CN110492477A - 一种环网控制器及控制方法 - Google Patents

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CN110492477A CN201910712762.7A CN201910712762A CN110492477A CN 110492477 A CN110492477 A CN 110492477A CN 201910712762 A CN201910712762 A CN 201910712762A CN 110492477 A CN110492477 A CN 110492477A
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戴朝波
张永征
邓占锋
尉志勇
李卫国
陈国富
刘宗烨
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks

Abstract

一种环网控制器及控制方法，所述环网控制器安装在所述环网电路两侧母线出线处，包括：避雷器、开关设备和控制设备；避雷器与开关设备并联；控制设备与开关设备连接，用于采集环网电路数据，并根据环网电路数据控制开关设备分闸或合闸；避雷器用于进行过电压保护；开关设备用于构造断点和消除断点，承担相应的电压差。通过在环网电路两侧母线出线处安装本方案的环网控制器，可以在线路的倒闸操作时，先合环后解环，开关设备通过在合环时构造断点且在解环时消除断点，有效地消除了环网电路的合环冲击，解决了因线路检修时等原因在转移线路负荷过程中的停电问题，提高了重要负荷的供电可靠性。

Description

一种环网控制器及控制方法
技术领域
本发明涉及配电网带电合环领域，具体涉及一种环网控制器及控制方法。
背景技术
电网用户对于供电可靠性的要求越来越高，尤其一些工业用户对于停电十分敏感，短时停电都有可能造成很大的经济损失，然而配网停电检修频率较高，配网的电压等级不限于10kV，至少包括6kV、10kV、20kV或35kV。中低压配网一般采用闭环设计、开环运行的供电方式，即一个环网解环运行，两侧电源各为一部分负荷供电。目前，在倒负荷和线路检修时，并解操作的步骤一般为先在目标解环位置分闸，后在原解环位置合闸，即“先分后合”，此过程会造成部分负荷停电。若采用先在原解环位置合闸(即先进行合环操作)，然后在目标解环位置分闸这种“先合后分”的不停电方法，则可减少停电次数，提高供电可靠性。
然而，若直接进行不停电并解操作会有较大风险。其原因为，如果在开环运行的配网中直接进行合环操作，存在如下问题：由于合环点两端在合环前存在电压差，合环时通常会产生很大的冲击电流，合环后存在电磁环网的环流；该合环冲击也可能引起配网中继电保护的误动作，造成故障；且现场的合环操作都是在运行人员的经验指导下进行判断，合环操作的结果存在非常高的随机性，可能对相关设备和操作人员的安全造成隐患。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的在对配网合环时出现合环冲击的问题，本发明提供了一种环网控制器及控制方法。
本发明提供的技术方案是：
一种环网控制器，所述环网控制器串接在所述环网电路的母线出线处，包括：
避雷器、开关设备和控制设备；
所述避雷器与所述开关设备并联；
所述控制设备与所述开关设备连接，用于采集环网电路数据，并根据所述环网电路数据控制所述开关设备分闸或合闸；
所述避雷器用于进行过电压保护；
所述开关设备用于构造断点和消除断点，承担相应的电压差。
优选的，所述开关设备可为机械开关、电力电子器件中的一种或者多种。
优选的，所述开关设备，包括：
机械开关和电力电子器件；
所述机械开关、电力电子器件串联或并联后与避雷器并联；
所述机械开关和电力电子器件还与所述控制设备连接。
优选的，所述电力电子器件应能耐受所述环网电路的短路冲击电流。
