配抢工作效率。

Description

一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统配电自动化领域,特别是一种基于故障指示器以及公专变的 配电网故障研判的方法。
背景技术
[0002] 目前i〇kv线路安装使用的故障指示器对供电部门的故障巡线、锁定故障范围、提 高巡线效率、减少劳动强度、提高供电可靠性方面,发挥了积极的作用。很多地区的城郊配 网和农村配网线路三遥自动化覆盖率很低,大多数线路主要依靠二遥采集设备。在故障指 示器早期应用中,线路发生故障时,巡线人员借助指示器的报警显示,确定故障区段,并查 找出故障点。这样,如果线路较长并处于山区,致使线路发生故障时,查找故障点非常困难, 所需时间少则几小时,多则十几小时,给排除故障和恢复送电增加了难度,直接影响了供电 可靠性。
[0003]随着指示器技术的发展和通信技术在电力系统中的广泛应用,通过故障指示器实 时传送遥测、遥信信息给配电主站系统,实现实时监测配电网络的状态和故障,研判自动确 定故障跳闸点和故障区间,方便线路的维护和故障抢修。因此针对配电网故障亟需一种有 效的基于故障指示器和公专变的配电网故障研判方法,综合利用故障指示器和用采系统召 测的配变数据进行研判分析,准确定位出跳闸设备及故障区域,提供给调度及时的进行停 电信息发布,加强了在故障抢修过程中的高效性与智能性,提高配抢工作效率。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判的方 法,以克服现有技术中存在的缺陷。
[0005]为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种基于故障指示器以及公专变的配电 网故障研判方法,包括如下步骤:
[0006] 步骤S1:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型,建立配电网一次设备的内存 拓扑,并记录设备产生故障前的历史拓扑关系;
[0007]步骤S2:所述配电自动化主站系统通过无线公网接收故障指示器上传的故障指示 信号,并对所述故障指示信号进行信号预处理,过滤误报信号;
[0008]步骤S3:所述配电自动化主站系统根据经信号预处理后的所述故障指示信号触发 故障区间研判计算,根据所述配电网拓扑模型中故障前的拓扑关系,判断并确定线路上最 后一个翻牌的故障指示器,以及该故障指示器供电范围内第一个未翻牌的故障指示器,研 判得出故障区间;
[0009]步骤S4:所述配电自动化主站系统通过与用电信息采集系统进行交互,向所述用 电信息采集系统召测故障馈线的配变数据,并根据所述设备产生故障前的历史拓扑关系, 研判得出故障跳闸点;
[0010]步骤S5:所述配电自动化主站系统同时对多条馈线的故障指示器动作进行故障研 判。
[0011] 在本发明一实施例中,在所述步骤s 1中,所述配电网拓扑模型涵盖配电网系统中 所有设备,并正确描述设备之间的拓扑连接关系。
[0012] 在本发明一实施例中,,在所述步骤S2中,在所述故障指示信号正常接收的基础 上,所述配电自动化主站系统根据滤抖策略、故障电流策略、负荷电流策略以及对地电场策 略,结合遥信以及遥测过滤误报信号。
[0013] 在本发明一实施例中,在所述步骤S4中,还包括如下步骤;
[0014] 步骤S41:所述配电自动化系统对所述故障馈线的全部配变设备下发召测命令至 所述用电信息采集系统;
[0015]步骤S42:所述配电自动化系统根据配变的召测返回的配变召测数据以及配变历 史数据,判断并确定产生故障的配变设备范围;
[0016]步骤S43:所述配电自动化系统根据所述设备产生故障前的历史拓扑关系,逐个分 析产生故障的配变设备在故障前的供电路径以及关联设备的供电范围;
[0017] 步骤S44:通过逐个对配变(包括公变、专变)设备进行假定故障以及分析停电范围 的迭代计算,研判得出引起故障的跳闸设备。
[0018] 在本发明一实施例中,在所述步骤S5中,所述配电自动化主站系统支持多线程,且 通过多线程对计算方法进行调用,对多个故障指示器上传的故障指示信号进行同时处理。
