CN106505532A - 一种基于主站后备的智能分布式fa故障处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，包括下述步骤：(1)定义配电线路的静态拓扑模型与动态拓扑模型作为配电线路拓扑变更自适应的模型基础；(2)通过主站与分布式FA的拓扑模型交互机制完成动态运行拓扑的生成和下发；(3)当配电线路静态拓扑发生变化时，根据配电线路静态拓扑自适应算法实现配电线路的静态拓扑自适应；(4)当配电线路发生故障后，分布式FA进入故障隔离程序，同时根据障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新；(5)当系统进入负荷转供程序后，根据负荷转供引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新。本发明实现了分布式FA与配电主站故障协同处理。

Description

一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化领域，具体而言涉及一种一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法。

背景技术

馈线自动化根据工作机理的不同分为集中式FA与分布式FA，其中集中式FA过分依赖主站全局信息的准确性，对供电可靠性影响较大；而分布式FA通过相邻终端的协调配合对故障定位、隔离及恢复进行动作，这种方式可以实现故障的迅速隔离及自愈。在目前的智能分布式FA应用中，其与配电主站的交互以及协同处理能力依然存在很大的不足，主要如下：

(1)智能分布式FA的一次设备自组网能力差：由于其动作的准确性与配电线路拓扑结构息息相关，当配电线路拓扑结构发生改变时，尚无对安装于配电自动化终端内的线路拓扑模型进行自动更新的手段和方法，即配电自动化终端无法在配电线路拓扑结构发生变化时实现自组网功能；

(2)智能分布式FA与配电自动化主站交互能力差，目前智能分布式FA的应用过程中，智能分布式FA与配电自动化主站之间的信息交互及相互配合问题未妥善解决，智能分布式FA与配电自动化主站集中式FA各自独立运行，缺乏统一协调能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，定义配电线路的静态拓扑与动态拓扑，并给出了主站系统与分布式FA的交互机制，实现分布式FA与配电主站故障协同处理。

为达上述目的，本发明提出一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，包括下列步骤：

(1)定义配电线路的静态拓扑模型与动态拓扑模型作为配电线路拓扑变更自适应的模型基础；

(2)通过主站与分布式FA的拓扑模型交互机制完成动态运行拓扑的生成和下发；

(3)当配电线路静态拓扑发生变化时，根据配电线路静态拓扑自适应算法实现配电线路的静态拓扑自适应；

(4)当配电线路发生故障后，分布式FA进入故障隔离程序，同时根据故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新；

(5)当系统进入负荷转供程序后，根据负荷转供引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新。

进一步，所述步骤(1)中配电线路静态拓扑模型储存在主站系统内，模型包含线路具有直接电气连接的相邻节点的对象描述；配电线路动态拓扑模型在静态拓扑模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径以及所对应联络开关的变化等信息。

进一步，所述步骤(2)中主站与分布式FA的拓扑模型交互机制具体如下：配电终端接入系统后，首先从配电规划部门获取的终端所在配电线路一次接线图通过主站系统馈线配置工具生成配电线路静态拓扑，根据动态拓扑的定义，主站接收终端上传的实时信息，共同生成配电线路的动态拓扑。接着，动态拓扑经过模型映射器分解转换成配电终端能够识别的运行拓扑，最后将运行拓扑发送给相应的配电自动化终端；终端拓扑运行模型的交互机制，智能配电终端自身储存的运行拓扑反映了所监测一次设备的连接关系，可以通过连接关系识别相连设备及相邻终端，通过IP地址与相邻终端建立通信连接，可以完成拓扑运行模型的交互。

进一步，所述步骤(3)中配电线路静态拓扑自适应算法具体如下：当配电线路静态拓扑发生变化，即一次设备的连接关系发生了变化，与主站系统相连的GIS系统通过自身的拓扑分析功能对主站储存的静态拓扑进行修正，完成动态拓扑的更新，主站系统将修正后的动态拓扑与配电自动化终端进行交互，实现配电线路的静态拓扑自适应。

进一步，所述步骤(4)中故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法具体如下：

当配电线路发生故障后，分布式FA进入故障隔离程序，配电自动化终端通过协调配合确定故障发生点，继而命令故障点两边相邻的开关断开，将故障有效隔离。如果开关拒动或者分布式FA出现定位错误，故障电流依旧存在，当10s后依旧检测到故障电流的存在，则主站系统启动故障隔离程序，充分发挥主站系统全局信息的准确性，将故障隔离在尽可能小的区间内。故障隔离完成后，主站系统将该区域拓扑进行更新并将拓扑运行模型进行下发。

