CN110994786A - 一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，通过通过对等通信的方法实现不同厂家的智能分布式开关正确配合，发现故障的开关，及时隔离故障点，以最经济的模式加快配电网升级改造的速度，提升电网安全运行系数，确保对用户可靠供电。

Description

一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法

技术领域

本发明涉及电网运行维护领域，更具体地，涉及一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法。

背景技术

近些年我国电网规模不断扩大，电网的自动化水平不断提高，因此智能分布式配网自动化技术得到广泛应用。每个厂家都有自己独立的一套通信规约，目前同一线路或者环网线路智能分布式馈线开关均采用同一厂家设备。随着经济发展，配电网线路设备升级改造不断深入，不同厂家的智能分布式设备采用不同通信规约的矛盾日益突出，同一线路或环网线路升级后想保持智能分布式功能必须采用原厂家设备或者更换全线智能分布式设备，该情况不仅严重影响配电网线路设备升级改造进程，同时带来巨大的经济损失。目前，不同厂家的智能分布式技术采用的通信规约各不相同，彼此之间无法正确传递信息，使得开关不能正确配合动作，这种状况严重影响配电网升级改造推进速度。

发明内容

本发明提供一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，提升电网安全运行系数，确保对用户可靠供电。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，包括以下步骤：

S1：建立对等通信的智能分布式单节点模型，所述对等通信的智能分布式单节点模型包括能发出GOOSE通信信号的开关SW，且开关SW的两侧中至少一侧与其它开关相连接；

S2：根据开关SW的GOOSE通信信号是否正常，判断开关SW是否故障，若GOOSE通信信号正常，则进入步骤S3；若GOOSE通信信号不正常，自动投入GOOSE通信异常过流保护用于故障切除，以及GOOSE通信异常失压保护逻辑用于故障隔离；

S3：判断开关SW是否为首开关，若是，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，开关SW两侧均未发出“节点故障”GOOSE信号，则进入步骤S5；若否，则进入步骤S4；

S4：判断开关SW是否为末开关，若是，且当相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，开关SW任一侧任一节点发出“节点故障”GOOSE信号，则进入步骤S5，若否，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，和开关SW两侧节点中有且只有一侧节点均未发出“节点故障”GOOSE信号，进入步骤S5；

S5：判断是否满足开关失灵条件，不满足则动作跳开关SW并触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号；若是，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，用于启动邻侧开关；

S6：故障隔离成功后，区域各节点向两侧依次转发“故障隔离成功”GOOSE信号，当开关SW供电恢复充电完成且在电源侧和负荷侧单侧失压后，收到“故障隔离成功”GOOSE信号，则经过整定延时后启动开关SW合闸，完成转供电过程。

优选地，步骤S1中的对等通信的智能分布式单节点模型具体为：

开关SW需与两侧的其它开关相连接，定义开关SW两侧的连接区域分别为M侧和N侧，对于开关SW为首开关或末开关的情况，M侧和N侧有且只有一侧节点。

优选地，智能分布式配电终端设计了故障隔离充放电状态，当系统故障隔离后，智能分布式配电终端设计了供电恢复充放电状态。

优选地，步骤S2中根据开关SW的GOOSE通信信号是否正常，判断开关SW是否故障，具体为：

当系统发生故障时，流经开关SW的相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，在判定开关SW故障，瞬时触发“节点故障”GOOSE输出信号，该信号随过流状态保持。

优选地，“节点故障”GOOSE输出信号触发后状态保持时间300ms，即故障消失后应保持300ms。

优选地，步骤S5具体包括：

若在开关失灵时间150ms内开关SW由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号。若在开关失灵时间150ms内开关SW仍未跳开，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，用于启动邻侧开关，当开关SW收到M侧或N侧节点“开关拒跳”GOOSE信号，且开关SW在合位、未跳闸，则失灵联跳瞬时动作跳开关SW。若开关SW未检测到故障且跳闸成功，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号.

