CN106787216A - 一种用于多电源环网结构中的智能分布式fa系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，包括多个馈线终端、客户端、抢修车，每个馈线终端包括定位单元、隔离单元、供电恢复单元，所述定位单元用于确定故障位置、故障类型，所述故障位置包括线路位置、母线位置、支线位置；所述故障类型包括瞬时故障、永久故障；所述供电恢复单元包括负荷预判单元，所述抢修车可以接收所述永久故障的位置信息。该系统可实现故障的远方处理、自动操作，大大减少了工作量，降低了劳动维护强度。负荷预判单元会根据合联络开关是否会造成转供电源过负荷运行而确定联络开关的闭合。相邻的馈线终端在接收到相应开关拒动的信息后，就会启动本地相应的开关跳开以隔离故障。

Description

一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统

技术领域

本发明涉及配电自动化领域，具体地涉及一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统。

背景技术

电力系统包含发电、输电、配电和用电四个环节。其中，配电网作为电力生产和供应的最后一个环节直接面向用户，广大居民用户感受到的供电质量、供电可靠性等均有配电网体现出来，故其地位非常重要。

配网自动化系统作为提高配网生产运行管理水平和提升供电可靠性的重要技术手段，是近些年发展起来的新型技术，利用现代计算机技术将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成，构成完整的自动化系统；实现了配电网运行监控及管理的自动化、信息化。

馈线自动化(FA)是配电自动化系统的核心功能之一，其主要有两类实现模式：集中式和分布式。不同模式的馈电自动化系统设备在具体实现原理、配置、功能特性上各不相同。分布式馈线自动化不需要主站与子站参与，根据自身以及相邻故障信息完成故障处理，分布式馈线自动化按故障处理是否需要通信分为无信道分布式馈线自动化和有信道分布式馈线自动化，其中，无信道分布式馈线自动化仅利用自身配电终端检测的故障信息进行故障判断；有信道分布式馈线自动化在进行故障处理时利用配电终端之间的相互通信、时序配合完成故障处理，又称为智能分布式馈线自动化(智能分布式FA)。由于智能分布式FA无需开关多次动作且故障处理时间较短，因此，在有道信网络的配网区域内大都选择该分布式馈线自动化方式。

现有技术的一个分布式馈线自动化环路，一般采用同一厂家的设备，不具备单独馈线自动化设备的互操作性、替换性，给分布式馈线自动化设备的后期运维带来不便，并制约了分布式馈线自动化技术的大规模推广。另一方面，智能分布式FA中，当配电网馈线终端检测到故障后与相邻馈线终端进行故障信息交互，同时进入FA等待周期，等待配电终端收集故障信息，根据收集到的故障信息以及自身故障信息进行分析从而确定故障点，当网络出现短暂性异常时会出现故障信息发送延时情况，会出现故障信息有可能丢失，或者在FA判断完成后收到的情形，上述情形会导致故障点判断错误。此外，随着城市配电网线路的愈趋复杂，新能源接入配电网的需求日益普遍，导致配单网拓扑结构越来越复杂，使得控制操作及事故处理的难度也相应的越来越大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，包括多个馈线终端、客户端、抢修车，每个馈线终端包括定位单元、隔离单元、供电恢复单元，所述定位单元用于确定故障位置、故障类型，所述故障类型包括瞬时故障、永久故障；所述隔离单元与所述定位单元相连；所述供电恢复单元可以接收所述隔离单元发送的恢复信息，所述供电恢复单元包括负荷预判单元，所述供电恢复单元还可以根据所述负荷预判单元的命令执行非故障区域供电；

每个所述馈线终端均链接并监控一个或者多个开关，相邻的所述馈线终端可以进行信息交换；

所述客户端可以接收所述瞬时故障、永久故障的位置信息；所述抢修车可以接收所述永久故障的位置信息。

进一步地，所述定位单元包括接收单元一、判定单元、转发单元一，所述接收单元一用于接收相邻的所述馈线终端的信息；所述判定单元用于对本地开关信息及相邻的所述馈线终端的信息进行故障判定，并将故障判定信息发送给所述转发单元一；所述转发单元一用于将所述故障判定信息转发给相应的馈线终端。

