CN111835082A - 一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其基于地铁直流牵引供电系统特点与人工故障处理经验，采取了电力监控系统(PSCADA)与智能视频分析系统相结合的方式，用软件代替人工完成故障类型判别、故障定位、故障处理策略生成、系统故障自愈控制等工作。本发明摒弃了传统预置运行状态切换操作票这种固定方式，创造性的提出单元操作票概念。结合智能故障处理策略，可智能生成操作票，真正的实现了故障自愈全流程的智能控制。本发明可在保证安全可靠的前提下代替运维人员的工作，可有效提升故障处理效率，降低运维成本，保障列车运行安全。

Description

一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法
技术领域
本发明涉及一种供电系统控制方法，尤其是涉及一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法。
背景技术
地铁直流牵引供电系统是地铁列车的动力来源，它的安全可靠运行是列车正常运行的保障。当地铁直流牵引供电系统出现故障时，将可能导致列车供电中断，不仅会造成地铁交通运输的瘫痪，甚至还会危及乘客的生命财产安全。
目前，地铁直流牵引供电系统在发生故障后,只能依赖人工进行故障处理。在故障发生后，运维人员首先进行各系统多方式的故障信息收集，并在此基础上依赖经验对故障类型及故障位置进行初次判别。然后通过手动切换各种运行模式的来排除、确定故障点，如列车降弓运行、馈线开关强送等。在确定故障位置后，运维人员还需要手动进行故障隔离，制订及执行系统恢复供电的远程操作。最后，在确保列车正常供电后，安排人员对故障点进行维修处理，并加强故障区域的巡视工作。在整个人工故障处理过程中，存在耗时长、高度依赖人工经验等问题，而且故障定位判别需要多次手动切换运行模式，会对设备及人身安全产生再次危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，本方法在整个故障处理过程中，故障恢复快、不依赖人工经验、自动化程度高且无需多次手动切换运行模式，不会对设备及人身安全产生次生危害。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，所述的地铁直流牵引供电系统包括：所述的地铁直流牵引供电系统包括：每站设有两路直流进线开关(201和202)输出1500V直流给正极母线；相邻站的上行供电区间由相邻站的直流正极母线通过各站的上行母线开关(211和213)双边供电、下行供电区间由相邻站的直流正极母线通过各站的下行母线开关(212和214)双边供电；各站的上行母线开关(211和213)中间设有越区隔离开关(2113)、下行母线开关(212和214)中间设有越区隔离开关(2124)；
所述的地铁直流牵引供电系统设有电力监控系统(PSCADA)与智能视频分析系统；所述的PSCADA系统设有人工或深度学习输入故障判定策略的策略库和根据推理结果输出处理策略的自愈决策库；
所述的方法特征是包括以下步骤：
S1：直流牵引供电系统运行信息监测
运行信息监测采用电力监控系统(PSCADA)与智能视频分析系统相结合的方式进行，PSCADA系统为主，智能视频分析系统为辅；
所述的PSCADA系统监控的信息包括：1)开关、刀闸、手车和地刀一次设备位置信号；2)直流母线电压、线路电流和功率等电气模拟量；3)继电保护及自动化装置采集的报警信号及保护动作信号；所述的智能视频分析系统分析的对象包括：1)设备面板信息识别，包括指示灯、把手、压板和表计；2)一次设备本体信息识别，包括异响、冒烟、温度和电光现象；3)设备空间状态识别，包括温度、湿度、异物入侵和漏水；
S2：是否发生故障判别：是则进入S3否则返回S1；
正常运行时，开关、手车、刀闸在合位，地刀在分位，电压在正常范围1000V～1800V内波动(以直流1500V牵引系统为例)，告警信号中无保护动作、跳闸信号；PSCADA对以上信息进行实施监测，并与智能视频对一次设备及继电保护面板的分析结果进行对比，若两者都满足以上运行状态条件，则判定系统为正常运行，故障自愈的智能控制流程处于热备状态。
