CN111313550A - 一种环网柜配电自动化改造装置及控制方法 - Google Patents

一种环网柜配电自动化改造装置及控制方法 Download PDF

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CN111313550A CN202010125870.7A CN202010125870A CN111313550A CN 111313550 A CN111313550 A CN 111313550A CN 202010125870 A CN202010125870 A CN 202010125870A CN 111313550 A CN111313550 A CN 111313550A
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Abstract

本发明属于电气器械技术领域，公开了一种环网柜配电自动化改造装置及控制方法，通过用电管理模块利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数；根据用电管理模块采集到的用电数据信息，数据处理中心进行用电数据模拟、数据分析、数据判断和数据输出；根据数据处理中心判断分析的用电数据，调度执行模块利用相应的电磁开关，对配电站中的电路接通进行控制；配电站通过利用配电站内部的供电设备为负载供电；通过信息管理模块利用相应的程序，对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存。本发明能够优化用电，保证负载设备的正常运行。

Description

一种环网柜配电自动化改造装置及控制方法
技术领域
本发明属于电气器械技术领域，尤其涉及一种环网柜配电自动化改造装置及控制方法。
背景技术
目前，配电作为电能发变送配中的最后一个环节，在电力生产中具有非常重要的作用，由于历史原因，过去配电设备的自动化程度不高。随着经济的发展和生活水平的提高，对供电质量和可靠性提出了更高的要求，大规模的两网改造结束后，配电网的布局得到了优化，需要进一步提高配电网的可靠性。为了实现上述的目的，环网柜配电自动化改造装置发挥着关键性的作用。但是现有的环网柜配电自动化不能获取负载的运行状态，极易引起电流或者电压的过大，损坏相应的负载器件；现有的环网柜配电自动化系统会出现负载断路器的误分合闸操作，易产生较大的电压电流。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有的环网柜配电自动化不能获取负载的运行状态，极易引起电流或者电压的过大，损坏相应的负载器件。
(2)现有的环网柜配电自动化系统会出现负载断路器的误分合闸操作，易产生较大的电压电流。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种环网柜配电自动化改造装置及控制方法。
本发明是这样实现的，一种环网柜配电自动化控制方法包括：
步骤一，通过用电管理模块利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数；
步骤二，根据用电管理模块采集到的用电数据信息，数据处理中心进行用电数据模拟、数据分析、数据判断和数据输出；
步骤三，根据数据处理中心判断分析的用电数据，调度执行模块利用相应的电磁开关，对配电站中的电路接通进行控制；配电站通过利用配电站内部的供电设备为负载供电；
步骤四，通过信息管理模块利用相应的程序，对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存；
步骤五，通过运行状态监测模块通过对数据处理中心处理的数据信息进行实时监测，对设备的运行状态进行监测，并将故障数据进行识别上传；
步骤六，当线路中出现故障停电后，通过馈线自动化模块对故障位置进行定位、故障隔离、转移和恢复供电控制。
进一步，所述步骤二中，对数据分析的具体过程包括以下步骤：
根据检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，对生存过程进行描述，研究生存时间的分布规律；
通过对检测数据的对比分析，研究两组或多组生存时间的分布规律，并进行比较；
确定相应用电设备的电压或者电流过大的危险因素，研究危险因素对生存过程的影响；
将生存时间与相关危险因素的依存关系用一个数学式子表示出来，对后期检测的数据进行分析判断。
进一步，所述步骤二中，数据输出需要进行加密，具体的加密方法包括：
云服务器或者用电设备控制器生成AES密钥，并保存AES密钥；
云服务器或者用电设备控制器用AES密钥对请求传输数据进行加密，使用RSA公钥对AES密钥加密，然后把值放到自定义的一个请求头中云服务器或者用电设备控制器向数据处理中心发起请求；
数据处理中心受到自定义的请求头值，然后使用RSA私钥解密，拿到AES密钥，使用AES密钥对请求数据解密，对响应数据使用AES密钥加密；
