CN112003373B - 分布式馈线系统和配电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种分布式馈线系统和配电系统，包括通信终端和分布式终端，每个自动化开关与一个分布式终端连接，每个分布式终端与一个通信终端连接，各个通信终端接入通信网络中，分布式终端用于收集与之连接的自动化开关的开关信息，并将本开关信息通过通信终端发送至其他分布式终端，以及通过通信终端接收其他分布式终端收集的自动化开关的开关信息，根据收集到的开关信息和接收到的开关信息判断线路故障情况，生成控制指令控制与分布式终端连接的自动化开关。本发明实施例中分布式终端之间的通信功能由通信终端实现，分布式终端保留保持通信以外的功能，调试时可将分布式终端本体调试和通信终端调试分离，调试简单灵活，且无需停电调试。

Description

分布式馈线系统和配电系统
技术领域
本发明实施例涉及配电技术领域，尤其涉及一种分布式馈线系统和配电系统。
背景技术
在配电技术领域中，电网中的馈线自动化分为速动型和缓动型分布式馈线自动化，相对于速动型分布式馈线自动化而言，缓动型分布式馈线自动化采用开环运行，不采用功率方向保护，故障处理时间比较充裕，对设备要求较低，在配网自动化中得到较为广泛的应用。
在馈线自动化中，分布式终端多采用成套设备，分布式终端集成了电压电流采集、故障检测、开关控制等三遥功能及终端之间快速通信，信息交互等功能，在发生故障时分布式终端之间传送故障信号、开关分合闸信号、保护动作信号等，在分布式终端安装后对通信功能进行调试时，存在以下问题：
1)需要多台分布式终端组网进行调试，往往需要较大场地；
2)分布式终端来源于不同厂家存在差异，发生误动时不同厂家责任区分也比较困难；
3)对已在运行的分布式终端，如果线路发生变化，需要重新调试，调试工作巨大，并且分布式终端已安装在不同地方，调试时沟通协调困难，同时需要配电设备停电，调试时间长。
发明内容
本发明实施例提供一种分布式馈线系统和配电系统，以解决现有技术中分布式馈线系统在对通信功能调试过程中所存在的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种分布式馈线系统，用于对配电线上的多个自动化开关进行控制，包括：通信终端和分布式终端，每个自动化开关与一个分布式终端连接，每个分布式终端与一个通信终端连接，各个通信终端接入通信网络中；
所述分布式终端用于收集与之连接的自动化开关的开关信息，并将所述开关信息通过所述通信终端发送至其他分布式终端，以及通过所述通信终端接收其他分布式终端收集的自动化开关的开关信息，根据收集到的开关信息和接收到的开关信息生成控制指令控制与所述分布式终端连接的自动化开关。
可选地，所述分布式终端包括故障检测模块、信息生成模块和信息发送模块；
所述故障检测模块用于检测流经所述自动化开关的电流；
所述开关信息生成模块用于在所述电流为故障电流时生成检测到故障电流的第一开关信息，在所述电流不是故障电流时生成未检测到故障电流的第二开关信息，以及根据所述第一开关信息及接收到的其它自动化开关的信息生成开关动作信息；
所述信息发送模块用于将所述第一开关信息和所述开关动作信息发送至于所述分布式终端连接的通信终端。
可选地，各个通信终端通过网络交换机接入通信网络中，每个所述通信终端包括：
目标地址保存模块，用于保存目标通信终端的通信地址，所述目标通信终端为与所述通信终端通信的对端通信终端；
信息发送模块，用于将所述开关信息发送至所述通信地址所指向的目标通信终端。
可选地，所述通信终端均包括：
处理器；
电源电路，所述电源电路的输出端与所述处理器连接以向所述处理器供电；
与所述处理器连接的有线网络接口；
与所述处理器连接的无线模块；
与所述处理器连接的RS232串口和/或RJ45网口；
与所述处理器连接的USB接口和存储介质；
其中，所述有线网络接口为电缆式以太网接口或者光纤以太网接口；所述无线网络接口为蓝牙接口、WiFi接口、LoRa接口中的一种。