在正常运行状态下，经双系统对比确认，监测到开关位置由合到分变位、电压降低到正常范围1000V以外，并出现了保护动作、开关跳闸等信号，采用不同权重对以上信息进行系统故障概率(P)计算，当故障概率P值大于设定值时，则判断为系统故障，进入S3。
S3：故障类型判别
根据是否影响列车供电与故障处理方式，将故障类型分为瞬时性故障与永久性故障两种，弱化故障类型判别的难度，提高准确性。
瞬时性故障是一种仅短暂影响电气设备的介电性能，且可在短时间内自行恢复的故障。出现短时间(秒级)停电后恢复供电，故障过程伴随着保护动作后复归、重合闸动作、电压降低后恢复、开关跳闸后重合等特征的出现。采用从故障特征溯源的方式，特征信息经PSCADA与视频分析系统对比确认后，采用不同权重进行系统故障概率(P)计算，当P值大于设定值时，判断为瞬时性故障后进入S4。
永久性故障是一种影响设备运行，不采取措施就不能恢复设备正常运行的故障。其特征表现为故障发生后不能自动恢复供电，故障过程伴随着保护动作→保护跳闸→重合闸动作→保护跳闸、开关合位→分位→合位→分位、电压降低到正常范围以外等信号的出现。采用从故障特征溯源的方式，特征信息经PSCADA与视频分析系统对比确认后，采用不同权重进行系统故障概率(P)计算，当P值大于设定值时，判断为永久性故障后进入S4。
S4：故障处理策略生成
根据S3判断的结果分别进入瞬时性故障与永久性故障的处理流程，生成不同的处理策略。
瞬时性故障在继电保护重合闸动作后，故障已经消失，系统恢复了供电。其故障处理策略为：根据变位开关的调度编号及视频分析的开关变位信息确定故障对象，结合保护动作信息输出故障简报信息后直接进入S6。
永久性故障在继电保护重合闸动作后，故障依然存在，系统出现供电中断。当判定为永久性故障后，系统故障自愈智能控制进入故障定位流程。结合地铁直流牵引供电系统的一次系统结构，按不同的处理策略将故障定位划分为列车故障、接触网故障(含馈线电缆故障)、牵引所内故障(含开关本体故障)三种类型。
当出现列车故障时，智能视频分析系统对一次设备、接触网的图像分析结果显示无异常声光电现象。PSCADA系统通过对比供电区间内继电保护装置监测到的故障电流大小与方向，并对接收到的列车运行电流大小及故障告警信息与预置的不同位置故障特征进行智能对比分析，判定为列车故障时，由系统软件通知机车专业处理。在系统软件收到故障车辆降弓信息后，根据拓扑关系，按送电流程对已跳闸的开关进行操作设备对象及操作顺序，生成表单后进入S5。
接触网故障主要特征表现为供电区间内的各馈线开关继电保护装置监测到的故障电流大小与方向的不同。故障电流大于正常运行电流，同一故障区间开关电流方向均为负(以流向正极母线为正)，相邻馈线开关电流为正方向。此外，视频监测到的开关、牵引所内设备，列车状态无异常情况。对以上信息与预置的接触网故障特征进行智能对比分析，当判定为接触网故障时，由于接触网无备用，其发生的永久性故障无法通过切换运行模式恢复供电。智能控制流程将故障信息整合并结合策略库给出处理意见，交由人工处理，流程处理结束。
当发生牵引所内故障时，供电区间内开关故障电流方向相反，相邻供电区间开关柜电流为正方向，牵引所内设备存在异常声光电情况。对以上信息与预置的接触网故障特征进行智能对比分析，在判定为牵引所内故障后，根据一次拓扑关系对本供电区间及相邻供电区间的带电情况进行监测，按预置的故障运行模式切换确定操作设备对象及操作顺序表单后进入S5。
S5：智能生成操作票
根据S3中故障处理策略确定的操作设备对象及操作顺序，调用预置的单元操作票，自动生成智能操作票进入S6。
将可操作的一次设备对象按控制方式划分为控分、控合两种单元操作票，每个单元操作票由以下三部分构成：
①操作前的防误条件校验；
②遥控操作执行(遥控分或者遥控合)；
③执行结果返校。
所述的单元操作票内容具体包括：
地铁线路，编号和时间，操作开始时间和结束时间，故障类型和故障设备，操作任务内容，执行结果，备注，检修人，确认人和审核人；
操作任务内容又包括：执行字也即执行顺序、操作单元票归属、操作项目、牵引所名称、归属区间、执行指令和校验结果；
智能生成的操作票自动按步骤顺序执行，并预留了运维人员确认执行步骤。正常情况下，智能控制流程按操作票的操作顺序自动执行项目，直至操作票内容全部执行结束；