数据处理中心向云服务器或者用电设备控制器发出响应，云服务器或者用电设备控制器受到数据处理中心加密数据，并使用之前保存的AES密钥解密。
进一步，所述步骤四中，信息管理模块中对数据进行分类的过程，如下：
接收数据处理中心传递来的各种用电信息、设备信息和计算数据；根据分类要求，计算每种类型数据的适应度值；
根据每种类型数据的使用度值，分成具有一定特征的样本组；根据杂交原则和自交原则，产生最优样本；
在杂交产生的最优样本和自交原则产生的最优样本之间，比较选择出最优的样本；
将最优样本作为聚类中线，对其他需要分类的数据旋紧分类。
进一步，所述步骤六中，对故障位置进行定位时，采用的具体方法为：
实时检测配电线路的相分量和零序分量，并根据所述相分量和零序分量判断是否发生故障；
如果发生故障，则选定故障边界设备，并对所述故障边界设备进行周边设备的故障判定得到多个故障定位基点；
根据所述故障定位基点计算传输路径，并根据所述传输路径的计算结果得到预测故障点；
计算所述预测故障点的可信度，在所述可信度低于预设阈值的情况下进行故障定位容错处理，得到故障定位结果，并将所述故障定位结果发送至监控中心。
进一步，所述环网柜配电自动化改造装置包括：
用电管理模块，与数据处理中心连接，利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数；
数据处理中心，与数据处理中心连接，根据用电管理模块采集到的用电数据信息，进行相应的分析判断；
调度执行模块，与数据处理中心连接，利用相应的电磁开关，对配电站中的电路接通进行控制；
供电模块，与数据处理中心连接，通过利用配电站内部的供电设备为负载供电；
信息管理模块，与数据处理中心连接，利用相应的程序，对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存；
运行状态监测模块，与数据处理中心连接，通过对数据处理中心处理的数据信息进行实时监测，对设备的运行状态进行监测，并将故障数据进行识别上传；
馈线自动化模块，与数据处理中心连接，当线路中出现故障停电后，进行故障位置进行定位、故障隔离、转移和恢复供电控制。
进一步，所述运行状态监测模块包括：
正常状态监测单元，在设备正常运行时，对设备的运行数据进行监测记录，正常状态下的采集量主要有：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电量等遥测信息和开关设备的运行状态等遥信信息；
事故状态监测单元，在设备运行出现故障时，对设备的故障数据信息进行识别提取上传。
进一步，所述事故状态监测单元还包括：
检测是否获取到运维人员发送的维修确认信息，所述维修确认信息包括维修周期；
在确定获取到所述维修确认信息后，根据所述维修周期生成故障维修单追踪时限；
监测所述故障维修单中故障在所述追踪时限内是否已消除；
在未获取到所述维修确认信息或监测到所述故障维修单中故障未消除时，进行报警提示。
进一步，所述馈线自动化模块包括：
故障定位单元，用于快速对线路故障位置进行定位；
故障隔离单元，用于将故障点两端分段开关断开，将故障区域隔离；
负荷转移单元，用于利用配电网重构功能将负荷转供，自动恢复非故障区域的供电。
进一步，所述数据处理中心包括：
数据模拟单元，与中央控制单元连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流、用电设备的信息和判断出的用电参数，利用相应的模型进行供电模拟，观察模拟用电设备的运行情况；
数据分析单元，与中央控制单元连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，对各个数据进行分析，输出相应的用电数据参数；
中央控制单元，分别与各个单元连接，协调各个单元正常运行；
判断单元，与中央控制单元连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，判断当前输出的电流电压是否满足用电设备；
数据输出单元，与中央控制单元连接，通过无线信号发射器将相应的结果传递到云服务器，或者通过相应的数据传输接口，传递到与数据处理中心相连接的单元。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本申请中用电管理模块利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数，能够准确采集负载的状态，保证控制系统不会出现负载断路器的误分合闸操作；同时根据相应的往期数据进行时间延时控制，以免对用电设备造成较大的电流电压冲击，并且能够优化用电。通过馈线自动化模块能够缩小事故停电区域，提高事故抢修效率，缩小停电周期，提高供电可靠性。
