CN111106604A - 一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，包括人机交互界面、线路自愈系统、配电网路、线路检测系统和故障报警单元，所述线路自愈系统与配电网路实现双向连接，本发明涉及自愈控制系统技术领域。该基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，通过设置线路检测系统来检测电路，在出现故障时可启动线路自愈系统，线路自愈系统中的线路预估与分析系统可按照故障的严重性智能分析出处理方案，并利用多线路转移系统将正常电路的部分电流分配到备用电路中，而利用风险评估系统可判断正常电路和备用电路在分配好电流后各自电路的安全性，合理的调整分配比例，尽量在不影响使用的情况下避免再次出现电路故障。

Description

一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及自愈控制系统技术领域，具体为一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法。

背景技术

电网的自愈是指其在无需或仅需少量的人为干预的情况下，利用先进的监控手段对电网的运行状态进行连续的在线诊断与评估，及时发现并快速调整，消除故障隐患；在故障发生时，能够快速隔离故障、自我恢复，不影响用户的正常供电或将故障影响降至最小，就像人体的免疫功能一样，自愈使电网能够抵御并缓解各种内外部危害（故障），保证电网的安全稳定运行和供电质量。

现有电网的自愈一般只是在某个区域单路出现故障后，将该处的电路断开，将电流全部转至其他电路，此时其他电路的电流电压会增大，而有些电路的老损程度不同，这些问题系统中无法统计，若是老损程度较大的电路通入较大的电流，则可能会再次损坏，造成更大的电路故障。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，解决了现有电网的自愈一般只是在某个区域单路出现故障后，将该处的电路断开，将电流全部转至其他电路，此时其他电路的电流电压会增大，而有些电路的老损程度不同，这些问题系统中无法统计，若是老损程度较大的电路通入较大的电流，则可能会再次损坏，造成更大的电路故障的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于智能配电网的自愈控制系统，包括人机交互界面、线路自愈系统、配电网路、线路检测系统和故障报警单元，所述线路自愈系统与配电网路实现双向连接，所述线路检测系统的输出端分别与线路自愈系统、配电网路和故障报警单元的输入端连接，所述人机交互界面的输出端与线路自愈系统的输入端连接，所述线路自愈系统包括线路预估与分析系统、风险评估系统和多线路转移系统，所述多线路转移系统分别与线路预估与分析系统、风险评估系统和配电网路实现双向连接，所述配电网路包括正常电路、故障电路和备用电路。

优选的，所述线路检测系统包括检测数据对比单元、支路检测单元、总线路检测单元和备用线路定期检测单元，所述支路检测单元、总线路检测单元和备用线路定期检测单元的输出端均与检测数据对比单元的输入端连接。

优选的，所述风险评估系统包括风险显示模块、运行预判单元、电路模拟系统、风险反馈模块、故障电路显示模块和数据录入模块，所述数据录入模块的输出端与故障电路显示模块的输入端连接，所述故障电路显示模块的输出端与运行预判单元的输入端连接。

优选的，所述运行预判单元的输出端与风险显示模块的输入端连接，所述风险显示模块的输出端与电路模拟系统的输入端连接，所述电路模拟系统的输出端分别与运行预判单元和风险反馈模块的输入端连接。

优选的，所述线路预估与分析系统包括转移量预估单元、转移量峰值输出模块、实际转移量对比单元、对比信息反馈单元、差值智能分析系统和实际转移量峰值输入模块，所述转移量预估单元的输出端与转移量峰值输出模块的输入端连接，所述转移量峰值输出模块和实际转移量峰值输入模块的输出端均与实际转移量对比单元的输入端连接，所述实际转移量对比单元的输出端与对比信息反馈单元的输入端连接，所述对比信息反馈单元的输出端与差值智能分析系统的输入端连接。

优选的，所述多线路转移系统包括转移比例调整系统、线路预警单元和线路电流波动监测单元，所述线路电流波动监测单元的输出端与线路预警单元的输入端连接，所述线路预警单元的输出端与转移比例调整系统的输入端连接。

优选的，所述转移比例调整系统包括转移比例录入模块、总电压分配调节组件和支路电压分配调节组件，所述转移比例录入模块的输出端与总电压分配调节组件的输入端连接，所述总电压分配调节组件的输出端分别与正常电路和支路电压分配调节组件的输入端连接，所述支路电压分配调节组件的输出端与备用电路的输入端连接。

优选的，所述故障报警单元包括无线通讯模块、北斗定位模块、故障数据上传模块和线路区域编号上传模块，所述线路区域编号上传模块的输出端与故障数据上传模块的输入端连接，所述故障数据上传模块和北斗定位模块的输出端均与无线通讯模块的输入端连接。