[0019] 相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:本发明所提出一种基于故障指示器 以及公专变的配电网故障研判方法,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,不需要重复建模,可以大大降低投资和维护成本。该方法将故障指示器实时数据、 用电信息采集系统部分数据集成到配电主站系统,提高了数据的综合利用,实现多元数据 的有效融合,为故障研判分析提供了基础数据,使故障研判更加准确;故指数据接入配电主 站系统,并进行故障研判,减少调度人员同时监视多个系统。支持多线程调用,可以同时处 理多条不同馈线的故障。通过实际应用表明,所述方法正确有效,能准确地、快速地定位出 故障跳闸点和故障区域,大大缩小了巡线范围,进而提高配网调度及配抢工作效率。
附图说明
[0020]图1为本发明中一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判方法的流程 图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图,对本发明的技术方案进行具体说明。
[0022]针对配电网自动化盲区无法使用线路上安装的故障指示器的翻牌动作进行监控 分析,从而影响配抢工作效率的问题,本发明提出了一种基于故障指示器和公专变数据间 结合的故障研判方法,实现馈线上发生故障翻牌时,配电自动化主站系统可以主动分析、快 速定位故障跳闸设备及故障区间,并及时把研判结果提供给配抢人员以供进行线路抢修, 具体包括如下步骤:
[0023] 步骤S1:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型,建立配电网一次设备的内存 拓扑,并记录设备产生故障前的历史拓扑关系;
[0024]步骤S2:配电自动化主站系统通过无线公网接收故障指示器上传的故障指示信 号,并对故障指示信号进行信号预处理,过滤误报信号;
[0025]步骤S3:配电自动化主站系统根据经信号预处理后的故障指示信号触发故障区间 研判计算,根据配电网拓扑模型中故障前的拓扑关系,判断并确定线路上最后一个翻牌的 故障指示器,以及该故障指示器供电范围内第一个未翻牌的故障指示器,研判得出故障区 间;
[0026]步骤S4:配电自动化主站系统通过与用电信息采集系统进行交互,向用电信息采 集系统召测故障馈线的配变数据,并根据设备产生故障前的历史拓扑关系,研判得出故障 跳闸点;
[0027]步骤S5:配电自动化主站系统同时对多条馈线的故障指示器动作进行故障研判。 [0028]进一步的,在本实施例中,在步骤S1中,配电网拓扑模型涵盖配电网系统中所有设 备,并正确描述设备之间的拓扑连接关系。创建的模型需符合以下几个要点:涵盖配电网系 统的所有设备并正确描述这些设备之间的拓扑连接关系,并记录设备故障前的历史拓扑关 系。
[0029]进一步的,在本实施例中,在步骤S2中,配电自动化主站系统通过无线公网接收故 障指示器的信号,对收到的翻牌信号结合故障电流、负荷电流等量测值进行信号预处理,过 滤误报信号。在故障指示信号正常接收的基础上,配电自动化主站系统根据滤抖策略、故障 电流策略、负荷电流策略以及对地电场策略,结合遥信以及遥测过滤误报信号。具体通过如 下步骤实现故障指示器误报信号的过滤:
[0030]步骤S21:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型,建立配电网一次设备的内存 拓扑;
[0031]步骤S22:当故障指示器上报翻牌信号时,配电主站系统根据预设时间进行延迟等 待,且将在该预设时间(2分钟)内复归的故障指示器翻牌信号判定为抖动信号,并对该抖动 信号进行过滤;
[0032]步骤S23:配电自动化主站结合故障指示器上传故障指示信号时的故障电流以及 负荷电流,对误发遥信信号进行过滤;
[0033]步骤S24:配电自动化主站系统根据故障指示器上传故障指示信号的对地电场的 变化,判断故障为瞬时故障或永久故障;
[0034]步骤S25:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型中的拓扑关系,并结合故障指 示器上报故障指示信号前后故障指示器发送的信号,判断该故障指示器信号是否误报或漏 报;
[0035]步骤S26:配电自动化主站系统同时对多个故障指示器上传的故障指示信号进行 预处理以及过滤分析。
