CN111244919A - 一种适用于智能分布式fa的配网拓扑自适应识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，通过建立相邻终端库，依靠各种拓扑识别相关指令的传输，自动判别源终端、邻终端、荷终端，实时建立局部拓扑网络，保证智能分布式馈线自动化正确动作，同时也可将终端所在位置基础拓扑应用于其他保护逻辑，对提高保护动作的可靠性是十分有利的。

Description

一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法

技术领域

本发明属配网故障处理领域，具体涉及一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法。

背景技术

为实现配电网故障的快速隔离与自愈，目前配电网普遍采用主站集中式馈线自动化和就地式馈线自动化，无论是“集中型”还是“就地型”控制方式都存在停电时间长、保护与控制方式不够灵活等问题。随着新型无线通信技术（以5G技术为代表）以及光纤有线通信技术的不断发展，不依赖于主站的智能分布式馈线自动化将成为未来智能配电网故障处理的主要模式，其故障隔离速度快、恢复供电时间短的特点将大大提高配网供电可靠性。

目前，智能分布式FA在北京、上海、深圳等供电可靠性要求较高地区得到较好应用，明确终端间的相邻拓扑关系是实现智能分布式的基础，由于终端的数据存储能力较弱，一般无法主动配置或异动全局网络拓扑信息，一旦配电网的网架结构发生改变、运行方式发生变化、新终端设备安装接入或退出时，要对相关终端中的预置信息进行远程或就地相应修改，维护工作量大，维护难度高，严重影响智能分布式的实用推广。随着新能源的接入和配网运行环境的不断变化，终端掌握所在位置的基本拓扑结构，获取故障研判所需的上下游相邻终端信息，将更有利于算法的不断优化和故障处理准确率的提高，所以掌握配网拓扑结构自适应识别方法的需求十分迫切。

发明内容

配电终端所在位置的上下游拓扑结构关系是智能分布式馈线自动化实现的基础，为提高智能分布式算法在网架结构发生改变、运行方式发生变化、新终端设备安装接入或退出情况下的自适应性，减少终端维护工作量，提出一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法。

本发明的技术方案：

一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，通过建立相邻终端库，依靠各种拓扑识别相关指令的传输，自动判别源终端、邻终端、荷终端，实时建立局部拓扑网络，保证智能分布式馈线自动化正确动作，同时也可将终端所在位置基础拓扑应用于其他保护逻辑。

进一步的，所述相邻终端库：终端的相邻终端库由与终端直接相邻的所有终端组成，终端信息包括各相邻终端的节点号和通信地址。

进一步的，终端安装前，根据终端安装位置，完成终端的相邻终端库录入，新终端首次接入配网后，会自动向相邻终端库内所有终端发送拓扑入库指令，相邻终端接收到拓扑入库指令后，自动将新终端划入各自相邻终端库。

终端拆除前，可通过控制计划拆除终端向相邻终端库内所有终端发送拓扑退库指令，相邻终端接收到拓扑退库指令后，自动将计划拆除终端从各自相邻终端库中删除。

进一步的，所述源终端即为终端所在位置电源方向节点，荷终端即为终端所在位置负荷方向节点，邻终端为平行方向节点，由此推得终端所在位置的上下游拓扑结构关系。

进一步的，所述源终端：当某一终端A接收到相邻终端库内终端B发送的拓扑识别指令时，则将该相邻终端B定义为终端A的源终端，终端A接收到拓扑识别指令后，若终端自身开关为闭合状态，经TF延时，向自身相邻终端库内所有非源终端发送拓扑识别指令，若终端自身开关为断开状态，不发送任何指令。

进一步的，TF延时可设置，TF可设置为0-1s。

进一步的，拓扑识别指令首先由各电源侧首个终端启动发送，当出口开关为闭合状态，启动发送条件为定时发送或电流突变发送，定时发送时间T2设置为5分钟，电流突变发送的电流突变阈值I设置为10A；当出口开关为断开状态，不发送任何指令。

进一步的，所述邻终端：当终端发出拓扑识别指令后，在时间TL内接收到相邻终端库内非源终端发送的邻终端确认指令，则定义相邻终端库内该非源终端为邻终端，时间TL可设置，TL大于TG，一般设置为30s。