本发明还公开了一种基于智能配电网的自愈控制系统的操作方法，具体包括以下步骤：

步骤一，电路监测报警：电路正常工作过程中，线路检测系统实时对线路进行检测，总线路检测单元检测电路总路的电流电压，支路检测单元负责检测支路，并将检测数据传输到检测数据对比单元与标准阈值进行对比，当对比到的数值超出标准阈值范围时，表示该处电路出现故障，则故障报警单元进行报警，线路区域编号上传模块将该处区域电路的编号与故障的检测数据以及定位的位置信息通过无线通讯模块统一上传至远程终端，通知工作人员。

步骤二、风险预判：报警的同时断开故障区域的电路，并将备用电路接入电路系统代替故障电路，转移量预估单元通过转移量峰值输出模块输出提前设定的比例，由总电压分配调节组件将正常电路的部分电流转移至备用电路，然后通过支路电压分配调节组件将备用电路的总电流细分到不同支路，之后继续检测电路的数据。

步骤三、风险评估调整：电流分配后，数据录入模块将检测数据上传至风险评估系统内，同时故障电路显示模块对故障线路的范围和数量等参数进行统计，然后将数值传输至运行预判单元运行预判单元结合电路模拟系统建立模拟电路，并根据检测数据的波动规律进行预判，并利用风险显示模块将可能出现的电路风险分颜色显示在电路模拟系统内，同时风险反馈模块反馈风险问题，再由多线路转移系统的转移比例调整系统智能增减调整比例，同时线路电流波动监测单元同步检测电流的实际波动值，在波动较大时通过线路预警单元进行预警，转移比例调整系统智能增减调整比例。

步骤四、电路分析：在分配转移电流稳定后，实际转移量峰值输入模块将实际比例传输至实际转移量对比单元，实际转移量对比单元将其与系统提前设定的数值进行对比，对比信息反馈单元对其中的差值进行反馈，并由差值智能分析系统智能分析出可能存在的线路隐藏问题。

优选的，所述步骤三中的电路模拟操作在人机交互界面显示，并由人工配合系统进行调整操作。

（三）有益效果

本发明提供了一种基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

（1）、该基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，通过将线路检测系统的输出端分别与线路自愈系统、配电网路和故障报警单元的输入端连接，人机交互界面的输出端与线路自愈系统的输入端连接，线路自愈系统包括线路预估与分析系统、风险评估系统和多线路转移系统，多线路转移系统分别与线路预估与分析系统、风险评估系统和配电网路实现双向连接，配电网路包括正常电路、故障电路和备用电路，通过设置线路检测系统来检测电路，在出现故障时可启动线路自愈系统，线路自愈系统中的线路预估与分析系统可按照故障的严重性智能分析出处理方案，并利用多线路转移系统将正常电路的部分电流分配到备用电路中，而利用风险评估系统可判断正常电路和备用电路在分配好电流后各自电路的安全性，合理的调整分配比例，尽量在不影响使用的情况下避免再次出现电路故障，有效的保证了电路的正常工作。

（2）、该基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，通过使风险评估系统包括风险显示模块、运行预判单元、电路模拟系统、风险反馈模块、故障电路显示模块和数据录入模块，数据录入模块的输出端与故障电路显示模块的输入端连接，故障电路显示模块的输出端与运行预判单元的输入端连接，运行预判单元的输出端与风险显示模块的输入端连接，风险显示模块的输出端与电路模拟系统的输入端连接，电路模拟系统的输出端分别与运行预判单元和风险反馈模块的输入端连接，运风险评估系统可根据电流分配后各电路的参数模拟整体电路的运行状态，便于人工查看和参与控制，并能按照规律进行预判，便于工作人员提前发现问题，以及时停止和调整电流的分配，人工结合智能分析处理，保证电路的安全性。

（3）、该基于智能配电网的自愈控制系统及其操作方法，通过使线路预估与分析系统包括转移量预估单元、转移量峰值输出模块、实际转移量对比单元、对比信息反馈单元、差值智能分析系统和实际转移量峰值输入模块，转移量预估单元的输出端与转移量峰值输出模块的输入端连接，转移量峰值输出模块和实际转移量峰值输入模块的输出端均与实际转移量对比单元的输入端连接，实际转移量对比单元的输出端与对比信息反馈单元的输入端连接，对比信息反馈单元的输出端与差值智能分析系统的输入端连接，通过设置线路预估与分析系统，可在电流分配转移过程中对各电路中的电流进行检测，通过检测电流的拨动来判断电路的稳定性，可提前发现电路中存在的问题，便于及时制止，可解决隐藏的电路问题，并可进行记录分析，使工作人员便于掌握问题电路的故障原因和大致区域。