优选地，所述的基于对等通信的单个智能分布式终端为具备分布式馈线自动化功能的配电终端的通信网络中，配电终端不区分主机、子机，配电网的故障定位与供电恢复，无需对网络内故障信息汇总分析，由配电终端根据自身采集信息和相邻终端故障信息独立分析完成的分布式馈线自动化。

优选地，所述的首开关为在配置分布式馈线自动化功能的配电网中，与变电站出线开关连接的第一个开关，所述的末开关为配电网单辐射供电网架或分支线开关中，配置分布式馈线自动化功能的最末端开关。

优选地，所述的故障隔离充放电状态包括：故障隔离充电状态和故障隔离放电状态，所述的故障隔离充电状态需要满足以下所有条件并延时15s，所述的故障隔离充电条件包括：

a)开关SW在合位；

b)开关SW无故障且相邻侧均无故障；

c)电源侧和负荷侧至少一侧有压；

d)无放电条件；

所述的故障隔离放电状态只需满足任一条件时瞬时放电，所述的故障隔离放电条件为：

a)开关SW分位；

b)分布式FA功能退出；

c)电源侧和负荷侧均无压延时60s；所述的有压判断定值为70％Un；无压判断定值为30％Un，Un为额定电压值；

所述的供电恢复充放电状态包括：供电恢复充电状态和供电恢复放电状态，所述的供电恢复充电状态满足以下所有条件并延时15s，所述的供电恢复充电条件：

a)开关SW在分位；

b)电源侧和负荷侧均有压；

c)无放电条件；

所述的供电恢复放电状态只需满足任一条件时瞬时放电，所述的供电恢复放电条件为：

a)分布式FA功能退出；

b)电源侧和负荷侧均无压延时15s；

c)邻侧“节点故障”GOOSE输入；

d)邻侧“节点拒跳”GOOSE输入；

f)供电恢复动作。

优选地，对故障隔离成功”GOOSE输出信号转发要求如下：

1)开关SW触发的“故障隔离成功”GOOSE输出信号，信号动作后应展宽300ms后返回，且15s内收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发；

2)开关SW已触发故障隔离动作、故障切除动作信号或为开环点，收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发；

3)其他节点收到邻侧“故障隔离成功”GOOSE输入信号后，合并至开关SWGOOSE信号后转发至邻侧，转发时间持续300ms后信号返回且15s内不再次转发；

4)末开关不触发“故障隔离成功”信号，收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过对等通信的方法实现不同厂家的智能分布式开关正确配合，及时隔离故障点，以最经济的模式加快配电网升级改造的速度，提升电网安全运行系数，确保对用户可靠供电。

附图说明

图1为本发明的智能分布式单节点模型示意图。

图2为本发明的开关SW故障隔离流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，包括如下步骤：

1.1、建立对等通信的智能分布式单节点模型，如图1，开关SW需与两侧的其它开关相连接，于是定义开关SW两侧的连接区域分别为M侧和N侧，本模型按每侧最大3个分支的开关节点进行建立，若实际应用超过3个分支的节点可参照本模型进行扩展。对于首开关和末开关，M侧和N侧有且只有1侧节点。为保障一次系统故障智能分布式功能只动作一次，智能分布式配电终端设计了故障隔离充放电状态。当系统故障隔离后，智能分布式配电终端设计了供电恢复充放电状态。

1.2、如图2，当系统发生故障时，流经开关SW的相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，在判定开关SW故障，瞬时触发“节点故障”GOOSE输出信号，该信号随过流状态保持，同时为保证可靠性，信号触发后状态保持时间300ms，即故障消失后应保持300ms。

1.3、故障隔离充电完成且开关SW的GOOSE通信正常，当系统发生故障，若开关SW不是末开关也不是首开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，M侧和N侧节点中有且只有一侧的节点均未发出“节点故障”GOOSE信号，则经过整定故障切除延时后动作跳开关SW。若开关SW为首开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，两侧均未发出节点故障GOOSE信号，则经过整定故障切除延时后动作跳开关SW。若开关SW为末开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，且收到M侧和N侧任一节点的“节点故障”GOOSE信号，则经过整定延时后动作跳开关SW。

1.4、若在开关失灵时间150ms内开关SW由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号。若在开关失灵时间150ms内开关SW仍未跳开，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，用于启动邻侧开关，当开关SW收到M侧或N侧节点“开关拒跳”GOOSE信号，且开关SW在合位、未跳闸，则失灵联跳瞬时动作跳开关SW。若开关SW未检测到故障且跳闸成功，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号。

1.5、当开关SW分布式馈线自动化功能投入且GOOSE通信异常时，自动投入GOOSE通信异常过流保护用于故障切除，以及GOOSE通信异常失压保护逻辑用于故障隔离。

1.6、故障隔离成功后，区域各节点向两侧依次转发“故障隔离成功”GOOSE信号，当开关SW供电恢复充电完成且在电源侧和负荷侧单侧失压后，收到“故障隔离成功”GOOSE信号，则经过整定延时后启动开关SW合闸，完成转供电过程。