当出现某一步骤不满足条件时，将终止智能控制程序并将相关信息进行移动推送，由运维人员判断是否继续进行或终止。
S6：判断是否通过防误校验判别，若是则进入S7，否则进行人工核查是否执行自动控制判别；人工核查结果若是则进入S7，否则通知检修人员人工处理后进入S11；
是否通过防误校验判别为：自动控制过程中，设备操作前的防误条件由PSCADA系统根据实时采集的信息联合视频分析结果进行条件是否满足的判断；
S7：自动控制：执行机构执行控制命令；
自动控制执行机构执行控制命令是指将遥控命令下发至牵引所端的智能二次设备进行一次设备的分、合控制；牵引所端智能二次设备进行遥控命令的执行出口前将进行自身的控制防误校验，并将一次设备的操作结果回传系统进行返校确认；
防误校验监视整个自动控制过程，采取电气信号与视频信号双系统对比判断的方式进行。
S8：操作流程是否完成判别，是则进入S9否则返回S6；
S9：自愈控制结果判断
在完成智能控制操作后，需对系统故障自愈智能控制结果判断。若是系统已恢复正常供电状态，则整个故障自愈智能控制过程结束，系统将控制结果告知运维人员后进入S10。若是在第一次智能控制后再次出现故障跳闸，将结合两次保护动作的故障信息再次进入S2。系统带有记忆及自动学习功能，第二次自愈控制策略将在第一次操作结果的基础上进行推理。
S10：用户端输出系统自愈结果；
S11：自愈控制流程结束，返回S1。
本发明采用电力监控系统(PSCADA)与智能视频分析系统相结合，并创造性的提出单元操作票概念，实现故障自愈全流程的智能控制。本发明涵盖了地铁直流牵引供电系统的多种故障状态，能够适应多种复杂故障下的直流供电系统自愈要求。
本发明的有益效果描述：
针对目前地铁直流牵引供电系统因依赖人工而导致的故障恢复时效性差、自动化化程度低等现状，提出了一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法。本发明基于地铁直流牵引供电系统特点与人工故障处理经验，从直流牵引供电系统层面实现了故障自愈的智能控制方法。
本发明采取了电力监控系统信号(PSCADA)与智能视频分析系统相结合的方式，完成故障类型判别、故障定位、故障处理策略生成、系统故障自愈控制等工作。摒弃了传统预置运行状态切换操作票这种固定方式，创造性的提出单元操作票概念，结合智能故障处理策略，可智能生成操作票，真正的实现了故障自愈全流程的智能控制。
本发明在保证安全、可靠的前提下代替运维人员的工作，可有效提升故障处理效率，降低运维成本，保障列车运行安全。这对地铁的正常运维与保障乘客生命安全具有重大意义，将会产生巨大的经济效益及社会效益。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明实施例的母线故障原理分析示意图。
具体实施方式
下面将结合地铁牵引供电系统实际可能发生的故障，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
案例：B站直流牵引系统正极母线永久性故障自愈的智能控制方法
如图2所示，A、B、C牵引变电所分别经过本所内的201、202开关将1500V直流供给正极母线，各牵引所211、213、212、214从直流正极母线取电后供给上下行接触网。
A站-B站的上行接触网供电区间由A站213开关和B站211开关双边供电，B站-C站的上行接触网供电区间由B站213开关和C站211开关双边供电，B站上行接触网越区隔离开关2113处于分位。
A站-B站的下行接触网供电区间分别由A站214开关和B站212开关双边供电，B站-C站的下行接触网供电区间由B站214开关和C站212开关双边供电，B站下行接触网越区隔离开关2124处于分位。
所述的地铁直流牵引供电系统设有电力监控系统(PSCADA)与智能视频分析系统，所述的PSCADA系统设有人工或深度学习输入故障判定策略的策略库和根据推理结果输出处理策略的自愈决策库。
当B站直流牵引系统正极母线发生永久性故障k1时，其自愈智能控制步骤如下：
S1：直流牵引供电系统运行信息监测
PSCADA系统采集监控的信息包括：1)开关、刀闸、手车和地刀一次设备位置信号；2)直流母线电压、线路电流和功率电气模拟量；3)继电保护及自动化装置采集的报警信号及保护动作信号；所述的智能视频分析系统采集分析的对象包括：1)设备面板信息识别，包括指示灯、把手、压板和表计；2)一次设备本体信息识别，包括异响、冒烟、温度和电光；3)设备空间状态识别，包括温度、湿度、异物入侵和漏水。