优选的，所述机械开关能应耐受所述环网电路的短路冲击电流，且所述机械开关的端间耐受电压等级可以不等于所述机械开关对地绝缘电压等级；
所述机械开关可三相分开动作或三相联动。
优选的，避雷器可为金属氧化物避雷器、阀型避雷器、金属氧化物避雷器串联阻感性元件或阀型避雷器串联阻感性元件；
所述避雷器的持续运行电压应大于稳态运行时环网控制器安装处出现的最大断口电压。
优选的，所述控制设备，包括：
相互连接的测量模块和控制模块；
所述控制模块与所述机械开关和电力电子器件连接；
所述测量模块，用于采集流过环网控制器的电流数据和采集近负荷侧或者近母线侧的电压数据，并根据所述电流和电压数据制定分闸指令或合闸指令；
所述控制模块用于：根据所述分闸指令或合闸指令控制所述机械开关切断或闭合；
所述近负荷侧的电压数据，包括：环网控制器两端的电压瞬时差、近负荷侧的电压瞬时值；
所述近母线侧的电压数据，包括：近母线侧的电压瞬时值和环网控制器两端的电压瞬时差或近母线侧的电压瞬时值和近负荷侧的电压瞬时值。
优选的，所述测量模块可为常规互感器、传感器。
优选的，所述测量模块中电压瞬时差测量可以用击穿二极管BOD来实现，用于反应所述环网控制器两端的电压瞬时差；
所述击穿二极管BOD并联在所述环网控制器两端；
所述击穿二极管BOD的击穿电压与设定的电压差瞬时阈值相等。
优选的，所述控制设备可为电压取能供能的设备。
优选的，所述避雷器、电力电子器件、机械开关、测量模块和控制模块固定安装在所述环网电路的母线出线处。
优选的，所述避雷器、电力电子器件和机械开关固定安装在所述环网电路的母线出线处；
在所述环网电路进行合环或解环时，所述测量模块和控制模块作为移动部分与所述避雷器、电力电子器件和机械开关进行连接。
优选的，当所述环网电路的母线出线处有开关设备时，所述避雷器、电力电子器件、机械开关、测量模块和控制模块可作为移动部分安装在所述环网电路的母线出线处。
优选的，所述环网电路的两侧母线出线处到各自对应的第一个负荷之间，各安装一台环网控制器。
优选的，所述环网控制器可安装在母线出线处变电站内、母线出线到第一个环网柜之间的线路上、母线出线后第一个箱式变压器内低压一侧或母线出线后第一个环网柜内部或旁边。
优选的，当所述环网电路为单环网时，所述环网控制器安装在单环网的两条母线出线处，单环网接线的线路中共安装两台环网控制器；
当所述环网电路为双环网时，所述环网控制器安装在双环网的四条母线出线处，双环网接线的线路中共安装四台环网控制器；
当所述环网电路为N供一备接线配网时，所述环网控制器安装在N供一备接线配网的所有母线出线处，N供一备接线的线路中共需安装N+1台环网控制器；
当所述环网电路为N-1接线配网时，所述环网控制器安装在N-1接线配网的所有母线出线处，N-1接线的线路中共需安装N台环网控制器。
一种环网控制器的控制方法，包括：
当所述环网电路合环时，安装在所述环网电路母线出线处的环网控制器中的控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述环网控制器中的开关设备分闸构造断点，消除所述环网电路中的合环冲击；
所述环网电路解环时，所述控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述开关设备合闸消除断点，旁路所述避雷器，恢复环网电路电压。
优选的，当所述环网电路合环时，安装在所述环网电路母线出线处的环网控制器中的控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述环网控制器中的开关设备分闸构造断点，消除所述环网电路中的合环冲击，包括：
所述控制装置中的测量模块实时采集流过环网控制器的电流数据和采集近负荷侧或者近母线侧的电压数据；
所述环网电路合环时，所述测量模块根据所述流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据，制定分闸指令；
