CN110514930A - 一种智能分布式配电终端的检测试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能分布式配电终端的检测试验方法及装置，试验方法包括：构建实际配电网系统模型和中央控制系统模型；接收用户输入数据和/或指令，控制实际配电网系统模型以相应的故障运行方式进行模拟运行；待检测的智能分布式配电终端接收实际配电网系统模型的运行参数，并向中央控制系统模型发送反馈信号；根据智能分布式配电终端在故障检测过程中的性能参数，判断智能分布式配电终端是否满足要求。试验装置包括实时数字仿真器、第一开关转换模块和第二开关转换模块，与待检测的智能分布式配电终端形成闭环。与现有技术相比，本发明通过对智能分布式配电终端的有效检测，提高配电网运行可靠性，对配电网智能化、自动化建设有十分积极的作用。

Description

一种智能分布式配电终端的检测试验方法及装置

技术领域

本发明涉及智能分布式配电终端检测领域，尤其是涉及一种智能分布式配电终端的检测试验方法及装置。

背景技术

随着智能电网的迅速发展，对安全供电的可靠性提出了更高的要求。针对电网运行中的薄弱环节，电力生产部门采取有效的治理措施，减少事故停电，缩小停电范围。国内影响配电网供电可靠率的主要原因有：计划停电、故障停电、临时停电及限电，其中故障停电时间可通过配电自动化技术有效缩短。配电自动化是提高供电可靠性的重要手段，可以快速隔离故障区域并使健全区域快速恢复供电，这对提高供电可靠性具有非常重要的意义。配电自动化试点证明，采用智能分布式配电终端实现智能分布式馈线自动化(FA)功能是一种施工运维简便、技术成熟、效果显著、扩展便捷的技术方法。智能配电终端不依赖于配电主站与子站，协调实现分布式、自治式的馈线自动化功能，通过高速通信网络，与同一供电环路内相邻智能分布式配电终端实现信息交互，根据预设条件自动实现故障定位、故障隔离，非故障区域恢复，实现快速故障隔离和自愈，提高了供电可靠性。目前，智能分布式配电终端的入网检测工作逐步展开，由于各厂家设备的动作原理、适用范围不同，而且，没有有效的检测试验平台实现对智能分布式配电终端的功能、准确度和通信规约等进行一体化检测。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的检测试验平台和试验方法来完成智能分布式配电终端的入网检测。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能分布式配电终端的检测试验方法及装置，利用实时数字仿真的实时模拟和闭环运行的特点，构建智能分布式配电终端的闭环检测试验平台模拟不同故障情况、模拟主站能够直观查看接收的信息，实现对智能分布式配电终端的有效检测，提高了配电网运行的可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能分布式配电终端的检测试验方法，包括以下步骤：

1)系统平台建设：构建实际配电网系统模型和用于控制所述实际配电网系统模型的中央控制系统模型；

2)运行方式设置：中央控制系统模型接收用户输入数据和/或指令，控制实际配电网系统模型以相应的故障运行方式进行模拟运行；

3)待检测的智能分布式配电终端接收并记录实际配电网系统模型的运行参数，进行故障检测，并向中央控制系统模型发送反馈信号，进行闭环控制；

4)智能分布式配电终端的功能测试：记录智能分布式配电终端在故障检测过程中的性能参数，根据所述性能参数判断智能分布式配电终端是否满足要求。

步骤2)中，所述的故障运行方式包括一般条件下、异常条件下或其它条件下的故障运行；其中，所述的故障包括环路电源线路出口发生过流故障、开关之间发生过流故障、线路末端发生过流故障、配电站内部母线发生过流故障、非正常方式下发生过流故障、检修状态下发生过流故障、连续两次在不同位置发生过流故障、分支线故障和对端电源故障；

所述的异常条件包括开关拒动、开关误动、与变电站站内控制单元通信中断、配电站间通信中断、配电站内控制单元与智能分布式配电终端通信中断、处理过程中通信中断、处理过程中收到配电站“事故总信号”、处理过程中收到电源站内“事故总信号”和预判恢复方案中出现线路过载；

所述的其它条件包括电源点开关投运一次重合闸保护和配电站开关配置为断路器。

步骤3)中，所述的智能分布式配电终端的故障检测功能与馈线出线开关的保护相匹配。

步骤4)中，所述的性能参数包括故障处理时间、状态量变位传输到DSCADA主站的时间、遥信变位传送的年正确率、遥控的年正确率和厂站间事件顺序记录的时间分辨率。

一种智能分布式配电终端的检测试验方法的装置，包括：

实时数字仿真器，用于构建实际配电网系统模型和中央控制系统模型；

第一开关转换模块，连接在实时数字仿真器和待检测的智能分布式配电终端之间，用于将配电网系统模型的运行参数转换后传输给智能分布式配电终端；

第二开关转换模块，连接在实时数字仿真器和待检测的智能分布式配电终端之间，用于智能分布式配电终端的反馈信号转换后传输给中央控制系统模型。

所述的第一开关转换模块包括相连接的功率放大器和开关量转换器，所述的功率放大器与实时数字仿真器连接，所述的开关量转换器与智能分布式配电终端连接。

与现有技术相比，本发明通过构建智能分布式配电终端入网检测的试验平台，并在此平台上模拟各类故障情况、模拟主站能够直观查看接收的信息，特别是对计划首次使用的智能分布式配电终端、软件或者硬件做过修改的智能分布式配电终端的技术原则、结构要求、功能及性能指标有重要的指导作用，为智能分布式配电终端入网提供了很好的检测方案，提高了配电网运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的智能分布式配电终端单环网拓扑结构模拟供电环网简化示意图；