S2：是否发生故障判别
①故障前的运行状态判断
PSCADA系统联合视频分析系统监测到A、B、C站直流牵引变电所的开关201、202、211、213、212、214处于合位，跨区隔离刀闸2113、2124处于分位，正极直流母线电压在1000V～1800V范围之内，告警信号中无保护动作、跳闸信号，判定系统处于正常运行的双边供电状态，自愈智能控制处于待命启动状态。
②故障时的信息收集
PSCADA系统监测到B站进线开关201、202开关大电流脱扣保护动作信号值为1，故障电流I大于保护整定值12000A，达到13720A、13710A，故障电流方向为正向(以流入正极母线为正)，开关位置由合位变为分位。
B站馈线开关211、213、212、214开关依次发生了大电流脱扣保护动作、重合闸动作、大电流脱扣保护动作，故障电流I大于保护整定值10000A,对应的故障电流分别为11433A、11431A、11430A、11430A，均为负方向，开关变位情况为：合→分→合→分。
A站馈线开关213、214开关发生联跳保护动作、重合闸动作、联跳保护动作，故障电流I大于保护整定值8600A,故障电流值为9033A、9035A，均为负方向，开关变位情况为：合→分→合→分。
C站馈线开关211、212开关发生联跳保护动作、重合闸动作、联跳保护动作，故障电流I大于保护整定值8600A,故障电流值为9033A、9035A，均为负方向，开关变位情况为：合→分→合→分。
B站直流正极母线电压低于1000V，A-B-C站的供电区间上下行接触网出现失压信号。
通过电气监控系统与视频双系统确认系统发生故障，将监测到的故障时信息存库后进入S3。
S3：故障类型识别及S4：故障处理策略生成
将S1监测到的故障时信息与决策库中的故障类型信息特征进行比对，发现A站213、214，B站211、212、213、214，C站211、212开关均重合闸失败。在等待1.2倍重合闸延时后，B站直流正极母线电压仍低于1000V，A-B-C站的供电区间上下行接触网失压信号仍然为1；判定为永久性故障，进入S4。
①故障定位
·B站201、202进线开关和211、212、213、214馈线开关的故障电流均大于正常运行值5000A，电流方向均为正。
A站213、214馈线开关故障电流均大于正常运行值5000A，电流方向均为负。
A站211、212馈线开关故障电流均大于正常运行值5000A，电流方向均为负。
如图2箭头所示，开关故障电流以流入正极母线方向为正，流出正极母线方向为负，根据决策库中的各位置故障时的电流大小及方向特征对比，故障定位为B站直流牵引正极母线故障，即牵引所内故障。
②供电模式切换确定
监测到B站211、212、213、214馈线开关分位，直流母线失压，2113、2124隔离刀闸分位。A站213、214馈线开关分位，A站直流母线电压正常。C站211、212馈线开关分位，C站直流母线电压正常。满足决策库中大小双边供电模式切换条件，，确定将B站退出，切换成大双边供电模式。
③自动操作流程确定
根据拓扑关系，调用决策库中处理决策：B站退出，切换成大双边供电的操作流程，并识别现有开关的实时位置，形成自动操作流程，具体如下：
a)分开B站2111、2131、2121、2141隔离开关；
b)合上B站2113、2124越区隔离开关；
c)合上A站213、214开关；
d)合上C站211、212开关。
S5：自动生成智能操作票
根据S4中的自动操作流程，自动调取2111、2131、2121、2141刀闸的控分单元操作票，2113、2124刀闸的控合单元操作票，A站211、213开关控合单元操作票，C站212、214开关控合单元操作票。并按自动操作流程的顺序自动组合成智能操作票，如表1所示。
表1：地铁直流牵引供电系统自愈智能操作票
Figure BDA0002504076710000121
Figure BDA0002504076710000131
Figure BDA0002504076710000141
S6：智能控制及防误判别及S7：自动控制执行机构执行控制命令