本发明数据处理中心中设置有数据模拟模块、数据分析模块、判断模块，根据用电管理模块检测到的输出、输入电压电流、用电设备的信息和判断出的用电参数，利用相应的模型进行供电模拟，观察模拟用电设备的运行情况；并且对各个数据进行分析，输出相应的用电数据参数；同时根据用电管理模块检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，判断当前输出的电流电压是否满足用电设备，避免系统电压电流不稳定，造成用电设备的损坏，可以有效保证用电设备的正常运行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的环网柜配电自动化改造装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的数据处理中心结构示意图。
图中：1、用电管理模块；2、数据处理中心；3、调度执行模块；4、配电站；5、信息管理模块；6、运行状态监测模块；7、馈线自动化模块；21、数据模拟单元；22、数据分析单元；23、中央控制单元；24、判断单元；25、数据输出单元。
图3是本发明实施例提供的环网柜配电自动化控制方法流程图。
图4是本发明实施例提供的数据分析的具体过程方法流程图。
图5是本发明实施例提供的故障位置定位方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种环网柜配电自动化改造装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的环网柜配电自动化改造装置包括：
用电管理模块1，与数据处理中心2连接，利用相应的器件检测进线和出线电流、电压；采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数。
数据处理中心2，与数据处理中心2连接，根据用电管理模块采集到的用电数据信息，进行相应的分析判断。
调度执行模块3，与数据处理中心2连接，利用相应的电磁开关，对配电站4中的电路接通进行控制。
配电站4，与数据处理中心2连接，通过利用配电站4内部的供电设备为负载供电。
信息管理模块5，与数据处理中心2连接，利用相应的程序。对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存。
运行状态监测模块6，与数据处理中心连接，通过对数据处理中心处理的数据信息进行实时监测，对设备的运行状态进行监测，并将故障数据进行识别上传。
馈线自动化模块7，与数据处理中心连接，当线路中出现故障停电后，进行故障位置进行定位、故障隔离、转移和恢复供电控制。
本发明实施例提供的运行状态监测模块包括：
正常状态监测单元，在设备正常运行时，对设备的运行数据进行监测记录，正常状态下的采集量主要有：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电量等遥测信息和开关设备的运行状态等遥信信息。
事故状态监测单元，在设备运行出现故障时，对设备的故障数据信息进行识别提取上传。
本发明实施例提供的事故状态监测单元还包括：
检测是否获取到运维人员发送的维修确认信息，所述维修确认信息包括维修周期；在确定获取到所述维修确认信息后，根据所述维修周期生成故障维修单追踪时限；监测所述故障维修单中故障在所述追踪时限内是否已消除；在未获取到所述维修确认信息或监测到所述故障维修单中故障未消除时，进行报警提示。
本发明实施例提供的馈线自动化模块包括：
故障定位单元，用于快速对线路故障位置进行定位。
故障隔离单元，用于将故障点两端分段开关断开，将故障区域隔离。
负荷转移单元，用于利用配电网重构功能将负荷转供，自动恢复非故障区域的供电。
如图2所示，本发明实施例提供的数据处理中心2包括：
数据模拟单元21，与中央控制单元23连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流、用电设备的信息和判断出的用电参数，利用相应的模型进行供电模拟，观察模拟用电设备的运行情况。
数据分析单元22，与中央控制单元23连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，对各个数据进行分析，输出相应的用电数据参数。
中央控制单元23，分别与各个单元连接，协调各个单元正常运行。
判断单元24，与中央控制单元23连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，判断当前输出的电流电压是否满足用电设备。
数据输出单元25，与中央控制单元23连接，通过无线信号发射器将相应的结果传递到云服务器，或者通过相应的数据传输接口，传递到与数据处理中心相连接的单元。
如图3所示，本发明实施例提供的环网柜配电自动化控制方法，包括：
S101：通过用电管理模块利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数。
S102：根据用电管理模块采集到的用电数据信息，数据处理中心进行用电数据模拟、数据分析、数据判断和数据输出。
S103：根据数据处理中心判断分析的用电数据，调度执行模块利用相应的电磁开关，对配电站中的电路接通进行控制；配电站通过利用配电站内部的供电设备为负载供电。