可选地，所述通信终端的电源电路的输入端与所述分布式终端的电源连接，所述通信终端通过所述RS232串口与所述分布式终端连接，各个通信终端通过有线网络接口或者无线模块连接。
可选地，各个通信终端通过光纤以太网交换机接入光纤以太网通信网络中。
可选地，所述通信终端还用于将所述开关信息存储至所述存储介质。
可选地，所述通信终端还用于通过所述无线模块与移动终端通信，并将所述开关信息发送至移动终端，以在所述移动终端展示所述开关信息。
第二方面，本发明实施例提供了一种配电系统，包括配电线上的变电站的出线开关、保护测控装置、多个自动化开关以及本发明任一实施例所述的分布式馈线系统，所述出线开关通过配电线与多个自动化开关中的首开关连接，所述保护测控装置与所述出线开关连接，所述保护测控装置还与一个通信终端连接，与所述保护测控装置连接的通信终端接入所述分布式馈线系统中；
所述保护测控装置用于控制所述出线开关；
所述分布式馈线系统用于控制自动化开关以实现故障隔离和恢复供电。
可选地，所述保护测控装置连接的通信终端与所述首开关连接的分布式终端的通信终端连接。
本发明实施例的分布式馈线系统包括分布式终端和通信终端，配电线上的每个自动化开关与一个分布式终端连接，每个分布式终端与一个通信终端连接，各个通信终端接入通信网络中，分布式终端用于收集与之连接的自动化开关的开关信息，并通过通信终端发送至其他分布式终端，以及通过通信终端接收其他分布式终端收集的信息，根据收集到的开关信息和接收到的开关信息生成控制指令控制与之连接的自动化开关。本发明实施例中通信功能由通信终端实现，分布式终端保留保持通信以外的功能，调试时可将分布式终端本体调试和通信终端调试分离，在对通信功能调试时由于通信终端相对于现有成套分布式终端而言体积小，调试占用体积小，即使成套分布式终端来源于不同厂家也能够区分是哪个厂家的终端出现问题，责任区分明确，对于已运行的分布式馈线系统，线路变化需要重新调试时可以直接拆卸通信终端到实验室重新调试后再到现场安装，无需停电调试，调试非常灵活方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种分布式馈线系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中通信终端的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种配电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的分布式馈线系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例的分布式馈线系统用于对配电线上的多个自动化开关进行控制，该分布式馈线系统包括多个通信终端30和分布式终端20，每个自动化开关10与一个分布式终端20连接，每个分布式终端20与一个通信终端30连接，各个通信终端30接入通信网络中。
本发明实施例中，各个自动化开关10通过配电线连接，该配电线可以是传输生活或者工业用电的电缆而非通信线缆，自动化开关10可以是断路器或者其他负荷开关，通过自动化开关10可以实现某个供电区域断电隔离。分布式终端20也叫分布式保护测控终端，分布式终端20可以采集流过自动化开关10的电流，并对采集到的电流进行分析确定是否为故障电流以生成是否采集到故障电流的开关信息，并与邻近的自动化开关的分布式终端通信获得邻近的分布式终端生成的开关信息，通过开关信息定位故障点，从而控制相应的自动化开关10跳闸、合闸以实现故障定位、隔离和恢复供电。当然，开关信息还可以是分布式终端20对自动化开关10的合闸或分闸控制信号、自动化开关10动作信号等信息。