生成的智能操作票将自动按顺序执行，防误校验监视整个控制过程，下面以控分2111隔离开关为例进行说明。
a、根据实时采集的电气监控系统信号与智能视频分析结果确定211开关是否处于分闸位置？若不满足则转向人工选择，跳步执行b或结束智能控制。若211开关处于分位，转向b；
b、检查211开关无压信号是否为1，若不满足则转向人工选择，跳步执行c或结束智能控制。若满足，转向c；
c、检查2111隔离刀闸是否处于合闸位置？若不满足则转向人工选择，跳步执行d或结束智能控制。若满足，转向d；
d、下发2111隔离刀闸控分命令至B站牵引所内二次智能设备，若继电保护装置自我防误校验不通过，则将遥控失败信息返回，由人工进行现场故障排查。在继电保护装置完成自我防误校验后，出口控分指令至一次设备执行。
e、一次设备分闸后，将开关位置返回，确认2111刀闸控分操作结束，进入2121刀闸控分步骤，直至所有操作结束。若等待位置信号返回时间(3秒)后，仍未收到一次设备的分闸位置，转向人工选择，选择跳步或结束智能控制。
S8：操作流程是否完成判别，是则进入S9否则返回S6，S9：自愈控制结果判别，S10：用户端输出自愈结果；S11：自愈控制流程结束，返回S1。
在完成智能控制的全部操作后，检查A站-B站-C站上下行接触网供电区间的电压在1000V～1800V之间，接触网无失压信号，判定故障自愈智能控制完成；整理故障报告，移动推送给运维人员并给出B站母线故障的处理意见。同时，重新进入S1步骤。

Claims (9)

1.一种地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是包括以下依次进行的步骤：
S1：系统运行信息实时采集监测；
S2：是否发生故障判别：是则进入S3否则返回S1；
S3：故障类型判别:分为瞬时性故障和永久性故障，永久性故障又按故障位置分为列车故障、含馈线电缆故障的接触网故障和牵引所内故障；
S4：自愈决策库生成故障处理策略；
S5：自动生成智能操作票；
S6：判断是否通过防误校验判别，若是则进入S7，否则进行人工核查是否执行自动控制判别；人工核查结果若是则进入S7，否则通知检修人员人工处理后进入S11；
S7：自动控制：执行机构执行控制命令；
S8：操作流程是否完成判别，是则进入S9否则返回S6；
S9：自愈控制结束判别，是则进入S10否则返回S2；
S10：用户端输出自愈结果；
S11：自愈控制流程结束，返回S1。
2.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是：所述的地铁直流牵引供电系统包括：每站设有两路直流进线开关(201和202)输出1500V直流给正极母线；相邻站的上行供电区间由相邻站的直流正极母线通过各站的上行母线开关(211和213)双边供电、下行供电区间由相邻站的直流正极母线通过各站的下行母线开关(212和214)双边供电；各站的上行母线开关(211和213)中间设有越区隔离开关(2113)、下行母线开关(212和214)中间设有越区隔离开关(2124)；
所述的地铁直流牵引供电系统设有电力监控系统(PSCADA)与智能视频分析系统，所述的PSCADA系统设有人工或深度学习输入故障判定策略的策略库和根据推理结果输出处理策略的自愈决策库；
所述的步骤S1系统运行信息实时采集监测指：PSCADA系统采集监控的信息包括：1)开关、刀闸、手车和地刀一次设备位置信号；2)直流母线电压、线路电流和功率电气模拟量；3)继电保护及自动化装置采集的报警信号及保护动作信号；所述的智能视频分析系统采集分析的对象包括：1)设备面板信息识别，包括指示灯、把手、压板和表计；2)一次设备本体信息识别，包括异响、冒烟、温度和电光；3)设备空间状态识别，包括温度、湿度、异物入侵和漏水。
3.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是：所述的步骤S2为是否发生故障判别：当PSCADA及智能视频分析系统监测到地铁线路直流牵引供电系统的开关、刀闸、手车、越区隔离刀闸和地刀的位置均与其电流电压关系对应，即拓扑关系正确；另外直流正负极母线电压在1000V～1800V的正常范围内，并且继电保护装置及其他自动化装置无保护动作和跳闸信号，则判定地铁直流牵引供电系统为没发生故障，否则为发生故障。