所述控制模块根据所述分闸指令，控制所述开关设备分闸，消除所述环网电路中的合环冲击。
优选的，所述环网电路合环时，所述测量模块根据所述流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据，制定分闸指令，包括：
所述测量模块根据所述流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据计算得到电压有效值和有功功率；
所述测量模块根据所述有功功率判断当前环网控制器是否出现有功功率倒送，若出现有功功率倒送且所述近负荷侧或者近母线侧的电压有效值大于设定阈值，则制定分闸信号；否则不制定；
从出现有功功率倒送至所述开关设备分闸完成，所用时间应确保线路中动作最快的线路过流保护不动作。
优选的，所述有功功率倒送的判断，包括：
通过测量模块采集流过环网控制器的电流瞬时值和近负荷侧或者近母线侧的电压瞬时值；
可以通过计算所述电压、电流基波分量的夹角，并根据夹角大小确定有功功率的方向；
若所述有功功率注入母线侧，则有功功率倒送；若所述有功功率注入负荷侧，则有功功率非倒送。
优选的，所述控制模块根据所述分闸指令，控制所述开关设备分闸，包括：
所述控制模块根据所述分闸指令，控制开关设备中的机械开关分闸，在第一设定延时后导通开关设备中的电力电子器件，在第二设定延时后截止所述电力电子器件；
达到所述第一设定延时时，所述机械开关还未开始分闸；
达到所述第二设定延时时，所述机械开关已经分闸且弧熄。
优选的，所述控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述开关设备合闸消除断点，旁路所述避雷器，恢复环网电路电压，包括：
通过控制设备中的测量模块采集所述环网控制器两端的电压瞬时差；
若所述环网控制器两端的电压瞬时差大于设定阈值，则制定合闸指令；
所述控制模块根据所述合闸指令，控制所述开关设备合闸，快速恢复环网电路电压；
从所述环网控制器两端的电压瞬时差大于阈值时刻至所述开关设备合闸完成，所用时间在10ms以内。
优选的，所述控制模块根据所述合闸指令，控制所述开关设备合闸，包括：
所述控制模块根据所述合闸指令，控制电力电子器件触发和机械开关合闸，在第三设定延时后截止所述电力电子器件；
达到所述第三设定延时时，所述机械开关完成合闸并承载负荷电流。
优选的，所述控制模块根据所述合闸指令，控制所述开关设备合闸，还包括：
所述控制模块控制所述开关设备中的机械开关合闸。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的技术方案中的环网控制器串接在所述环网电路的母线出线处，包括：避雷器、开关设备和控制设备；所述避雷器与所述开关设备并联；所述控制设备与所述开关设备连接，用于采集环网电路数据，并根据所述环网电路数据控制所述开关设备分闸或合闸；所述避雷器用于进行过电压保护；所述开关设备用于构造断点和消除断点，承担相应的电压差。通过在环网电路两侧母线出线处安装本方案的环网控制器，可以实现在对环网检修时，先合环后解环，开关设备通过在合环时构造断点且在解环时消除断点，有效地消除了环网电路的合环冲击，解决了因线路检修时等原因在转移线路负荷过程中的停电问题，提高了重要负荷的供电可靠性。
本方案中环网控制器结构简单，仅包括避雷器、开关设备和控制设备，且对配网改动小，具有成本小、操作原理简单等优点。
附图说明
图1为本发明的一种环网控制器结构效果图；
图2为本发明的一种环网控制器在单环网接线中的安装示意图；
图3为本发明的一种环网控制器在双环网接线中的安装示意图；
图4为本发明的一种环网控制器在N供一备接线中的安装示意图；
图5为本发明的一种环网控制器在N-1接线中的安装示意图；
图6为本发明的一种环网控制器的第一实施图；
图7为本发明的一种环网控制器的第二实施图；
图8为本发明的一种环网控制器的第三实施图；
图9为本发明的一种环网控制器的第四实施图；
图10为本发明的一种环网控制器的第五实施图；