[0036]较佳的,在步骤S21中,配电网拓扑模型涵盖配电网系统的故障指示器,并描述了 配电网系统中故障指示器之间的拓扑连接关系。在本实施例中,所创建的模型需符合以下 几个要点:涵盖配电网系统的故障指示器并正确描述这些故指之间的拓扑连接关系。
[0037]较佳的,在步骤S22中,配电自动化主站系统滤除抖动信号,不再进行研判。在本实 施例中,收到故指动作的信号后,进行延迟处理,在延迟等待时间内配电主站系统若有收到 复归信号,则判定为抖动信号,滤除该故指信号,不再进行研判。
[0038] 较佳的,在步骤S23中,配电自动化主站系统通过判断收到故障指示器发送的遥信 信号时故障电流以及负荷电流是否出现明显的突增,若出现突增,则对误发遥信信号进行 过滤。在本实施例中,故障发生时,故指除了遥信动作,故障电流或负荷电流也应有出现明 显的突增,而遥信误触发时,不会有此现象,根据电流变化校验出遥信信号的正确性。
[0039] 较佳的,在步骤S24中,配电自动化主站系统判断故障指示器上传故障指示信号前 后的对地电场的是否存在明显的下降,并经一预设测试时间后,配电自动化主站系统对故 障指示器的对地电场进行召回测试,根据对地电场是否回升,判断是瞬时故障或永久故障。 在本实施例中,配电主站系统根据故障前后的对地电场的变化来判断故障为瞬时故障或永 久故障。故障发生时,对地电场会有明显的下降,2分钟后配电主站系统对故指的对地电场 进行召测,根据对地电场是否回升,来判断是瞬时故障或永久故障。
[0040] 较佳的,在步骤S25中,配电自动化主站结合故障指示器上传的遥信信号,判断该 故障指示器信号是否误报或漏报。在本实施例中,配电主站系统通过拓扑连接关系,结合前 后故障指示器的遥信信号,分析该故指信号是否误报或漏报。
[0041^较佳的,在步骤S26中,配电自动化主站系统支持多线程,且通过多线程对计算方 法进行调用,对多个故障指示器上传的故障指示信号进行同时处理。在本实施例中,配电自 动化主站系统必须支持多线程,且通过多线程对计算方法进行调用,才能支持多个故指的 信号同时处理。
[0042]进一步的,在本实施例中,在步骤S3中,配电主站系统根据预处理后的故指信号触 发故障研判计算,根据故障前的拓扑关系判断出线路上最后一个翻牌的故障指示器,及该 故障指示器供电范围内第一个未翻牌的故障指示器,研判得出故障区间。较佳的,在拓扑模 型正确的基础上,配电主站系统根据预处理后的故障指示器信号和故障前的故障指示器相 互之间的拓扑关系即可研判定位出故障区间。
[0043] 进一步的,在本实施例中,在步骤S4中,还包括如下步骤;
[0044]步骤S41:配电自动化系统对故障馈线的全部配变设备下发召测命令至用电信息 采集系统;
[0045]步骤S42:配电自动化系统根据配变的召测返回的配变召测数据以及配变历史数 据,判断并确定产生故障的配变设备范围;在本实施例中,所述配变召测数据包括:有功功 率、无功功率、电流以及电压等信息;配变历史数据包括:存储的有功功率历史信息、无功功 率历史信息、电流历史信息以及电压历史信息等历史信息
[0046]步骤S43:配电自动化系统根据设备产生故障前的历史拓扑关系,逐个分析产生故 障的配变设备在故障前的供电路径以及关联设备的供电范围;
[0047]步骤S44:通过逐个对配变(包括公变、专变)设备进行假定故障以及分析停电范围 的迭代计算,研判得出引起故障的跳闸设备。
[0048]较佳的,配电自动化主站系统与用电信息采集系统进行交互,向用采系统召测故 障馈线的配变数据,根据设计的逻辑算法研判得出故障跳闸点。具体逻辑分析方法为:配电 主站系统对故障馈线的全部配变下发召测命令至用采系统;配电主站根据配变的召测返回 数据、历史数据等信息判断出刚刚停电的配变范围;对刚刚停电的配变逐个分析其停电前 的供电路径、其关联设备的供电范围等历史拓扑关系;通过对逐个设备假定其故障并分析 其停电范围的迭代计算方式,研判得出引起故障的跳闸设备。在拓扑模型正确及与用采交 互接口正常的基础上,配电主站系统根据配变召测数据、配变历史数据、设备故障前历史拓 扑信息即可研判得出跳闸设备。