图3为本发明实施例采用的智能分布式配电终端组成示意图；

图4为本发明试验方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供的智能分布式配电终端的检测试验装置，包括实时数字仿真器1、第一开关转换模块2和第二开关转换模块3，其中，实时数字仿真器1用于构建实际配电网系统模型和中央控制系统模型，第一开关转换模块2连接在实时数字仿真器1和待检测的智能分布式配电终端(FTU)4之间，用于将配电网系统模型的运行参数转换后传输给智能分布式配电终端4；第二开关转换模块3连接在实时数字仿真器1和待检测的智能分布式配电终端4之间，用于智能分布式配电终端4的反馈信号转换后传输给中央控制系统模型。第一开关转换模块2包括相连接的功率放大器21和开关量转换器22，所述的功率放大器21与实时数字仿真器1连接，所述的开关量转换器22与智能分布式配电终端4连接。智能分布式配电终端4设有多个时，多个FTU通过交换机与后台连接。

实时数字仿真器1中建立的实际配电网系统模型由模拟电力系统元件构建完成，中央控制系统模型由模拟运行系统元件构建完成，通过用户输入数据和/或指令对实际配电网系统模型进行模拟控制，使其配电系统进入相应的模拟运行状态。

本实施例中，实际配电网系统模型为2个供电电源点、4个配电站、1个联络开关组成的单环网拓扑结构模拟供电环网，如图2所示，图中，圆形表示馈线开关，方形表示断路器。模型的通信方式与现场实际一致，通信介质由网线替代，能够直观反映环路中各开关的运行状况，变电站甲、乙的断路器配备常规保护，保护功能可选择，试验平台按要求模拟各类故障情况，模拟主站能够直观查看接收的信息。

本实施例检测的智能分布式配电终端由控制单元和常规配电终端组成，如图3所示，常规配电终端主要实现数据采集、故障检测和控制命令执行功能，智能分布式馈线自动化控制单元主要实现通信、信息量转发、故障判断、故障隔离、非故障区恢复供电功能。控制单元应具备通信、逻辑判断、FA投退、自检、自恢复、FA信息生成、权限管理、远方参数修改、对时/守时等功能。控制单元自身生产或采集的信息量有：

(1)智能分布式FA系统投退切换开关状态信号

(2)智能分布式FA相关馈线开关FA动作启动信号

(3)智能分布式FA相关馈线开关FA动作结束信号

(4)智能分布式FA相关馈线开关FA动作遥控返校失败信号

(5)智能分布式FA相关馈线开关FA动作遥控拒动信号

(6)智能分布式配电终端之间通信中断信号

(7)主站闭锁遥控信号

对于每条典型的“手拉手”环网结线、开环运行的馈线线路，开关站每条出线配置一台控制单元，与现有的开关站配电自动化装置通信，实现信息交互。如果开关站配电自动化装置的通信链路资源不足，可以增配一台通信中转单元和一台网络交换机(或具备同等功能的通信设备)，开关站配电自动化装置和通信中转单元通信，通信中转单元通过网络交换机和所有出线的控制单元通信；每个P型站、W型站各配置一套智能分布式配电终端，该终端应采用一体化设计，要求结构紧凑，安装方便，安装方式可以是壁挂式或组屏式。

智能分布式配电终端可自主将配电线路定位于某一区段，并在变电站出口开关保护跳闸之前快速跳开故障区段两侧的开关，完成故障区段的隔离，特别是对于手拉手线路，在完成故障隔离后还可以根据拓扑分析结果，合上联络开关并恢复非故障区域的供电，不依赖于控制中心，从而更加快速、可靠。

如图4所示，本发明实施例提供的智能分布式配电终端的检测试验方法，包括以下步骤：

在步骤S1中，构建实际配电网系统模型和用于控制所述实际配电网系统模型的中央控制系统模型。

在步骤S2中，中央控制系统模型接收用户输入数据和/或指令，控制实际配电网系统模型以相应的故障运行方式进行模拟运行。

所述的故障运行方式包括一般条件下、异常条件下或其它条件下的故障运行；其中，所述的故障包括环路电源线路出口发生过流故障、开关之间发生过流故障、线路末端发生过流故障、配电站内部母线发生过流故障、非正常方式下发生过流故障、检修状态下发生过流故障、连续两次在不同位置发生过流故障、分支线故障和对端电源故障。所述的异常条件包括开关拒动、开关误动、与变电站站内控制单元通信中断、配电站间通信中断、配电站内控制单元与智能分布式配电终端通信中断、处理过程中通信中断、处理过程中收到配电站“事故总信号，包含MCB故障信号、SF6气体气压异常”、处理过程中收到电源站内“事故总信号”和预判恢复方案中出现线路过载。所述的其它条件包括电源点开关投运一次重合闸保护和配电站开关配置为断路器。