进一步地，所述定位单元包括接收单元二，所述隔离单元包括接收单元三、应答单元；所述接收单元三用于接收所述故障判定信息，并通过所述应答单元向所述定位单元发送已收到所述故障判定信息的应答信息，所述接收单元二用于接收所述应答信息。

进一步地，所述隔离单元还包括转发单元二、启动单元，所述转发单元二用于向相邻的馈线终端发送相应开关拒动的信息，相邻的馈线终端可以通过所述启动单元控制相应开关跳开以隔离故障。

进一步地，所述负荷预判单元包括：

接收单元四，所述接收单元四用于接收所述隔离单元发送的恢复信息；

分析单元，所述分析单元与所述接收单元四相连，所述分析单元用于分析合联络开关之后本转供电源的预判负荷情况，并作出预判过负荷、预判未过负荷；

转发单元三，所述转发单元三用于将所述预判过负荷或预判未过负荷的信息转发给其他联络开关的馈线终端；

接收单元五，所述接收单元五用于接收所述转发单元三转发的预判过负荷或预判未过负荷的信息；

处理单元，所述处理单元用于将接收的其他转供电源的预判过负荷或预判未过负荷的信息与本转供电源的预判负荷情况进行比较分析，并确定转供电源；

执行单元，所述执行单元用于执行所述处理单元确定的转供电源的供电。

本发明提供的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，可实现故障的远方处理、自动操作，大大减少了工作量，降低了劳动维护强度。该系统可以在不改变相邻馈线终端配置的情况下，进行不同厂家的设备替换；还可以适应各种网络通信情况，在网络通信较差时可保证不丢失故障信息内容，不会引起馈线终端误判而导致配电终端误动作。另一方面，负荷预判单元会根据合联络开关操作是否会造成转供电源过负荷运行，若过负荷则不执行合联络开关操作，并作出预判过负信号，依次在多个可合联络开关的情况下，自动选择负载率最小的转供电源进行转供操作；相邻的馈线终端在接收到相应开关拒动的信息后，通过启动单元启动本地相应的开关跳开以隔离故障。此外，抢修车在接收到永久故障的位置信息后，可以及时准确的到达故障点进行抢修。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统进行开关故障定位、隔离的结构示意图；

图2是本发明提供的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统进行开关供电恢复的结构示意图；

图3是本发明提供的馈线终端的结构示意图；

图4是本发明提供的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至4所示，本发明提供了一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，包括多个馈线终端、客户端、抢修车，每个馈线终端包括定位单元、隔离单元、供电恢复单元，所述定位单元用于确定故障位置、故障类型，所述故障类型包括瞬时故障、永久故障；所述隔离单元与所述定位单元相连；所述供电恢复单元可以接收所述隔离单元发送的恢复信息，所述供电恢复单元包括负荷预判单元，所述供电恢复单元还可以根据所述负荷预判单元的命令执行非故障区域供电；

上述的定位单元包括接收单元一、判定单元、转发单元一，所述接收单元一用于接收相邻的所述馈线终端的信息；所述判定单元用于对本地开关信息及相邻的所述馈线终端的信息进行故障判定，并将故障判定信息发送给所述转发单元一；所述转发单元一用于将所述故障判定信息转发给相应的馈线终端；

上述的定位单元还包括接收单元二，所述隔离单元包括接收单元三、应答单元；所述接收单元三用于接收所述故障判定信息，并通过所述应答单元向所述定位单元发送已收到所述故障判定信息的应答信息，所述接收单元二用于接收所述应答信息；

上述的隔离单元还包括转发单元二、启动单元，所述转发单元二用于向相邻的馈线终端发送相应开关拒动的信息，相邻的馈线终端可以通过所述启动单元控制相应开关跳开以隔离故障；