附图说明

图1为本发明的总系统原理框图；

图2为本发明线路自愈系统的原理框图；

图3为本发明配电网路的原理框图；

图4为本发明线路检测系统的原理框图；

图5为本发明故障报警单元的原理框图；

图6为本发明线路预估与分析系统的原理框图；

图7为本发明风险评估系统的原理框图；

图8为本发明多线路转移系统的原理框图；

图9为本发明转移比例调整系统的原理框图；

图10为本发明系统的操作流程图。

图中，1-人机交互界面、2-线路自愈系统、3-配电网路、31-正常电路、32-故障电路、33-备用电路、4-线路检测系统、41-检测数据对比单元、42-支路检测单元、43-总线路检测单元、44-备用线路定期检测单元、5-故障报警单元、51-无线通讯模块、52-北斗定位模块、53-故障数据上传模块、54-线路区域编号上传模块、6-线路预估与分析系统、61-转移量预估单元、62-转移量峰值输出模块、63-实际转移量对比单元、64-对比信息反馈单元、65-差值智能分析系统、66-实际转移量峰值输入模块、7-风险评估系统、71-风险显示模块、72-运行预判单元、73-电路模拟系统、74-风险反馈模块、75-故障电路显示模块、76-数据录入模块、8-多线路转移系统、81-转移比例调整系统、82-线路预警单元、83-线路电流波动监测单元、84-转移比例录入模块、85-总电压分配调节组件、86-支路电压分配调节组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于智能配电网的自愈控制系统，包括人机交互界面1、线路自愈系统2、配电网路3、线路检测系统4和故障报警单元5，线路检测系统4包括检测数据对比单元41、支路检测单元42、总线路检测单元43和备用线路定期检测单元44，支路检测单元42、总线路检测单元43和备用线路定期检测单元44的输出端均与检测数据对比单元41的输入端连接，故障报警单元5包括无线通讯模块51、北斗定位模块52、故障数据上传模块53和线路区域编号上传模块54，线路区域编号上传模块54的输出端与故障数据上传模块53的输入端连接，故障数据上传模块53和北斗定位模块52的输出端均与无线通讯模块51的输入端连接，线路自愈系统2与配电网路3实现双向连接，线路检测系统4的输出端分别与线路自愈系统2、配电网路3和故障报警单元5的输入端连接，人机交互界面1的输出端与线路自愈系统2的输入端连接，线路自愈系统2包括线路预估与分析系统6、风险评估系统7和多线路转移系统8，线路预估与分析系统6包括转移量预估单元61、转移量峰值输出模块62、实际转移量对比单元63、对比信息反馈单元64、差值智能分析系统65和实际转移量峰值输入模块66，转移量预估单元61的输出端与转移量峰值输出模块62的输入端连接，转移量峰值输出模块62和实际转移量峰值输入模块66的输出端均与实际转移量对比单元63的输入端连接，实际转移量对比单元63的输出端与对比信息反馈单元64的输入端连接，对比信息反馈单元64的输出端与差值智能分析系统65的输入端连接，通过设置线路预估与分析系统6，可在电流分配转移过程中对各电路中的电流进行检测，通过检测电流的拨动来判断电路的稳定性，可提前发现电路中存在的问题，便于及时制止，可解决隐藏的电路问题，并可进行记录分析，使工作人员便于掌握问题电路的故障原因和大致区域，多线路转移系统8包括转移比例调整系统81、线路预警单元82和线路电流波动监测单元83，线路电流波动监测单元83的输出端与线路预警单元82的输入端连接，线路预警单元82的输出端与转移比例调整系统81的输入端连接，转移比例调整系统81包括转移比例录入模块84、总电压分配调节组件85和支路电压分配调节组件86，转移比例录入模块84的输出端与总电压分配调节组件85的输入端连接，总电压分配调节组件85的输出端分别与正常电路31和支路电压分配调节组件86的输入端连接，支路电压分配调节组件86的输出端与备用电路33的输入端连接，多线路转移系统8分别与线路预估与分析系统6、风险评估系统7和配电网路3实现双向连接，风险评估系统7包括风险显示模块71、运行预判单元72、电路模拟系统73、风险反馈模块74、故障电路显示模块75和数据录入模块76，数据录入模块76的输出端与故障电路显示模块75的输入端连接，故障电路显示模块75的输出端与运行预判单元72的输入端连接，运行预判单元72的输出端与风险显示模块71的输入端连接，风险显示模块71的输出端与电路模拟系统73的输入端连接，电路模拟系统73的输出端分别与运行预判单元72和风险反馈模块74的输入端连接，运风险评估系统7可根据电流分配后各电路的参数模拟整体电路的运行状态，便于人工查看和参与控制，并能按照规律进行预判，便于工作人员提前发现问题，以及时停止和调整电流的分配，人工结合智能分析处理，保证电路的安全性，配电网路3包括正常电路31、故障电路32和备用电路33，通过设置线路检测系统4来检测电路，在出现故障时可启动线路自愈系统2，线路自愈系统2中的线路预估与分析系统6可按照故障的严重性智能分析出处理方案，并利用多线路转移系统8将正常电路31的部分电流分配到备用电路33中，而利用风险评估系统7可判断正常电路31和备用电路33在分配好电流后各自电路的安全性，合理的调整分配比例，尽量在不影响使用的情况下避免再次出现电路故障，有效的保证了电路的正常工作。