图11为本发明的一种环网控制器的第六实施图；
图12为本发明的一种环网控制器的第一运行原理示意图；
图13为本发明的一种环网控制器的第二运行原理示意图；
图14为本发明的一种环网控制器的第三运行原理示意图；
图15为本发明的一种环网控制器的第四运行原理示意图；
图16为本发明的一种环网控制器的第五运行原理示意图；
图17为本发明的一种环网控制器的第六运行原理示意图；
图18为本发明的一种环网控制器的第七运行原理示意图；
图19为本发明的一种环网控制器的第八运行原理示意图；
图20为本发明的一种环网控制器的第九运行原理示意图；
图21为本发明的一种环网控制器的第十运行原理示意图；
图22为本发明的一种环网控制器的第十一运行原理示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1：
本实施例提供了一种环网控制器，结构效果图如图1所示。
一个环网控制器由一个避雷器和一个开关组成，串联于线路中。
环网控制器中的开关可以使用触点的传统开关，或电力电子器件，或上述二者串联、并联。环网控制器中的开关可为晶闸管等电力电子器件，也可以使用传统开关串联阻感性元件，或电力电子器件串联阻感性元件，或上述二者并联。机械开关设备、晶闸管设备的作用为构造断点和消除断点，承担相应的电压差。
晶闸管设备应能耐受线路短路冲击电流。
机械开关设备应能耐受线路短路冲击电流，并且机械开关设备端间耐受电压等级可以不等于其对地绝缘电压等级。
本实施例中的环网控制器还包括控制设备，包括测量模块和控制模块，测量模块，用于采集并计算出环网控制器采集其与线路连接处电压有效值U1，两端电压差瞬时值U2，和流过装置的有功功率P的方向，测量模块在测量环网控制器两端电压差时，可以采用常规互感器、传感器。环网控制器两端电压瞬时差测量可以用击穿二极管BOD来实现，用于反应所述环网控制器两端的电压瞬时差，即在环网控制器两端并联击穿二极管BOD。BOD的击穿电压等于Uthr，Uthr为设定的环网控制器两端的电压瞬时值阈值。所以，当BOD击穿时，可以认为U2超过整定值Uthr；控制模块用于根据控制信号控制机械开关设备的分闸和合闸、控制晶闸管设备的截止和触发。
环网控制器中的避雷器可以是金属氧化物避雷器或阀型避雷器，也可以是金属氧化物避雷器串联阻感性元件，或阀型避雷器串联阻感性元件。避雷器的持续运行电压应大于稳态运行时环网控制器安装处会出现的最大断口电压，保证正常并解操作期间环网控制器的正常工作。
实施例2：
本实施例提供了一种环网控制器的控制方法，利用该环网控制器可辅助不停电并解操作，具体内容为：
环网控制器采集并计算出其与线路连接处电压有效值U1，两端电压差瞬时U2和流过装置的有功功率P的方向。
一环网内，安装2台环网控制器，分别位于环网两侧母线的出线处。正常运行时，两环网控制器呈导通状，两侧母线正常为各自负荷供电。
线路合环期间，若产生合环冲击电流，仅一个环网控制器动作，形成断点，将该环网控制器安装侧的母线与环网其余部分断开，环网内所有负荷暂由另一侧母线供电。
线路解环后，保证环网恢复正常开环运行状态。
当环网控制器检测到P＜0且U1大于设定的阈值UL，则由导通状态切换至断开状态，执行分闸。从出现有功功率倒送(P＜0)至分闸完成，所用时间应确保线路中动作最快的线路过流保护不动作。
当环网控制器检测到U2大于设定的阈值Uthr，则由断开状态切换至导通状态，执行合闸。从两端电压大于阈值(U2＞Uthr)至合闸完成，所用时间应在10ms以内，保证线路上不产生电压暂降甚至中断的电能质量问题。
开关分闸时间应能确保线路中动作最快的线路过流保护不动作。开关分闸时间应小于0.3s。开关合闸时间应小于10ms，保证线路上不产生电能质量问题。开关可以三相分开动作，也可三相联动。
环网控制器采集其与线路连接处电压时，可通过测量模块靠近母线侧或线路侧的线电压瞬时值，或三相相电压瞬时值得到。