上述的负荷预判单元包括：接收单元四、分析单元、转发单元三、接收单元五、处理单元、执行单元，所述接收单元四用于接收所述隔离单元发送的恢复信息；所述分析单元与所述接收单元四相连，所述分析单元用于分析合联络开关之后本转供电源的预判负荷情况，并作出预判过负荷、预判未过负荷；所述转发单元三用于将所述预判过负荷或预判未过负荷的信息转发给其他联络开关的馈线终端；所述接收单元五用于接收所述转发单元三转发的预判过负荷或预判未过负荷的信息；所述处理单元用于将接收的其他转供电源的预判过负荷或预判未过负荷的信息与本转供电源的预判负荷情况进行比较分析，并确定转供电源；所述执行单元用于执行所述处理单元确定的转供电源的闭合；

每个所述馈线终端均链接并监控一个或者多个开关，相邻的所述馈线终端可以进行信息交换；

所述客户端可以接收所述瞬时故障、永久故障的位置信息；所述抢修车可以接收所述永久故障的位置信息。

在智能分布式FA系统中，馈线终端FTU控制被监控的开关，完成故障定位、隔离与供电恢复操作。对于FTU监控的馈线终端开关，其故障位置包括开关位置、线路位置、母线位置、支线位置，所有故障位置信息由FTU监控获得。当故障开关与相邻开关被不同FTU监控时，其相邻的开关的过流信息通过对等通信网络由远方获得。

如图1所示，FTU1监控电源甲出线断路器开关1，FTU2监控终端开关21和22，FTU3监控终端开关31、32，FTU4监控终端开关4，FTU5监控终端开关5，FTU6监控联络开关6，FTU7监控终端开关7，FTU8监控电源乙出线断路器开关8，FTU9监控联络开关9，FTU10监控终端开关10，FTU11监控终端开关11，FTU12监控终端开关12，FTU13监控电源丙出线断路器开关13，FTU14监控联络开关14，FTU15监控终端开关15，FTU16监控终端开关16，FTU17监控电源丁出线断路器开关17。

当FTU1中的判定单元判定本地开关1有故障并将1有故障的信息通过转发单元一转发给FTU2中的接收单元一；所述FTU2中的判定单元判定本地开关21、22均有故障并将1、21、22均有故障的信息通过转发单元一转发给FTU3中的接收单元一；FTU3中的判定单元判定本地开关31、32均有故障并将1、21、22、31、32均有故障的信息通过转发单元一转发给FTU4中的的接收单元一；FTU4中的判定单元判定本地开关4没有故障，FTU5中的判定单元判定本地开关5没有故障。相邻FTU间通过信息交换，因此判定故障发生在32与4之间的F1处，即出现了F1线路故障，并发送故障判定信息给FTU3中的接收单元三，并通过应答单元向定位单元发送已收到故障判定信息的应答信息，接收单元二接收到应答信息之后停止发送故障判定信息，否则判定单元就会周期性地给接收单元三发送故障判定信息，直到接收单元二收到应当信息为止。

按照上述方法，FTU3通过FTU2将故障判定的信息发送给FTU1，FTU1就会控制断路器开关1跳开，并启动FA系统，FTU3控制32跳闸，FTU4控制4跳闸，实现了故障隔离。故障隔离成功后，FTU1控制1合闸。此时，联络开关6、9、14均处于跳闸状态，FTU6中的接收单元四接收到隔离单元发送的恢复信息，接着，分析单元就会分析本转供电源乙的预判负荷情况，合上联络开关6之后是否会造成转供电源乙超负荷运行，作出预判过负荷、预判未过负荷，并通过转发单元三将作出预判过负荷、预判未过负荷的信息转发给FTU9、FTU14中的接收单元五，FTU9、FTU14中的处理单元就会将接收的其他转供电源的预判过负荷或预判未过负荷的信息与本转供电源的预判负荷情况进行比较分析，并确定转供电源。同理，FTU9通过其转发单元三将作出预判过负荷、预判未过负荷的信息转发给FTU6、FTU14中的接收单元五；FTU14通过其转发单元三将作出预判过负荷、预判未过负荷的信息转发给FTU6、FTU9中的接收单元五。FTU6、FTU9、FTU14在获得了其他转供电源的预判负荷情况后，就会通过其处理单元比较分析，确定转供电源。比较分析的原则为：若三个联络开关均预判过负荷，则恢复过程结束；若其中两个联络开关均预判过负荷，另一个联络开关预判未过负荷，则由未过负荷的联络开关执行合闸操作；若一个联络开关预判过负荷，另外两个均预判未过负荷，则由负荷优选逻辑旋转负载率最小的电源点进行转供操作。图2中自动选择了负载率较小的电源乙进行负荷转供，FTU6控制联络开关6合闸，非故障区域FTU5恢复供电。