在步骤S3中，待检测的智能分布式配电终端接收并记录实际配电网系统模型的运行参数，进行故障检测，并向中央控制系统模型发送反馈信号，进行闭环控制。

智能分布式配电终端进行故障检测时的处理方式为：区域内所有开关均使用相同的保护定值识别故障，交换故障信息，根据设定的时间定值和电气上相邻开关故障信号来决定是否跳隔离故障。

智能分布式配电终端进行故障检测的项目主要包括故障的自动检测与故障识别，故障自动定位与自动隔离，网络重构和快速恢复供电。故障自动定位的判据来源于配电终端FTU检测的故障信息，因此FTU故障检测功能必须与馈线出线开关的保护相匹配，当馈线发生故障时，FTU必须在出线开关保护动作之前捕捉故障信号，FTU要同时判断故障电流的幅值和检测该故障电流的持续时间，要求故障电流整定值和故障持续时间可以人为整定以满足不同配电网的需求。

在步骤S4中，获取智能分布式配电终端在故障检测过程中的性能参数，根据所述性能参数判断智能分布式配电终端是否满足要求。

所述的性能参数包括故障处理时间、状态量变位传输到DSCADA主站的时间、遥信变位传送的年正确率、遥控的年正确率和厂站间事件顺序记录的时间分辨率。

当智能分布式配电终端在故障检测过程中具有以下性能时，判断智能分布式配电终端是否满足要求：故障处理时间(包括判断、隔离、恢复)不超过3分钟，状态量变位传输到DSCADA主站的时间不超过3秒，遥信变位传送的年正确率不低于99％，遥控的年正确率不低于99.99％，厂站间事件顺序记录的时间分辨率(包括站内事件顺序记录时间分辨误差)应在20ms内完成，整个处理过程中变电站出口开关不动作。

在试验过程中，智能分布式配电终端的功能均在正常逻辑下完成所配置的功能，在异常情况下及时终止处理逻辑，以保证系统的可靠性。后台能直观地显示智能分布式配电终端的信息，并将记录的故障进行故障处理回放。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种智能分布式配电终端的检测试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)系统平台建设：构建实际配电网系统模型和用于控制所述实际配电网系统模型的中央控制系统模型；

2)运行方式设置：中央控制系统模型接收用户输入数据和/或指令，控制实际配电网系统模型以相应的故障运行方式进行模拟运行；

3)待检测的智能分布式配电终端接收并记录实际配电网系统模型的运行参数，进行故障检测，并向中央控制系统模型发送反馈信号，进行闭环控制；

4)智能分布式配电终端的功能测试：记录智能分布式配电终端在故障检测过程中的性能参数，根据所述性能参数判断智能分布式配电终端是否满足要求；

步骤2)中，所述的故障运行方式包括一般条件下、异常条件下或其它条件下的故障运行；其中，所述的故障包括环路电源线路出口发生过流故障、开关之间发生过流故障、线路末端发生过流故障、配电站内部母线发生过流故障、非正常方式下发生过流故障、检修状态下发生过流故障、连续两次在不同位置发生过流故障、分支线故障和对端电源故障；

所述的异常条件包括开关拒动、开关误动、与变电站站内控制单元通信中断、配电站间通信中断、配电站内控制单元与智能分布式配电终端通信中断、处理过程中通信中断、处理过程中收到配电站“事故总信号”、处理过程中收到电源站内“事故总信号”和预判恢复方案中出现线路过载；

所述的其它条件包括电源点开关投运一次重合闸保护和配电站开关配置为断路器。

2.根据权利要求1所述的一种智能分布式配电终端的检测试验方法，其特征在于，步骤3)中，所述的智能分布式配电终端的故障检测功能与馈线出线开关的保护相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种智能分布式配电终端的检测试验方法，其特征在于，步骤4)中，所述的性能参数包括故障处理时间、状态量变位传输到DSCADA主站的时间、遥信变位传送的年正确率、遥控的年正确率和厂站间事件顺序记录的时间分辨率。

4.一种实现如权利要求1所述的智能分布式配电终端的检测试验方法的装置，其特征在于，包括：

实时数字仿真器，用于构建实际配电网系统模型和中央控制系统模型；

第一开关转换模块，连接在实时数字仿真器和待检测的智能分布式配电终端之间，用于将配电网系统模型的运行参数转换后传输给智能分布式配电终端；

第二开关转换模块，连接在实时数字仿真器和待检测的智能分布式配电终端之间，用于智能分布式配电终端的反馈信号转换后传输给中央控制系统模型。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的第一开关转换模块包括相连接的功率放大器和开关量转换器，所述的功率放大器与实时数字仿真器连接，所述的开关量转换器与智能分布式配电终端连接。