进一步的，当某一终端在时间TG内先后收到两个及以上拓扑识别指令时，该终端会向非第一发送者发送邻终端确认指令，TG延时可设置，TG一般设置为20s。

进一步的，所述荷终端：相邻终端库内除源终端、邻终端外，其余的终端为荷终端。

本发明的优点：

1.当网络运行方式改变时，本方法具有较强的适应性，可满足智能分布式馈线自动化在新的运行方式下可靠运行。

2.当线路切改时，本方法可以实现新装终端与拆除终端的自动投退，大大减少终端运维工作量，避免远程或就地更改运行终端参数。

3.终端仅需存储相邻终端的节点号和通信地址，对终端存储要求较低。

4.采用定时和电流突变方式启动拓扑识别指令发送，可保证运行方式改变、线路切改等状况下的拓扑实时更新。

5.本方法适用于多分支、多联络等的复杂配网结构，适用范围更广。

附图说明

图1为本发明终端所在位置拓扑结构简图；

图2为本发明实施例配网结构图；

图3为本发明实施例F1处故障时配网运行状态图；

图4为本发明实施例F2处故障时配网运行状态图；

图5为本发明实施例新安装终端K8时配网运行状态图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以下结合附图对本发明的技术方案、结构作进一步详细的说明。

某一配电网结构如图2所示，其中S1、S2、S3为三个电源点，CB1、CB2、CB3为电源站内出口开关，L2、L3为联络开关，K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K10、K11为线路开关（终端）。

正常状态下，L2、L3断开，其他开关闭合，配网单电源供电。各终端相邻终端库如表1所示。

每间隔时间T2或电流突变时，终端CB1会发出拓扑识别指令给K1，K1接收到CB1的拓扑识别指令后，将库中CB1判定为源终端，经TF延时，向库中K2、K4发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中K2、K4为荷终端。

K2接收到K1的拓扑识别指令后，将库中K1判定为源终端，经TF延时，向库中K3、K4发送拓扑识别指令，由于K4在TG时间内先后接收到K1、K2的拓扑识别指令，K4会发送邻终端确认指令至K2，所以当K2向K3、K4发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到K4发送的邻终端确认指令，所以库中K4为邻终端，K3为荷终端。

K4接收到K1的拓扑识别指令后，将库中K1判定为源终端，经TF延时，向库中K5、K6发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中K5、K6为荷终端。

K3接收到K2的拓扑识别指令后，将库中K2判定为源终端，经TF延时，向库中K7、L2发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中K7、L2为荷终端。

K5接收到K4的拓扑识别指令后，将库中K4判定为源终端，经TF延时，向库中K6、L3发送拓扑识别指令，由于K6在TG时间内先后接收到K4、K5的拓扑识别指令，K6会发送邻终端确认指令至K5，所以当K5向K6、L3发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到K6发送的邻终端确认指令，所以库中K6为邻终端，L3为荷终端。

K6接收到K4的拓扑识别指令后，将库中K4判定为源终端，经TF延时，向库中K5发送拓扑识别指令，由于K5在TG时间内先后接收到K4、K6的拓扑识别指令，K5会发送邻终端确认指令至K6，所以当K6向K5发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到K5发送的邻终端确认指令，所以库中K5为邻终端。

K7接收到K3的拓扑识别指令后，将库中K3判定为源终端，经TF延时，向库中L2发送拓扑识别指令，由于L2在TG时间内先后接收到K3、K7的拓扑识别指令，L2会发送邻终端确认指令至K7，所以当K7向L2发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到L2发送的邻终端确认指令，所以库中L2为邻终端。

各终端的源、邻、荷终端如表1所示。依据表中信息，很容易确定终端上下游拓扑关系。

表1 正常运行状态下相邻终端库明细表

当F1处发生故障时，K1、K2、K4跳开，隔离故障，L2、L3闭合，非故障区域恢复供电，配网运行方式发生变化，如图3所示。

由于负荷转供，流经CB2的电流发生变化，终端CB2会发出拓扑识别指令给K10，K10接收到CB2的拓扑识别指令后，将库中CB2判定为源终端，经TF延时，向库中L2发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中L2为荷终端。

L2接收到K10的拓扑识别指令后，将库中K10判定为源终端，经TF延时，向库中K3、K7发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中K3、K7为荷终端。

K3接收到L2的拓扑识别指令后，将库中L2判定为源终端，经TF延时，向库中K2、K7发送拓扑识别指令，由于K7在TG时间内先后接收到L2、K3的拓扑识别指令，K7会发送邻终端确认指令至K3，所以当K3向K2、K7发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到K7发送的邻终端确认指令，所以库中K7为邻终端，K2为荷终端。

K7接收到L2的拓扑识别指令后，将库中L2判定为源终端，经TF延时，向库中K3发送拓扑识别指令，由于K3在TG时间内先后接收到L2、K7的拓扑识别指令，K3会发送邻终端确认指令至K7，所以当K7向K3发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到K3发送的邻终端确认指令，所以库中K3为邻终端。