环网控制器采集其两端电压差时，可通过测量环网控制器两端电压差瞬时值得到，或通过分别测量环网控制器母线侧和线路侧的电压瞬时值，再做差得到。为保证测量线路上不产生电能质量问题，此测量延时应小于10ms。
环网控制器判断流过装置的有功功率方向时，可以采用三表法得到流过环网控制器的有功功率大小及方向。
测量环网控制器与线路连接处电压、电流后，将二者的乘积进行积分运算，得到流过装置的有功功率大小及方向。
测量环网控制器与线路连接处电压、电流后，对其基波分量进行正交分解，再利用分解量计算有功功率。或对环网控制器与线路连接处电压电流基波及各谐波分量分别进行正交分解，再计算出基波、各谐波分量分别对应的有功功率，最后加和，得到采集流过装置的有功功率大小及方向。
测量环网控制器与线路连接处电压、电流后，计算电压、电流的夹角，根据夹角大小判断流过装置的有功功率方向。
实施例3：
本实施例提供了一种环网控制器的控制方法。
所述环网控制器，测量装置的作用为测量环网控制器靠近负荷侧的电压瞬时值U1，靠近负荷侧电流瞬时值i，和环网控制器两端电压差瞬时值U2。
测量子模块的作用为：以环网控制器与线路连接处电压有效值U1，和环网控制器两端电压差瞬时U2为输入量；计算出环网控制器靠近负荷侧的电压有效值U1rms及有功功率P；以UL、Uthr、有功功率阈值(0)为整定值；将U1rms与UL、U2与Uthr、P与0进行比较，根据比较结果判断是否向晶闸管设备输出触发信号，以及是否向机械开关设备输出合闸或分闸信号，并通过控制子模块控制操作。
环网控制器包括分闸动作逻辑和合闸动作逻辑。
分闸动作逻辑：若判定P＜0且U1rms＞UL，则立刻向机械开关设备发出分闸指令，经过一延时t1后向晶闸管设备发触发命令，达到延时t2后，停止触发晶闸管。
所述延时t1，延时t1应该保证机械开关开始分闸时，晶闸管已经被触发。
所述延时t2，延时t2应该保证机械开关分闸，并且已经熄弧，才停止触发晶闸管。
合闸动作逻辑：若判定U2＞Uthr，则立刻发出晶闸管设备触发信号和机械开关设备合闸信号，晶闸管设备先触发，之后机械开关设备合闸，机械开关设备合闸后经过一段延时t3后停止触发晶闸管设备。
所述延时t3，延时t3应该保证机械开关完成合闸动作，并承载相应的负荷电流后，才停止触发晶闸管。
若机械开关设备合闸足够迅速，则环网控制器判定U2＞Uthr后，立刻向机械开关设备发出合闸信号，可以不向晶闸管设备发出触发信号。
此外，在环网正常开环运行期间，环网内的两环网控制器皆为合闸状态；在线路故障期间，应保持合闸状态，或由于判定U2＞Uthr而快速切换为合闸状态。
实施例4：
本实施例提供了一种环网控制器的安装位置和安装方式。
在一个环网内需安装两台，分别位于环网两侧母线出线处，正常运行时，两环网控制器呈导通状，两侧母线正常为各自负荷供电。
所述环网控制器可安装在母线出线处变电站内、母线出线到第一个环网柜之间的线路上、母线出线后第一个箱式变压器内低压一侧或母线出线后第一个环网柜内部或旁边。
所述避雷器、电力电子器件和机械开关可以固定安装在所述环网电路的母线出线处；
所述测量模块和控制模块可以作为移动部分，在环网内进行合环或解环时，与所述避雷器、电力电子器件和机械开关进行连接。
当所述环网电路的母线出线处存在开关设备可用来旁路环网控制器时，所述避雷器、电力电子器件、机械开关、测量模块和控制模块可作为移动部分，在环网内进行合环或解环时，与母线出线处原有开关设备进行连接，安装在所述环网电路的母线出线处。
当所述环网电路为单环网时，所述环网控制器安装在单环网的两条母线出线处，单环网接线的线路中共安装两台环网控制器，示意图如图2所示。
当所述环网电路为双环网时，所述环网控制器安装在双环网的四条母线出线处，双环网接线的线路中共安装四台环网控制器，示意图如图3所示。
当所述环网电路为N供一备接线配网时，所述环网控制器安装在N供一备接线配网的所有母线出线处，N供一备接线的线路中共需安装N+1台环网控制器，示意图如图4所示。