S104：通过信息管理模块利用相应的程序，对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存。
本发明实施例提供的步骤S102中，对数据分析的具体过程包括以下步骤：
S201：根据检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，对生存过程进行描述，研究生存时间的分布规律。
S202：通过对检测数据的对比分析，研究两组或多组生存时间的分布规律，并进行比较。
S203：确定相应用电设备的电压或者电流过大的危险因素，研究危险因素对生存过程的影响。
S204：将生存时间与相关危险因素的依存关系用一个数学式子表示出来，对后期检测的数据进行分析判断。
本发明实施例提供的步骤S102中，数据输出需要进行加密，具体的加密方法包括：
云服务器或者用电设备控制器生成AES密钥，并保存AES密钥。
云服务器或者用电设备控制器用AES密钥对请求传输数据进行加密，使用RSA公钥对AES密钥加密，然后把值放到自定义的一个请求头中云服务器或者用电设备控制器向数据处理中心发起请求。
数据处理中心受到自定义的请求头值，然后使用RSA私钥解密，拿到AES密钥，使用AES密钥对请求数据解密，对响应数据使用AES密钥加密。
数据处理中心向云服务器或者用电设备控制器发出响应，云服务器或者用电设备控制器受到数据处理中心加密数据，并使用之前保存的AES密钥解密。
本发明实施例提供的步骤S104中，信息管理模块中对数据进行分类的过程，如下：
接收数据处理中心传递来的各种用电信息、设备信息和计算数据。根据分类要求，计算每种类型数据的适应度值。
根据每种类型数据的使用度值，分成具有一定特征的样本组。根据杂交原则和自交原则，产生最优样本。
在杂交产生的最优样本和自交原则产生的最优样本之间，比较选择出最优的样本。
将最优样本作为聚类中线，对其他需要分类的数据旋紧分类。
如图5所示，本发明实施例提供的步骤S106中，对故障位置进行定位时，采用的具体的故障位置定位方法为：
S301：实时检测配电线路的相分量和零序分量，并根据所述相分量和零序分量判断是否发生故障。
S302：如果发生故障，则选定故障边界设备，并对所述故障边界设备进行周边设备的故障判定得到多个故障定位基点。
S303：根据所述故障定位基点计算传输路径，并根据所述传输路径的计算结果得到预测故障点。
S304：计算所述预测故障点的可信度，在所述可信度低于预设阈值的情况下进行故障定位容错处理，得到故障定位结果，并将所述故障定位结果发送至监控中心。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环网柜配电自动化控制方法，其特征在于，所述环网柜配电自动化控制方法包括以下步骤：
步骤一，通过用电管理模块利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数；
步骤二，根据用电管理模块采集到的用电数据信息，数据处理中心进行用电数据模拟、数据分析、数据判断和数据输出；
步骤三，根据数据处理中心判断分析的用电数据，调度执行模块利用相应的电磁开关，对配电站中的电路接通进行控制；配电站通过利用配电站内部的供电设备为负载供电；
步骤四，通过信息管理模块利用相应的程序，对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存；
步骤五，通过运行状态监测模块通过对数据处理中心处理的数据信息进行实时监测，对设备的运行状态进行监测，并将故障数据进行识别上传；
步骤六，当线路中出现故障停电后，通过馈线自动化模块对故障位置进行定位、故障隔离、转移和恢复供电控制。
2.如权利要求1所述的环网柜配电自动化控制方法，其特征在于，所述步骤二中，对数据分析的具体过程包括以下步骤：
根据检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，对生存过程进行描述，研究生存时间的分布规律；
通过对检测数据的对比分析，研究两组或多组生存时间的分布规律，并进行比较；
确定相应用电设备的电压或者电流过大的危险因素，研究危险因素对生存过程的影响；
将生存时间与相关危险因素的依存关系用一个数学式子表示出来，对后期检测的数据进行分析判断。
3.如权利要求1所述的环网柜配电自动化控制方法，其特征在于，所述步骤二中，数据输出需要进行加密，具体的加密方法包括：
云服务器或者用电设备控制器生成AES密钥，并保存AES密钥；
云服务器或者用电设备控制器用AES密钥对请求传输数据进行加密，使用RSA公钥对AES密钥加密，然后把值放到自定义的一个请求头中云服务器或者用电设备控制器向数据处理中心发起请求；
数据处理中心受到自定义的请求头值，然后使用RSA私钥解密，拿到AES密钥，使用AES密钥对请求数据解密，对响应数据使用AES密钥加密；
数据处理中心向云服务器或者用电设备控制器发出响应，云服务器或者用电设备控制器受到数据处理中心加密数据，并使用之前保存的AES密钥解密。