所述的单个智能分布式配电终端可以属于不同厂家的设备。所述的基于对等通信的单个智能分布式终端为具备分布式馈线自动化功能的配电终端的通信网络中，配电终端不区分主机、子机，配电网的故障定位与供电恢复，无需对网络内故障信息汇总分析，由配电终端根据自身采集信息和相邻终端故障信息独立分析完成的分布式馈线自动化。

所述的首开关为在配置分布式馈线自动化功能的配电网中，与变电站出线开关连接的第一个开关。所述的末开关为配电网单辐射供电网架或分支线开关中，配置分布式馈线自动化功能的最末端开关。所述的故障隔离充放电状态包括：故障隔离充电状态和故障隔离放电状态，所述的故障隔离充电状态需要满足以下所有条件并延时15s，所述的故障隔离充电条件包括：a)开关SW在合位、b)开关SW无故障且相邻侧均无故障、c)电源侧和负荷侧至少一侧有压、d)无放电条件。所述的故障隔离放电状态只需满足任一条件时瞬时放电，所述的故障隔离放电条件为：a)开关SW分位、b)分布式FA功能退出、c)电源侧和负荷侧均无压延时60s；所述的有压判断定值为70％Un；无压判断定值为30％Un，Un为额定电压值。所述的供电恢复充放电状态包括：供电恢复充电状态和供电恢复放电状态，所述的供电恢复充电状态满足以下所有条件并延时15s，所述的供电恢复充电条件：a)开关SW在分位、b)电源侧和负荷侧均有压、c)无放电条件。所述的供电恢复放电状态只需满足任一条件时瞬时放电，所述的供电恢复放电条件为：a)分布式FA功能退出、b)电源侧和负荷侧均无压延时15s、c)邻侧“节点故障”GOOSE输入、d)邻侧“节点拒跳”GOOSE输入、f)供电恢复动作。

所述的开关失灵联跳逻辑还包含：发送给邻侧的“开关拒跳”GOOSE输出信号，动作后应展宽300ms后返回，保证邻侧开关能可靠收到该信号后启动失灵联跳逻辑。由于相邻侧开关失灵联跳开关SW后，若开关SW拒跳不触发“开关拒跳”GOOSE输出信号。

所述的GOOSE通信异常过流保护用于GOOSE通信异常节点下级故障时的故障切除，共用分布式FA故障切除过流定值与延时定值。若开关SWGOOSE通信异常且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，则经过故障切除整定延时后动作跳开关SW，若在开关失灵时间内开关SW仍未跳开，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号。GOOSE通信异常失压保护用于GOOSE通信异常节点上级故障时的故障隔离，若本节点GOOSE通信异常，两侧均无压且开关SW无流，则经故障隔离整定延时跳开关SW，同时启动开关跳闸失灵判断。若在开关失灵时间内开关SW由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号；若在开关失灵时间内开关SW仍未跳开，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号。

对“故障隔离成功”信号转发要求如下：1)开关SW触发的“故障隔离成功”GOOSE输出信号，信号动作后应展宽300ms后返回，且15s内收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发；2)开关SW已触发故障隔离动作、故障切除动作信号或为开环点，收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发；3)其他节点收到邻侧“故障隔离成功”GOOSE输入信号后，合并至开关SWGOOSE信号后转发至邻侧，转发时间持续300ms后信号返回且15s内不再次转发；4)末开关不触发“故障隔离成功”信号，收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立对等通信的智能分布式单节点模型，所述对等通信的智能分布式单节点模型包括能发出GOOSE通信信号的开关SW，且开关SW的两侧中至少一侧与其它开关相连接；

S2：根据开关SW的GOOSE通信信号是否正常，判断开关SW是否故障，若GOOSE通信信号正常，则进入步骤S3；若GOOSE通信信号不正常，自动投入GOOSE通信异常过流保护用于故障切除，以及GOOSE通信异常失压保护逻辑用于故障隔离；

S3：判断开关SW是否为首开关，若是，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，开关SW两侧均未发出“节点故障”GOOSE信号，则进入步骤S5；若否，则进入步骤S4；

S4：判断开关SW是否为末开关，若是，且当相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，开关SW任一侧任一节点发出“节点故障”GOOSE信号，则进入步骤S5，若否，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，和开关SW两侧节点中有且只有一侧节点均未发出“节点故障”GOOSE信号，进入步骤S5；