本发明还公开了一种基于智能配电网的自愈控制系统的操作方法，具体包括以下步骤：

步骤一，电路监测报警：电路正常工作过程中，线路检测系统4实时对线路进行检测，总线路检测单元43检测电路总路的电流电压，支路检测单元42负责检测支路，并将检测数据传输到检测数据对比单元41与标准阈值进行对比，当对比到的数值超出标准阈值范围时，表示该处电路出现故障，则故障报警单元5进行报警，线路区域编号上传模块54将该处区域电路的编号与故障的检测数据以及定位的位置信息通过无线通讯模块51统一上传至远程终端，通知工作人员。

步骤二、风险预判：报警的同时断开故障区域的电路，并将备用电路33接入电路系统代替故障电路32，转移量预估单元61通过转移量峰值输出模块62输出提前设定的比例，由总电压分配调节组件85将正常电路31的部分电流转移至备用电路33，然后通过支路电压分配调节组件86将备用电路33的总电流细分到不同支路，之后继续检测电路的数据。

步骤三、风险评估调整：电流分配后，数据录入模块76将检测数据上传至风险评估系统7内，同时故障电路显示模块75对故障线路的范围和数量等参数进行统计，然后将数值传输至运行预判单元72运行预判单元72结合电路模拟系统73建立模拟电路，并根据检测数据的波动规律进行预判，并利用风险显示模块71将可能出现的电路风险分颜色显示在电路模拟系统73内，同时风险反馈模块74反馈风险问题，再由多线路转移系统8的转移比例调整系统81智能增减调整比例，同时线路电流波动监测单元83同步检测电流的实际波动值，在波动较大时通过线路预警单元82进行预警，转移比例调整系统81智能增减调整比例；电路模拟操作在人机交互界面1显示，并由人工配合系统进行调整操作。