4.如权利要求1所述的环网柜配电自动化控制方法，其特征在于，所述步骤四中，信息管理模块中对数据进行分类的过程，如下：
接收数据处理中心传递来的各种用电信息、设备信息和计算数据；根据分类要求，计算每种类型数据的适应度值；
根据每种类型数据的使用度值，分成具有一定特征的样本组；根据杂交原则和自交原则，产生最优样本；
在杂交产生的最优样本和自交原则产生的最优样本之间，比较选择出最优的样本；
将最优样本作为聚类中线，对其他需要分类的数据旋紧分类。
5.如权利要求1所述的环网柜配电自动化控制方法，其特征在于，所述步骤六中，对故障位置进行定位时，采用的具体方法为：
实时检测配电线路的相分量和零序分量，并根据所述相分量和零序分量判断是否发生故障；
如果发生故障，则选定故障边界设备，并对所述故障边界设备进行周边设备的故障判定得到多个故障定位基点；
根据所述故障定位基点计算传输路径，并根据所述传输路径的计算结果得到预测故障点；
计算所述预测故障点的可信度，在所述可信度低于预设阈值的情况下进行故障定位容错处理，得到故障定位结果，并将所述故障定位结果发送至监控中心。
6.一种实施如权利要求1-5任意一项所述的环网柜配电自动化控制方法的环网柜配电自动化改造装置，其特征在于，所述环网柜配电自动化改造装置包括：
用电管理模块，与数据处理中心连接，利用相应的器件检测进线和出线电流、电压，采集负载断路器的状态，并且获取负载的设备用电参数；
数据处理中心，与数据处理中心连接，根据用电管理模块采集到的用电数据信息，进行相应的分析判断；
调度执行模块，与数据处理中心连接，利用相应的电磁开关，对配电站中的电路接通进行控制；
供电模块，与数据处理中心连接，通过利用配电站内部的供电设备为负载供电；
信息管理模块，与数据处理中心连接，利用相应的程序，对用电管理模块采集的用电数据、数据处理中心处理的过程数据进行相应的储存；
运行状态监测模块，与数据处理中心连接，通过对数据处理中心处理的数据信息进行实时监测，对设备的运行状态进行监测，并将故障数据进行识别上传；
馈线自动化模块，与数据处理中心连接，当线路中出现故障停电后，进行故障位置进行定位、故障隔离、转移和恢复供电控制。
7.如权利要求6所述的环网柜配电自动化改造装置，其特征在于，所述运行状态监测模块包括：
正常状态监测单元，在设备正常运行时，对设备的运行数据进行监测记录，正常状态下的采集量主要有：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电量等遥测信息和开关设备的运行状态等遥信信息；
事故状态监测单元，在设备运行出现故障时，对设备的故障数据信息进行识别提取上传。
8.如权利要求7所述的环网柜配电自动化改造装置，其特征在于，所述事故状态监测单元还包括：
检测是否获取到运维人员发送的维修确认信息，所述维修确认信息包括维修周期；
在确定获取到所述维修确认信息后，根据所述维修周期生成故障维修单追踪时限；
监测所述故障维修单中故障在所述追踪时限内是否已消除；
在未获取到所述维修确认信息或监测到所述故障维修单中故障未消除时，进行报警提示。
9.如权利要求6所述的环网柜配电自动化改造装置，其特征在于，所述馈线自动化模块包括：
故障定位单元，用于快速对线路故障位置进行定位；
故障隔离单元，用于将故障点两端分段开关断开，将故障区域隔离；
负荷转移单元，用于利用配电网重构功能将负荷转供，自动恢复非故障区域的供电。
10.如权利要求6所述的环网柜配电自动化控制方法，其特征在于，所述数据处理中心包括：
数据模拟单元，与中央控制单元连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流、用电设备的信息和判断出的用电参数，利用相应的模型进行供电模拟，观察模拟用电设备的运行情况；
数据分析单元，与中央控制单元连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，对各个数据进行分析，输出相应的用电数据参数；
中央控制单元，分别与各个单元连接，协调各个单元正常运行；
判断单元，与中央控制单元连接，根据用电管理单元检测到的输出、输入电压电流和用电设备的信息，判断当前输出的电流电压是否满足用电设备；
数据输出单元，与中央控制单元连接，通过无线信号发射器将相应的结果传递到云服务器，或者通过相应的数据传输接口，传递到与数据处理中心相连接的单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111864904A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 张琴光 一种配电监控终端
CN115808643A (zh) * 2023-02-06 2023-03-17 北京瑞阳伟业科技有限公司 一种具有实时数据获取的电气柜功能测试台

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