4.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是：所述的步骤S3故障类型判别为：
当直流牵引供电系统出现短时停电，停电时间小于或等于瞬时故障判断的时间设定值，停电后自动恢复供电则判断为瞬时性故障，否则判断为永久性故障再进行故障位置判别；
所述的故障位置判别将故障定位划分为列车故障、含馈线电缆故障的接触网故障和牵引所内故障：
1)当智能视频分析系统对一次设备和接触网的分析结果显示无异常声光电现象、且PSCADA系统通过对比供电区间内继电保护装置监测到的故障电流大小大于正常运行电流及方向没有改变，并对接收到的列车运行电流大小及故障告警信息与预置的不同位置故障特征进行智能对比分析，判定为列车故障；
2)当监测到供电区间内的各馈线开关柜的继电保护装置的故障电流大小与方向的不同，即故障电流大于正常运行电流，同一故障区间开关电流方向均为负(以流向正极母线为正)，相邻馈线开关电流为正方向；此外，智能视频分析系统监测到的开关、牵引所内设备，列车状态无异常情况，则判定为接触网故障；
3)当监测到供电区间内开关故障电流方向相反，相邻供电区间开关柜电流为正方向，牵引所内设备存在异常声光电情况，则判定为牵引所内故障。
5.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是：所述的步骤S4自愈决策库生成故障处理策略为：
1)瞬时性故障：直接进入S9；
2)接触网故障：将故障信息整合并结合策略库给出的处理意见，通知检修人员人工处理后进入S11；
3)牵引所内故障：直接进入S5；
4)列车故障：输出判定结果给调度，车辆降弓隔离，交由列车班组解决，自愈决策库制订流程，确定恢复供电的操作设备对象及操作顺序，然后进入S5。
6.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是所述的步骤S5智能生成操作票为：调用由自愈决策库预置的单元操作票，确定操作设备对象及操作顺序后进入S6；
其中所述预置的单元操作票将可操作的一次设备对象按控制方式划分为控分、控合两种单元操作票，每个单元操作票由以下三部分构成：
①操作前的防误条件校验；
②遥控操作执行(遥控分或者遥控合)；
③执行结果返校；
单元操作票自动按操作票的操作顺序自动执行项目，并预留了运维人员确认执行步骤，直至操作票内容全部执行结束；
当出现某一步骤不满足条件时，将终止自动控制程序并将相关信息进行移动推送，由运维人员判断是否继续进行或终止。
7.根据权利要求6所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是：所述的单元操作票内容具体包括：
地铁线路，编号和时间，操作开始时间和结束时间，故障类型和故障设备，操作任务内容，执行结果，备注，检修人，确认人和审核人；
操作任务内容又包括：执行字也即执行顺序、操作单元票归属、操作项目、牵引所名称、归属区间、执行指令和校验结果。
8.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是：所述S6的是否通过防误校验判别为：自动控制过程中，设备操作前的防误条件由PSCADA系统根据实时采集的信息联合视频分析结果进行条件是否满足的判断；
所述S7的自动控制执行机构执行控制命令是指将遥控命令下发至牵引所端的智能二次设备进行一次设备的分、合控制；牵引所端智能二次设备进行遥控命令的执行出口前将进行自身的控制防误校验，并将一次设备的操作结果回传系统进行返校确认；
防误校验监视整个自动控制过程，采取电气信号与视频信号双系统对比判断的方式进行。
9.根据权利要求1所述的地铁直流牵引供电系统故障自愈的智能控制方法，其特征是所述的步骤S9自愈控制结束判别为：若系统恢复正常供电状态，则整个故障自愈智能控制过程结束，系统将控制结果告知运维人员后进入S10；
若在第一次智能控制后再次出现故障跳闸，将结合两次保护动作的故障信息再次进入S2。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421761A (zh) * 2020-11-29 2021-02-26 西南交通大学 一种枢纽牵引供电系统继电保护重构自愈方法