当所述环网电路为N-1接线配网时，所述环网控制器安装在N-1接线配网的所有母线出线处，N-1接线的线路中共需安装N台环网控制器，示意图如图5所示。
实施例5：
约定正常运行时，如图6所示的10kV配网在Brk2处解环，一旦直接合环，会产生由10kV母线B流向10kV母线A的合环冲击电流。现需要将一部分负荷由10kV母线A转移至10kV母线B供电，即解环位置由Brk2处切换至Brk1处，则操作过程如下：
合闸Brk2，配网中产生由10kV母线B流向10kV母线A的合环冲击电流，如图7所示。
环网控制器A检测到P＜0且U1＞UL，则由导通状态切换至断开状态，环网控制器B不动作。全部负荷暂时由10kV母线B供电，合环冲击电流消失，如图8示。
分闸Brk1，如图9所示。由Brk1至环网控制器A之间的负荷暂时失电，电压迅速下降。
环网控制器入口电压为10kV母线A的电压，出口电压迅速下降，因此，环网控制器两端的电压差越来越大。环网控制器A检测到U2＞Uthr，迅速由断开切换至导通状态。如图10所示。
若线路发生故障，故障可能发生在图11中的①、②、③或其余位置。此时环网控制器A、B保持导通状态，或由于检测到U2＞Uthr，迅速由断开切换至导通状态。
实施例6：
本实施例说明了环网控制器的运行原理。
在一环网两端安装环网控制器，正常情况下，两环网控制器中机械开关设备SA、SB处于合位，晶闸管设备TA、TB关断，避雷器设备ArA、ArB呈断路状态，如图12所示。
系统无故障情况下进行并解操作，若合环后，合环冲击不大，两环网控制器靠近负荷侧均无有功功率倒送，则两环网控制器保持图12中状态不变。
若合环后冲击较大，出现合环电流由母线B流向母线A，如图13中所示。此时电气特征为：环网控制器A处有功功率P1A倒送(缩写为P1A＜0)，环网控制器的靠近负荷侧电压U1A正常(U1A有效值大于定值UL)，环网控制器B处有功功率未倒送。此时，环网控制器动作如下：
过程1：环网控制器B不动作。环网控制器A判定有功功率倒送后，立刻发出SA分闸命令，经过一延时t1后向TA发出触发信号，TA在SA分闸完成前触发，如图14所示。
过程2：SA分闸如图15所示。
过程3：经一段延时t2后停止触发TA，TA关断，SA形成断开点，环网内所有负荷均由母线B供电，如图16所示。
过程4：在新开环点解环后，U1A下降，ArA动作，如图17所示。
过程5：环网控制器A检测到U2A＞Uthr，则触发TA，下发SA合闸命令，如图18所示。
过程6：SA合闸后经相应延时，停止触发TA，并解操作结束，如图19所示。
若SA动作足够迅速，则上述过程5和过程6可简化为：环网控制器A检测到U2A＞Uthr，下发SA合闸命令，SA合闸。
当环网线路发生短路故障时，环网控制器装置应保持或切换到机械开关设备合位、晶闸管设备截止的状态。以合环操作期间，环网控制器已形成断开点，环网内发生接地短路故障为例，首先，ArA动作限压，如图20所示。然后，触发并导通TA，如图21中所示；最后，SA合闸，通过相应的延时后，停止触发TA，如图22中所示。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (24)

1.一种环网控制器，其特征在于，所述环网控制器串接在所述环网电路的母线出线处，包括：
避雷器、开关设备和控制设备；
所述避雷器与所述开关设备并联；
所述控制设备与所述开关设备连接，用于采集环网电路数据，并根据所述环网电路数据控制所述开关设备分闸或合闸；
所述避雷器用于进行过电压保护；
所述开关设备用于构造断点和消除断点，承担相应的电压差。
2.如权利要求1所述的环网控制器，其特征在于，
所述开关设备可为机械开关、电力电子器件中的一种或者多种。
3.如权利要求2所述的环网控制器，其特征在于，所述开关设备，包括：
机械开关和电力电子器件；
所述机械开关、电力电子器件串联或并联后与避雷器并联；
所述机械开关和电力电子器件还与所述控制设备连接。
4.如权利要求2所述的环网控制器，其特征在于，