步骤四、电路分析：在分配转移电流稳定后，实际转移量峰值输入模块66将实际比例传输至实际转移量对比单元63，实际转移量对比单元63将其与系统提前设定的数值进行对比，对比信息反馈单元64对其中的差值进行反馈，并由差值智能分析系统65智能分析出可能存在的线路隐藏问题。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于智能配电网的自愈控制系统，包括人机交互界面（1）、线路自愈系统（2）、配电网路（3）、线路检测系统（4）和故障报警单元（5），所述线路自愈系统（2）与配电网路（3）实现双向连接，所述线路检测系统（4）的输出端分别与线路自愈系统（2）、配电网路（3）和故障报警单元（5）的输入端连接，所述人机交互界面（1）的输出端与线路自愈系统（2）的输入端连接，其特征在于：所述线路自愈系统（2）包括线路预估与分析系统（6）、风险评估系统（7）和多线路转移系统（8），所述多线路转移系统（8）分别与线路预估与分析系统（6）、风险评估系统（7）和配电网路（3）实现双向连接，所述配电网路（3）包括正常电路（31）、故障电路（32）和备用电路（33）。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述线路检测系统（4）包括检测数据对比单元（41）、支路检测单元（42）、总线路检测单元（43）和备用线路定期检测单元（44），所述支路检测单元（42）、总线路检测单元（43）和备用线路定期检测单元（44）的输出端均与检测数据对比单元（41）的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述风险评估系统（7）包括风险显示模块（71）、运行预判单元（72）、电路模拟系统（73）、风险反馈模块（74）、故障电路显示模块（75）和数据录入模块（76），所述数据录入模块（76）的输出端与故障电路显示模块（75）的输入端连接，所述故障电路显示模块（75）的输出端与运行预判单元（72）的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述运行预判单元（72）的输出端与风险显示模块（71）的输入端连接，所述风险显示模块（71）的输出端与电路模拟系统（73）的输入端连接，所述电路模拟系统（73）的输出端分别与运行预判单元（72）和风险反馈模块（74）的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述线路预估与分析系统（6）包括转移量预估单元（61）、转移量峰值输出模块（62）、实际转移量对比单元（63）、对比信息反馈单元（64）、差值智能分析系统（65）和实际转移量峰值输入模块（66），所述转移量预估单元（61）的输出端与转移量峰值输出模块（62）的输入端连接，所述转移量峰值输出模块（62）和实际转移量峰值输入模块（66）的输出端均与实际转移量对比单元（63）的输入端连接，所述实际转移量对比单元（63）的输出端与对比信息反馈单元（64）的输入端连接，所述对比信息反馈单元（64）的输出端与差值智能分析系统（65）的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述多线路转移系统（8）包括转移比例调整系统（81）、线路预警单元（82）和线路电流波动监测单元（83），所述线路电流波动监测单元（83）的输出端与线路预警单元（82）的输入端连接，所述线路预警单元（82）的输出端与转移比例调整系统（81）的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述转移比例调整系统（81）包括转移比例录入模块（84）、总电压分配调节组件（85）和支路电压分配调节组件（86），所述转移比例录入模块（84）的输出端与总电压分配调节组件（85）的输入端连接，所述总电压分配调节组件（85）的输出端分别与正常电路（31）和支路电压分配调节组件（86）的输入端连接，所述支路电压分配调节组件（86）的输出端与备用电路（33）的输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统，其特征在于：所述故障报警单元（5）包括无线通讯模块（51）、北斗定位模块（52）、故障数据上传模块（53）和线路区域编号上传模块（54），所述线路区域编号上传模块（54）的输出端与故障数据上传模块（53）的输入端连接，所述故障数据上传模块（53）和北斗定位模块（52）的输出端均与无线通讯模块（51）的输入端连接。

9.一种基于智能配电网的自愈控制系统的操作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、电路监测报警：电路正常工作过程中，线路检测系统（4）实时对线路进行检测，总线路检测单元（43）检测电路总路的电流电压，支路检测单元（42）负责检测支路，并将检测数据传输到检测数据对比单元（41）与标准阈值进行对比，当对比到的数值超出标准阈值范围时，表示该处电路出现故障，则故障报警单元（5）进行报警，线路区域编号上传模块（54）将该处区域电路的编号与故障的检测数据以及定位的位置信息通过无线通讯模块（51）统一上传至远程终端，通知工作人员；

步骤二、风险预判：报警的同时断开故障区域的电路，并将备用电路（33）接入电路系统代替故障电路（32），转移量预估单元（61）通过转移量峰值输出模块（62）输出提前设定的比例，由总电压分配调节组件（85）将正常电路（31）的部分电流转移至备用电路（33），然后通过支路电压分配调节组件（86）将备用电路（33）的总电流细分到不同支路，之后继续检测电路的数据；

步骤三、风险评估调整：电流分配后，数据录入模块（76）将检测数据上传至风险评估系统（7）内，同时故障电路显示模块（75）对故障线路的范围和数量等参数进行统计，然后将数值传输至运行预判单元（72）运行预判单元（72）结合电路模拟系统（73）建立模拟电路，并根据检测数据的波动规律进行预判，并利用风险显示模块（71）将可能出现的电路风险分颜色显示在电路模拟系统（73）内，同时风险反馈模块（74）反馈风险问题，再由多线路转移系统（8）的转移比例调整系统（81）智能增减调整比例，同时线路电流波动监测单元（83）同步检测电流的实际波动值，在波动较大时通过线路预警单元（82）进行预警，转移比例调整系统（81）智能增减调整比例；

步骤四、电路分析：在分配转移电流稳定后，实际转移量峰值输入模块（66）将实际比例传输至实际转移量对比单元（63），实际转移量对比单元（63）将其与系统提前设定的数值进行对比，对比信息反馈单元（64）对其中的差值进行反馈，并由差值智能分析系统（65）智能分析出可能存在的线路隐藏问题。

10.根据权利要求9所述的一种基于智能配电网的自愈控制系统的操作方法，其特征在于：所述步骤三中的电路模拟操作在人机交互界面（1）显示，并由人工配合系统进行调整操作。

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