通信终端30可以是实现数据交换的终端，通信终端30可以通过传统以太网、光纤以太网、无线等方式实现通信，各个通信终端30可以是相同的通信终端，也可以是不同的通信终端。如图1所示，本发明实施例的通信终端30接入交换机，通过交换机使得各个通信终端30接入通信网络中实现通信，其中，交换机的数量可以是一个，即多个通信终端30接入同一个交换机40中，交换机40的数量可以是一个以上，各个交换机通信，该交换机可以是光纤以太网交换机获取传统的以太网交换机，示例性地，对于分布在各个地点的配电柜，该配电柜包括自动化开关10、分布式终端20和通信终端30，可以在某个地点的配电柜设置一个交换机40，各个地点的配电柜中的通信终端30通过光纤连接至该交换机40上。
本发明实施例的分布式馈线系统中，分布式终端20收集与之连接的自动化开关10的开关信息，并将开关信息通过通信终端30发送至其他分布式终端20，以及通过通信终端30接收其他分布式终端20收集的自动化开关10的开关信息，根据收集到的开关信息和接收到的开关信息生成控制指令控制与分布式终端20连接的自动化开关10。
示例性地，分布式终端20具有电压电流采集、故障检测、开关控制等三遥功能，在日常配电中，分布式终端20采集流过与之连接的自动化开关10的电流，并根据该电流确定是否存在故障电流，如果存在故障电流则生成包含检测到故障电流的开关信息，将该开关信息通过通信终端30转发至左右相邻的分布式终端，同时也可通过通信终端30接收到左右相邻的分布式终端发送的开关信息，最终对于配电线上的各个分布式终端20，可以根据本身的开关信息和相邻分布式终端20发送的开关信息确定故障点，并生成相应的合闸、分闸指令控制故障点两端的自动化开关跳闸实现故障隔离等操作。其中根据电流确定是否存在故障电流、定位故障点等可参考现有技术，在此不再详述。
在本发明的一个可选实施例中，分布式终端20可以包括故障检测模块、信息生成模块和信息发送模块，其中，故障检测模块可以是电流或者电压采集模块，故障检测模块用于采集流经各个自动化开关10的电流，信息生成模块用于在电流为故障电流时生成检测到故障电流的第一开关信息，在电流不是故障电流时生成未检测到故障电流的第二开关信息，并根据第一开关信息和接收到的其他自动化开关的开关信息生成开关动作信息，信息发送模块用于将第一开关信息和开关动作信息发送到其他通信终端，其中，开关动作信息表达了当前自动化开关的动作情况，可以包括故障隔离、故障切除、拒动、转供电、通信异常等。
示例性地，如图1所示，如果故障发生在第二个自动化开关和第三个自动化开关之间，第一个自动化开关和第二个自动化开关的分布式终端均检测到故障电流，第三个自动化开关和第三个自动化开关之后的自动化开关的分布式终端均未能检测到故障电流，则各个分布式终端均生成是否检测到故障电流的开关信息，并通过相应的通信终端向相邻的分布式终端发送本身的开关信息，以及通过通信终端接收其他分布式终端发送的开关信息，最终第三个自动化开关和第二个自动化开关的分布式终端确定出故障点发生在第二个自动化开关和第三个自动化开关之间，各个分布式终端生成相应的控制指令控制自动化开关合闸或者分闸，实现对故障点的隔离和恢复供电。其中，检测故障电流的方法与现有技术中任意一种故障电流检测方法相同，在此不再详述亦不加以限制，对生成相应的开关信息的方式亦不加以限制。
在本发明的优选实施例中，各个通信终端30通过网络交换机接入通信网络中，每个通信终端30可以包括目标地址保存模块和信息发送模块，目标地址保存模块用于保存目标通信终端的通信地址，目标通信终端为与通信终端通信的对端通信终端；信息发送模块用于将开关信息发送至通信地址所指向的目标通信终端。具体地，对于每个通信终端，可以保存相邻通信终端的通信地址作为目标通信地址，示例性地，每个通信终端保存左右相邻两个通信终端的IP地址作为目标通信地址，使得每个通信终端与左右相邻的两个通信终端交互。例如，第二个通信终端与第一个通信终端和第三个通信终端通信，第五个通信终端与第四个通信终端和第六个通信终端通信，当然，每个通信终端也可以保存其他多个通信终端的IP地址，实现每个通信终端与多个通信终端交互。