由于负荷转供，流经CB3的电流发生变化，终端CB3会发出拓扑识别指令给K11，K11接收到CB3的拓扑识别指令后，将库中CB3判定为源终端，经TF延时，向库中L3发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中L3为荷终端。

L3接收到K11的拓扑识别指令后，将库中K11判定为源终端，经TF延时，向库中K5发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中K5为荷终端。

K5接收到L3的拓扑识别指令后，将库中L3判定为源终端，经TF延时，向库中K4、K6发送拓扑识别指令，在TL时间内，未接收到邻终端确认指令，库中K4、K6为荷终端。

K6接收到K5的拓扑识别指令后，将库中K5判定为源终端，经TF延时，向库中K4发送拓扑识别指令，由于K4在TG时间内先后接收到K5、K6的拓扑识别指令，K4会发送邻终端确认指令至K6，所以当K6向K4发送拓扑识别指令后，在TL时间内，会接收到K4发送的邻终端确认指令，所以库中K4为邻终端。

所以，当F1处发生故障时，K1、K2、K4跳开，隔离故障，L2、L3闭合，非故障区域恢复供电，各终端的源、邻、荷终端如表2所示。依据表2中信息，很容易确定终端上下游拓扑关系。

表2 F1处故障时相邻终端库明细表

当F2点发生故障如图4所示，各终端的源、邻、荷终端如表3所示。依据表中信息，很容易确定终端上下游拓扑关系。

表3 F2处故障时相邻终端库明细表

当线路整改，增加新的终端节点K8时，如图5所示。K8安装前，根据K8计划安装位置，建立K8相邻终端库，包括K2、K3。K8接入后，向K2、K3分别发送拓扑入库指令，K2、K3将K8纳入各自的相邻终端库。各终端的源、邻、荷终端如表4所示。依据表中信息，很容易确定终端上下游拓扑关系。

表4 新安装终端K8时相邻终端库明细表

Claims (10)

1.一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，通过建立相邻终端库，依靠各种拓扑识别相关指令的传输，自动判别源终端、邻终端、荷终端，实时建立局部拓扑网络，保证智能分布式馈线自动化正确动作，同时也可将终端所在位置基础拓扑应用于其他保护逻辑。

2.根据权利要求1所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，所述相邻终端库：终端的相邻终端库由与终端直接相邻的所有终端组成，终端信息包括各相邻终端的节点号和通信地址。

3.根据权利要求2所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，终端安装前，根据终端安装位置，完成终端的相邻终端库录入，新终端首次接入配网后，会自动向相邻终端库内所有终端发送拓扑入库指令，相邻终端接收到拓扑入库指令后，自动将新终端划入各自相邻终端库；

终端拆除前，可通过控制计划拆除终端向相邻终端库内所有终端发送拓扑退库指令，相邻终端接收到拓扑退库指令后，自动将计划拆除终端从各自相邻终端库中删除。

4.根据权利要求1所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，所述源终端即为终端所在位置电源方向节点，荷终端即为终端所在位置负荷方向节点，邻终端为平行方向节点，由此推得终端所在位置的上下游拓扑结构关系。

5.根据权利要求1或4所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，所述源终端：当某一终端A接收到相邻终端库内终端B发送的拓扑识别指令时，则将该相邻终端B定义为终端A的源终端，终端A接收到拓扑识别指令后，若终端自身开关为闭合状态，经TF延时，向自身相邻终端库内所有非源终端发送拓扑识别指令，若终端自身开关为断开状态，不发送任何指令。

6.根据权利要求5所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，TF延时设置，TF设置为0-1s。

7.根据权利要求5所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，拓扑识别指令首先由各电源侧首个终端启动发送，当出口开关为闭合状态，启动发送条件为定时发送或电流突变发送，定时发送时间T2设置为5分钟，电流突变发送的电流突变阈值I设置为10A；当出口开关为断开状态，不发送任何指令。

8.根据权利要求1或4所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，所述邻终端：当终端发出拓扑识别指令后，在时间TL内接收到相邻终端库内非源终端发送的邻终端确认指令，则定义相邻终端库内该非源终端为邻终端，时间TL设置，TL大于TG，设置为30s。

9.根据权利要求8所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，当某一终端在时间TG内先后收到两个及以上拓扑识别指令时，该终端会向非第一发送者发送邻终端确认指令，TG延时设置，TG设置为20s。

10.根据权利要求1或4所述的一种适用于智能分布式FA的配网拓扑自适应识别方法，其特征在于，所述荷终端：相邻终端库内除源终端、邻终端外，其余的终端为荷终端。

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