S5：判断是否满足开关失灵条件，不满足则动作跳开关SW并触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号；若是，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，用于启动邻侧开关；

S6：故障隔离成功后，区域各节点向两侧依次转发“故障隔离成功”GOOSE信号，当开关SW供电恢复充电完成且在电源侧和负荷侧单侧失压后，收到“故障隔离成功”GOOSE信号，则经过整定延时后启动开关SW合闸，完成转供电过程。

2.根据权利要求1所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，步骤S1中的对等通信的智能分布式单节点模型具体为：

开关SW需与两侧的其它开关相连接，定义开关SW两侧的连接区域分别为M侧和N侧，对于开关SW为首开关或末开关的情况，M侧和N侧有且只有一侧节点。

3.根据权利要求2所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，智能分布式配电终端设计了故障隔离充放电状态，当系统故障隔离后，智能分布式配电终端设计了供电恢复充放电状态。

4.根据权利要求3所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，步骤S2中根据开关SW的GOOSE通信信号是否正常，判断开关SW是否故障，具体为：

当系统发生故障时，流经开关SW的相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，在判定开关SW故障，瞬时触发“节点故障”GOOSE输出信号，该信号随过流状态保持。

5.根据权利要求4所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，“节点故障”GOOSE输出信号触发后状态保持时间300ms，即故障消失后应保持300ms。

6.根据权利要求5所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，步骤S5具体包括：

若在开关失灵时间150ms内开关SW由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号。若在开关失灵时间150ms内开关SW仍未跳开，则触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，用于启动邻侧开关，当开关SW收到M侧或N侧节点“开关拒跳”GOOSE信号，且开关SW在合位、未跳闸，则失灵联跳瞬时动作跳开关SW。若开关SW未检测到故障且跳闸成功，则触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号.

7.根据权利要求6所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，所述的基于对等通信的单个智能分布式终端为具备分布式馈线自动化功能的配电终端的通信网络中，配电终端不区分主机、子机，配电网的故障定位与供电恢复，无需对网络内故障信息汇总分析，由配电终端根据自身采集信息和相邻终端故障信息独立分析完成的分布式馈线自动化。

8.根据权利要求7所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，所述的首开关为在配置分布式馈线自动化功能的配电网中，与变电站出线开关连接的第一个开关，所述的末开关为配电网单辐射供电网架或分支线开关中，配置分布式馈线自动化功能的最末端开关。

9.根据权利要求8所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，所述的故障隔离充放电状态包括：故障隔离充电状态和故障隔离放电状态，所述的故障隔离充电状态需要满足以下所有条件并延时15s，所述的故障隔离充电条件包括：

a)开关SW在合位；

b)开关SW无故障且相邻侧均无故障；

c)电源侧和负荷侧至少一侧有压；

d)无放电条件；

所述的故障隔离放电状态只需满足任一条件时瞬时放电，所述的故障隔离放电条件为：

a)开关SW分位；

b)分布式FA功能退出；

c)电源侧和负荷侧均无压延时60s；所述的有压判断定值为70％Un；无压判断定值为30％Un，Un为额定电压值；

所述的供电恢复充放电状态包括：供电恢复充电状态和供电恢复放电状态，所述的供电恢复充电状态满足以下所有条件并延时15s，所述的供电恢复充电条件：

a)开关SW在分位；

b)电源侧和负荷侧均有压；

c)无放电条件；

所述的供电恢复放电状态只需满足任一条件时瞬时放电，所述的供电恢复放电条件为：

a)分布式FA功能退出；

b)电源侧和负荷侧均无压延时15s；

c)邻侧“节点故障”GOOSE输入；

d)邻侧“节点拒跳”GOOSE输入；

f)供电恢复动作。

10.根据权利要求9所述的基于对等通信的单个智能分布式配电终端控制方法，其特征在于，对故障隔离成功”GOOSE输出信号转发要求如下：

1)开关SW触发的“故障隔离成功”GOOSE输出信号，信号动作后应展宽300ms后返回，且15s内收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发；

2)开关SW已触发故障隔离动作、故障切除动作信号或为开环点，收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发；

3)其他节点收到邻侧“故障隔离成功”GOOSE输入信号后，合并至开关SWGOOSE信号后转发至邻侧，转发时间持续300ms后信号返回且15s内不再次转发；

4)末开关不触发“故障隔离成功”信号，收到邻侧的“故障隔离成功”信号不转发。

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