CN114734836A (zh) * 2022-04-01 2022-07-12 国电南瑞科技股份有限公司 大功率电动汽车供电系统、协调控制方法及电动汽车
CN116577607A (zh) * 2023-05-26 2023-08-11 西门子交通技术(北京)有限公司 故障定位方法、控制器、设备、供电网络及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219186A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-11 Grid Net, Inc. Energy switch router
CN101944777A (zh) * 2010-09-28 2011-01-12 上海市电力公司超高压输变电公司 一种超高压电网的智能自愈监控方法
CN103311910A (zh) * 2013-05-29 2013-09-18 西南交通大学 一种直流牵引供电系统与保护方法
CN103580286A (zh) * 2013-11-06 2014-02-12 北京四方继保自动化股份有限公司 智能配电网闭环自愈控制方法
CN109204389A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 济南轨道交通集团有限公司 一种地铁设备故障诊断和自愈方法、系统
CN109510299A (zh) * 2018-11-05 2019-03-22 国电南瑞科技股份有限公司 一种重载货运铁路越区供电模式下故障识别与决策系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219186A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-11 Grid Net, Inc. Energy switch router
CN101944777A (zh) * 2010-09-28 2011-01-12 上海市电力公司超高压输变电公司 一种超高压电网的智能自愈监控方法
CN103311910A (zh) * 2013-05-29 2013-09-18 西南交通大学 一种直流牵引供电系统与保护方法
CN103580286A (zh) * 2013-11-06 2014-02-12 北京四方继保自动化股份有限公司 智能配电网闭环自愈控制方法
CN109204389A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 济南轨道交通集团有限公司 一种地铁设备故障诊断和自愈方法、系统
CN109510299A (zh) * 2018-11-05 2019-03-22 国电南瑞科技股份有限公司 一种重载货运铁路越区供电模式下故障识别与决策系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨少伟: "智能牵引供电系统重组自愈技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421761A (zh) * 2020-11-29 2021-02-26 西南交通大学 一种枢纽牵引供电系统继电保护重构自愈方法
CN112421761B (zh) * 2020-11-29 2022-10-14 西南交通大学 一种枢纽牵引供电系统继电保护重构自愈方法
CN114734836A (zh) * 2022-04-01 2022-07-12 国电南瑞科技股份有限公司 大功率电动汽车供电系统、协调控制方法及电动汽车
CN116577607A (zh) * 2023-05-26 2023-08-11 西门子交通技术(北京)有限公司 故障定位方法、控制器、设备、供电网络及存储介质
CN116577607B (zh) * 2023-05-26 2024-05-03 西门子交通技术(北京)有限公司 故障定位方法、控制器、设备、供电网络及存储介质

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