[0049] 进一步的,在本实施例中,在步骤S5中,配电自动化主站系统支持多线程,且通过 多线程对计算方法进行调用,对多个故障指示器上传的故障指示信号进行同时处理。较佳 的,配电自动化主站系统必须支持多线程,且通过多线程对计算方法进行调用,才能支持多 点故障的同时处理。由于本方法支持多线程调用,配电自动化主站系统可以同时对多条馈 线的故障指示器动作进行故障研判。
[0050]以上是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作的改变,所产生的功能作 用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1. 一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判方法,其特征在于,包括如下步 骤: 步骤S1:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型,建立配电网一次设备的内存拓扑, 并记录设备产生故障前的历史拓扑关系; ^ 步骤S2:配电自动化主站系统通过无线公网接收故障指示器上传的故障指示信号,并 对所述故障指示信号进行信号预处理,过滤误报信号; 步骤S3:所述配电自动化主站系统根据经信号预处理后的所述故障指示信号触发故障 区间研判计算,根据所述配电网拓扑模型中故障前的拓扑关系,判断并确定线路上最后— 个翻牌的故障指示器,以及该故障指示器供电范围内第一个未翻牌的故障指示器,研判得 出故障区间; 步骤S4:所述配电自动化主站系统通过与用电信息采集系统进行交互,向所述用电信 息采集系统召测故障馈线的配变数据,并根据所述设备产生故障前的历史拓扑关系,得出 故障跳闸点; 步骤S5:所述配电自动化主站系统同时对多条馈线的故障指示器动作进行故障研判; 在所述步骤S1中,所述配电网拓扑模型涵盖配电网系统中所有设备,并正确描述设备 之间的拓扑连接关系;在所述步骤S2中,在所述故障指示信号正常接收的基础上,所述配电 自动化主站系统根据滤抖策略、故障电流策略、负荷电流策略以及对地电场策略,结合遥信 以及遥测过滤误报信号; 在所述步骤S2中,还包括如下步骤; 步骤S21:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型,建立配电网一次设备的内存拓 扑; 步骤S22:当故障指示器上报翻牌信号时,配电自动化主站系统根据预设时间进行延迟 等待,且将在该预设时间2分钟内复归的故障指示器翻牌信号判定为抖动信号,并对该抖动 信号进行过滤; 步骤S23:配电自动化主站系统结合故障指示器上传故障指示信号时的故障电流以及 负荷电流,对误发遥信信号进行过滤; 步骤S24:配电自动化主站系统根据故障指示器上传故障指示信号的对地电场的变化, 判断故障为瞬时故障或永久故障; 步骤S25:配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型中的拓扑关系,并结合故障指示器 上报故障指示信号前后故障指示器发送的信号,判断该故障指示器信号是否误报或漏报; 步骤S26:配电自动化主站系统同时对多个故障指示器上传的故障指示信号进行预处 理以及过滤分析。
2. 根据权利要求1所述的一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判方法,在 所述步骤S4中,还包括如下步骤; 步骤S41:所述配电自动化主站系统对所述故障馈线的全部配变设备下发召测命令至 所述用电信息采集系统; 步骤S42:所述配电自动化主站系统根据配变的召测返回的配变召测数据以及配变历 史数据,判断并确定产生故障的配变设备范围; 步骤S43:所述配电自动化主站系统根据所述配变设备产生故障前的历史拓扑关系,逐 个分析产生故障的配变设备在故障前的供电路径以及关联设备的供电范围; 步骤S44:通过逐个对配变设备进行假定故障以及分析停电范围的迭代计算,研判得出 引起故障的跳闸设备。
3.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器以及公专变的配电网故障研判方法,在 所述步骤S5中,所述配电自动化主站系统支持多线程,且通过多线程对计算方法进行调用, 对多个故障指示器上传的故障指示信号进行同时处理。
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