所述电力电子器件应能耐受所述环网电路的短路冲击电流。
5.如权利要求2所述的环网控制器，其特征在于，
所述机械开关能应耐受所述环网电路的短路冲击电流，且所述机械开关的端间耐受电压等级可以不等于所述机械开关对地绝缘电压等级；
所述机械开关可三相分开动作或三相联动。
6.如权利要求1所述的环网控制器，其特征在于，
避雷器可为金属氧化物避雷器、阀型避雷器、金属氧化物避雷器串联阻感性元件或阀型避雷器串联阻感性元件；
所述避雷器的持续运行电压应大于稳态运行时环网控制器安装处出现的最大断口电压。
7.如权利要求3所述的环网控制器，其特征在于，所述控制设备，包括：
相互连接的测量模块和控制模块；
所述控制模块与所述机械开关和电力电子器件连接；
所述测量模块，用于采集流过环网控制器的电流数据和采集近负荷侧或者近母线侧的电压数据，并根据所述电流和电压数据来制定分闸指令或合闸指令；
所述控制模块用于：根据所述分闸指令或合闸指令控制所述机械开关切断或闭合；
所述近负荷侧的电压数据，包括：环网控制器两端的电压瞬时差、近负荷侧的电压瞬时值；
所述近母线侧的电压数据，包括：近母线侧的电压瞬时值和环网控制器两端的电压瞬时差或近母线侧的电压瞬时值和近负荷侧的电压瞬时值。
8.如权利要求7所述的环网控制器，其特征在于，
所述测量模块可为常规互感器、传感器。
9.如权利要求8所述的环网控制器，其特征在于，
所述测量模块中电压瞬时差测量可以用击穿二极管BOD来实现，用于反应所述环网控制器两端的电压瞬时差；
所述击穿二极管BOD并联在所述环网控制器两端；
所述击穿二极管BOD的击穿电压与设定的电压差瞬时阈值相等。
10.如权利要求1所述的环网控制器，其特征在于，
所述控制设备可为电压取能供能的设备。
11.如权利要求7所述的环网控制器，其特征在于，
所述避雷器、电力电子器件、机械开关、测量模块和控制模块固定安装在所述环网电路的母线出线处。
12.如权利要求7所述的环网控制器，其特征在于，
所述避雷器、电力电子器件和机械开关固定安装在所述环网电路的母线出线处；
在所述环网电路进行合环或解环时，所述测量模块和控制模块作为移动部分与所述避雷器、电力电子器件和机械开关进行连接。
13.如权利要求7所述的环网控制器，其特征在于，
当所述环网电路的母线出线处有开关设备时，所述避雷器、电力电子器件、机械开关、测量模块和控制模块可作为移动部分安装在所述环网电路的母线出线处。
14.如权利要求1所述的环网控制器，其特征在于，
所述环网电路的两侧母线出线处到各自对应的第一个负荷之间，各安装一台环网控制器。
15.如权利要求14所述的环网控制器，其特征在于，
所述环网控制器可安装在母线出线处变电站或变电所内、母线出线到第一个环网柜之间的线路上、母线出线后第一个箱式变压器内低压一侧或母线出线后第一个环网柜内部或旁边。
16.如权利要求14所述的环网控制器，其特征在于，
当所述环网电路为单环网时，所述环网控制器安装在单环网的两条母线出线处，单环网接线的线路中共安装两台环网控制器；
当所述环网电路为双环网时，所述环网控制器安装在双环网的四条母线出线处，双环网接线的线路中共安装四台环网控制器；
当所述环网电路为N供一备接线配网时，所述环网控制器安装在N供一备接线配网的所有母线出线处，N供一备接线的线路中共需安装N+1台环网控制器；
当所述环网电路为N-1接线配网时，所述环网控制器安装在N-1接线配网的所有母线出线处，N-1接线的线路中共需安装N台环网控制器。
17.一种环网控制器的控制方法，其特征在于，包括：
当所述环网电路合环时，安装在所述环网电路母线出线处的环网控制器中的控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述环网控制器中的开关设备分闸构造断点，消除所述环网电路中的合环冲击；