瞬时故障和永久故障的判定：F1控制1合闸之后，如果合闸之后无故障电流，则重合成功，原有故障为瞬时故障；如果合闸之后仍有故障电流，则重合失败，1将会再次跳开，故障为永久性故障，后续启动FA系统。

对于F1处的线路故障，FTU4在发出跳闸命令后，4在规定时间内没有跳闸，则认为该开关发生拒动，此时，FTU4中的转发单元二就会向下游相邻的馈线终端FTU5发送开关4拒动的信息，FTU5中的启动单元就会控制开关5跳闸以隔离故障。

抢修车可以接收永久性故障的位置信息，以便及时准确地到达现场进行修护。

当故障点在F2处，即母线故障，具体故障处理流程如下：

电源甲中的1，FTU2中的21、22，FTU3中31均检测到故障，FTU3中32及后面的FTU4、FTU5均没有检测到故障，相邻FTU间通过信息交换，可以判断故障发生在31与32之间。由于31和32均为负荷开关，不能带负荷跳闸，因此，由电源甲出线断路器开关1跳闸，并启动FA系统，31、32再跳闸以隔离故障。故障隔离成功后，电源甲出线断路器开关1合闸，非故障区域FTU2恢复供电，联络开关6合闸，非故障区域FTU4、FTU5恢复供电。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，其特征在于，包括多个馈线终端、客户端、抢修车，每个馈线终端包括定位单元、隔离单元、供电恢复单元，所述定位单元用于确定故障位置、故障类型；所述故障类型包括瞬时故障、永久故障，所述隔离单元与所述定位单元相连；所述供电恢复单元可以接收所述隔离单元发送的恢复信息，所述供电恢复单元包括负荷预判单元，所述供电恢复单元还可以根据所述负荷预判单元的命令执行非故障区域供电；

每个所述馈线终端均链接并监控一个或者多个开关，相邻的所述馈线终端可以进行信息交换；

所述客户端可以接收所述瞬时故障、永久故障的位置信息；所述抢修车可以接收所述永久故障的位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，其特征在于，所述定位单元包括接收单元一、判定单元、转发单元一，所述接收单元一用于接收相邻的所述馈线终端的信息；所述判定单元用于对本地开关信息及相邻的所述馈线终端的信息进行故障判定，并将故障判定信息发送给所述转发单元一；所述转发单元一用于将所述故障判定信息转发给相应的馈线终端。

3.根据权利要求2所述的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，其特征在于，所述定位单元还包括接收单元二，所述隔离单元包括接收单元三、应答单元；所述接收单元三用于接收所述故障判定信息，并通过所述应答单元向所述定位单元发送已收到所述故障判定信息的应答信息，所述接收单元二用于接收所述应答信息。

4.根据权利要求3所述的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，其特征在于，所述隔离单元还包括转发单元二、启动单元，所述转发单元二用于向相邻的馈线终端发送相应开关拒动的信息，相邻的馈线终端可以通过所述启动单元控制相应开关跳开以隔离故障。

5.根据权利要求1所述的一种用于多电源环网结构中的智能分布式FA系统，其特征在于，所述负荷预判单元包括：

接收单元四，所述接收单元四用于接收所述隔离单元发送的恢复信息；

分析单元，所述分析单元与所述接收单元四相连，所述分析单元用于分析合联络开关之后本转供电源的预判负荷情况，并作出预判过负荷、预判未过负荷；

转发单元三，所述转发单元三用于将所述预判过负荷或预判未过负荷的信息转发给其他联络开关的馈线终端；

接收单元五，所述接收单元五用于接收所述转发单元三转发的预判过负荷或预判未过负荷的信息；

处理单元，所述处理单元用于将接收的其他转供电源的预判过负荷或预判未过负荷的信息与本转供电源的预判负荷情况进行比较分析，并确定转供电源；

执行单元，所述执行单元用于执行所述处理单元确定的转供电源的供电。