进一步，所述步骤(5)中负荷转供引起配电线路拓扑变更的自适应算法具体如下：

当进入负荷转供程序后，相应的终端根据储存的拓扑运行模型进行电源点追踪着色，并在主站系统监测界面将该负荷开关原供电路径点亮。接着，终端自动搜索与该负荷开关相近的所有分段联络开关，并与主站系统进行交互，将可以进行负荷转供的所有配电线路以不同的颜色显示出来。最后，根据着色线路自动进行电源负荷容量计算，若电源负荷容量不够，进入下条线路计算；若电源负荷容量足够，则将相应的分段联络开关的状态由“分”转变为“合”，并结束拓扑着色，主站侧将更新后的动态拓扑进行下发。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过主站系统与配电自动化终端之间、终端与终端之间的拓扑模型交互机制，实现无论在配电线路连接关系发生变化，还是负荷转供、故障隔离、非故障区恢复供电引起线路拓扑发生变化的情况下，都能够快速地进行运行拓扑的更新。

附图说明

图1是本发明实施例的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法；

图2是图1中步骤S102的主站与分布式FA的拓扑模型交互机制的示意图；

图3是图1中步骤S103中配电线路静态拓扑自适应算法的流程图；

图4是图1中步骤S104中故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法的流程图；

图5是图1中步骤S105中负荷转供引起配电线路拓扑变更的自适应算法的流程图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

图1是本发明实施例的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法。下面对本实施例的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法展开的说明如下：

(1)为了提出对安装于配电自动化终端内的线路拓扑模型进行自动更新的手段和方法，定义了配电线路拓扑在主站系统与终端设备内的模型表达形式。主站系统已经形成基于CIM(公共信息模型)的统一建模方法，配电线路拓扑基于CIM的建模方法即运用端点和连接点来表征配网一次设备的连接关系。而对于配电终端内的线路拓扑模型建模，本发明采用基于IEC61850标准的建模方法，将该标准运用于变电站内IED(智能电子设备)拓扑模型的建模方式引入到配电终端中，配电终端储存有基于XML语法的SCL文件来表征所监视一次设备对的连接关系。其中，配电线路静态拓扑模型储存在主站系统内，模型包含线路具有直接电气连接的相邻节点的对象描述；配电线路动态拓扑模型在静态拓扑模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径以及所对应联络开关的变化等信息，它不仅储存在主站系统内，而且每个配电终端储存与自身相关的线路动态拓扑模型，也叫线路拓扑运行模型。

(2)如图2所示，配电终端接入系统后，首先从配电规划部门获取的终端所在配电线路一次接线图通过主站系统馈线配置工具生成配电线路静态拓扑，根据动态拓扑的定义，主站接收终端上传的实时信息(开关状态、供电电源等)，共同生成配电线路的动态拓扑。接着，动态拓扑经过模型映射器分解转换成配电终端能够识别的运行拓扑，最后将运行拓扑发送给相应的配电自动化终端。终端拓扑运行模型的交互机制，智能配电终端自身储存的运行拓扑反映了所监测一次设备的连接关系，可以通过连接关系识别相连设备及相邻终端，通过IP地址与相邻终端建立通信连接，可以完成拓扑运行模型的交互,。

(3)当配电线路静态拓扑发生变化，即一次设备的连接关系发生了变化，此时与主站系统相连的GIS系统通过自身的拓扑分析功能对主站储存的静态拓扑进行修正，进而完成动态拓扑的更新，主站系统将修正后的动态拓扑与配电自动化终端进行交互，从而实现配电线路的静态拓扑自适应，具体参考图3。

(4)当配电线路发生故障后，分布式FA进入故障隔离程序，配电自动化终端通过协调配合确定故障发生点，继而命令故障点两边相邻的开关断开，将故障有效隔离。如果开关拒动或者分布式FA出现定位错误，故障电流依旧存在，当10s后依旧检测到故障电流的存在，则主站系统启动故障隔离程序，充分发挥主站系统全局信息的准确性，将故障隔离在尽可能小的区间内。故障隔离完成后，主站系统将该区域拓扑进行更新并将拓扑运行模型进行下发，具体参考图4。