所述环网电路解环时，所述控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述开关设备合闸消除断点，旁路所述避雷器，恢复环网电路电压。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，当所述环网电路合环时，安装在所述环网电路母线出线处的环网控制器中的控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述环网控制器中的开关设备分闸构造断点，消除所述环网电路中的合环冲击，包括：
所述控制装置中的测量模块实时采集流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据；
所述环网电路合环时，所述测量模块根据所述流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据，制定分闸指令；
所述控制模块根据所述分闸指令，控制所述开关设备分闸，消除所述环网电路中的合环冲击。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述环网电路合环时，所述测量模块根据所述流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据，制定分闸指令，包括：
所述测量模块根据所述流过环网控制器的电流数据和近负荷侧或者近母线侧的电压数据计算得到电压有效值和有功功率；
所述测量模块根据所述有功功率判断当前环网控制器是否出现有功功率倒送，若出现有功功率倒送且所述近负荷侧或者近母线侧的电压有效值大于设定阈值，则制定分闸信号；否则不制定；
从出现有功功率倒送至所述开关设备分闸完成，所用时间应确保线路中动作最快的线路过流保护不动作。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述有功功率倒送的判断，包括：
通过测量模块采集流过环网控制器的电流瞬时值和近负荷侧或者近母线侧的电压瞬时值；
可以通过计算所述电压、电流基波分量的夹角，并根据夹角大小确定有功功率的方向；
若所述有功功率注入母线侧，则有功功率倒送；若所述有功功率注入负荷侧，则有功功率非倒送。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述控制模块根据所述分闸指令，控制所述开关设备分闸，包括：
所述控制模块根据所述分闸指令，控制开关设备中的机械开关分闸，在第一设定延时后导通开关设备中的电力电子器件，在第二设定延时后截止所述电力电子器件；
达到所述第一设定延时时，所述机械开关还未开始分闸；
达到所述第二设定延时时，所述机械开关已经分闸且弧熄。
22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制设备根据采集的环网电路数据，控制所述开关设备合闸消除断点，旁路所述避雷器，恢复环网电路电压，包括：
通过控制设备中的测量模块采集所述环网控制器两端的电压瞬时差；
若所述环网控制器两端的电压瞬时差大于设定阈值，则制定合闸指令；
所述控制模块根据所述合闸指令，控制所述开关设备合闸，快速恢复环网电路电压；
从所述环网控制器两端的电压瞬时差大于阈值时刻至所述开关合闸完成，所用时间在10ms以内。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述控制模块根据所述合闸指令，控制所述开关设备合闸，包括：
所述控制模块根据所述合闸指令，控制电力电子器件触发和机械开关合闸，在第三设定延时后截止所述电力电子器件；
达到所述第三设定延时时，所述机械开关完成合闸并承载负荷电流。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述控制模块根据所述合闸指令，控制所述开关设备合闸，还包括：
所述控制模块控制所述开关设备中的机械开关合闸。
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