(5)当进入负荷转供程序后，相应的终端根据储存的拓扑运行模型进行电源点追踪着色，并在主站系统监测界面将该负荷开关原供电路径点亮。接着，终端自动搜索与该负荷开关相近的所有分段联络开关，并与主站系统进行交互，将可以进行负荷转供的所有配电线路以不同的颜色显示出来。最后，根据着色线路自动进行电源负荷容量计算，若电源负荷容量不够，进入下条线路计算；若电源负荷容量足够，则将相应的分段联络开关的状态由“分”转变为“合”，并结束拓扑着色，主站侧将更新后的动态拓扑进行下发，具体参考图5。

综上所述，本发明提出一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，通过主站系统与配电自动化终端之间、终端与终端之间的拓扑模型交互机制，实现无论在配电线路连接关系发生变化，还是负荷转供、故障隔离、非故障区恢复供电引起线路拓扑发生变化的情况下，都能够快速地进行故障处理以及运行拓扑的更新，实现分布式FA与配电主站故障协同处理。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)定义配电线路的静态拓扑模型与动态拓扑模型作为配电线路拓扑变更自适应的模型基础；

(2)通过主站与分布式FA的拓扑模型交互机制完成动态运行拓扑的生成和下发；

(3)当配电线路静态拓扑发生变化时，根据配电线路静态拓扑自适应算法实现配电线路的静态拓扑自适应；

(4)当配电线路发生故障后，分布式FA进入故障隔离程序，同时根据障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新；

(5)当系统进入负荷转供程序后，根据负荷转供引起配电线路拓扑变更的自适应算法完成配电线路拓扑的更新。

2.根据权利要求1所述的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中配电线路静态拓扑模型储存在主站系统内，模型包含线路具有直接电气连接的相邻节点的对象描述；配电线路动态拓扑模型在静态拓扑模型的基础上增加了节点供电电源点、供电路径以及所对应联络开关的变化等信息。

3.根据权利要求1所述的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中主站与分布式FA的拓扑模型交互机制具体如下：配电终端接入系统后，首先从配电规划部门获取的终端所在配电线路一次接线图通过主站系统馈线配置工具生成配电线路静态拓扑，根据动态拓扑的定义，主站接收终端上传的实时信息，共同生成配电线路的动态拓扑。接着，动态拓扑经过模型映射器分解转换成配电终端能够识别的运行拓扑，最后将运行拓扑发送给相应的配电自动化终端；终端拓扑运行模型的交互机制，智能配电终端自身储存的运行拓扑反映了所监测一次设备的连接关系，可以通过连接关系识别相连设备及相邻终端，通过IP地址与相邻终端建立通信连接，可以完成拓扑运行模型的交互。

4.根据权利要求1所述的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中配电线路静态拓扑自适应算法具体如下：

当配电线路静态拓扑发生变化，即一次设备的连接关系发生了变化，与主站系统相连的GIS系统通过自身的拓扑分析功能对主站储存的静态拓扑进行修正，完成动态拓扑的更新，主站系统将修正后的动态拓扑与配电自动化终端进行交互，实现配电线路的静态拓扑自适应。

5.根据权利要求1所述的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中故障隔离引起配电线路拓扑变更的自适应算法具体如下：

当配电线路发生故障后，分布式FA进入故障隔离程序，配电自动化终端通过协调配合确定故障发生点，继而命令故障点两边相邻的开关断开，将故障有效隔离。如果开关拒动或者分布式FA出现定位错误，故障电流依旧存在，当10s后依旧检测到故障电流的存在，则主站系统启动故障隔离程序，充分发挥主站系统全局信息的准确性，将故障隔离在尽可能小的区间内。故障隔离完成后，主站系统将该区域拓扑进行更新并将拓扑运行模型进行下发。

6.根据权利要求1所述的基于主站后备的智能分布式FA故障处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中负荷转供引起配电线路拓扑变更的自适应算法具体如下：

当进入负荷转供程序后，相应的终端根据储存的拓扑运行模型进行电源点追踪着色，并在主站系统监测界面将该负荷开关原供电路径点亮。接着，终端自动搜索与该负荷开关相近的所有分段联络开关，并与主站系统进行交互，将可以进行负荷转供的所有配电线路以不同的颜色显示出来。最后，根据着色线路自动进行电源负荷容量计算，若电源负荷容量不够，进入下条线路计算；若电源负荷容量足够，则将相应的分段联络开关的状态由“分”转变为“合”，并结束拓扑着色，主站侧将更新后的动态拓扑进行下发。