本发明实施例中，为简化通信终端30的结构，通信终端30记录转发的信息的COS及SOE而不做校时，时间由分布式终端校准，作为自动化开关动作情况正确性分析使用并可作为动作正确性的判断依据。其中，SOE为事件顺序记录(sequence of event)，当自动化开关动作时，分布式终端会自动记录下变位时间、变位原因、开关跳闸时相应的遥测量值(如相应的三相电流、有功功率等)，形成SOE记录，以便于事后分析。COS即非SOE，是不加时间直接发送的信号。
如图2所示为本发明实施例的通信终端30的示意图，本发明实施例中，通信终端30可以包括处理器、均与处理器连接的电源电路、有线网络接口、无线模块、USB接口、存储介质、RS232串口、RJ45网口等。
其中，处理器可以是MCU(微控制单元，Microcontroller Unit)，该MCU可以对接收到的各种信息进行处理，并按照一定的通信协议进行转发。有线网络接口可以是以太网卡和/或光纤以太网口，优选地，有线网络接口为光纤以太网口，以提高数据通信速率。无线模块可以是蓝牙模块，USB接口可以是现有的各种USB接口，存储介质可以是可插拔的闪存，当然，通信终端30还可以包括其他接口，本发明实施例对通信终端设置的接口不加以限制。
在本发明实施例中，通信终端30的电源电路的输入端可以与分布式终端20的电源连接，从而使得通信终端30可以从与之连接的分布式终端20获得工作电源，分布式终端20的电源规格可以是220V、110V、48V等。
如图1所示，在本发明实施例中，通信终端30可以通过RS232串口接口与分布式终端20连接，通信终端30可以通过网络接口(如RJ45网口)与交换机40连接，各个交换机40可以通过光纤连接，从而实现各个通信终端30通过光纤以太网交换机交换数据，当然，各个通信终端30还可以通过其接口与交换机40、分布式终端20连接，各个通信终端30之间可以通过其他有线连接方式或者通过无线连接方式连接。
如图2所示，本发明实施例中通信终端30设置有存储介质，各个通信终端30可以将接收到的各种信息存储至存储介质，当移动终端通过无线网络与通信终端30连接时，通信终端30可以响应移动终端请求从存储介质中读取各种信息，并通过无线模块将各种信息发送至移动终端，以在移动终端展示信息，以通过移动终端获取到各个自动化开关的信息记录，以便为历史回溯分析提供依据。
在本发明实例中，各个分布式终端之间不直接通信，通信功能由通信终端实现，分布式终端保留保持通信以外的功能，调试时可将分布式终端本体调试和通信终端调试分离，在对通信功能调试时由于通信终端相对于现有成套分布式终端而言体积小，调试占用体积小，即使成套分布式终端来源于不同厂家也能够区分是哪个厂家的终端出线问题，责任区分明确，对于已运行的分布式馈线系统，线路变化需要重新调试时可以直接拆卸通信终端到实验室重新调试后再到现场安装，无需停电调试，调试非常灵活方便。
进一步地，本发明实施例的通信终端设置有存储介质，用于存储通信终端收到的各种信息，便于为历史回溯分析提供依据。
图3为本发明实施例提供的一种配电系统，该配电系统包括配电线上的变电站的出线开关50、保护测控装置60、多个自动化开关10以及本发明实施例所提供的分布式馈线系统100。
其中，出线开关50通过配电线与多个自动化开关10中的首开关连接，各个自动化开关10通过配电线连接，保护测控装置60与出线开关50连接，保护测控装置60还与一个通信终端30连接，与保护测控装置60连接的通信终端30接入分布式馈线系统100中，保护测控装置60用于控制出线开关50，分布式馈线系统100用于控制自动化开关10以实现故障隔离和恢复供电。
在本发明实施例中，变电站可以是10kV变电站，当然还可以是其他规格的变电站，在该变电站可以设置有出线开关50，该出线开关50可以是断路器，该出线开关50通过配电线连接分布式馈线系统100中的多个自动化开关10的首开关，其中，首开关可以是出线开关50连接的第一个自动化开关10，出线开关50控制变电站是否向外供电。
保护测控装置60可以是对出线开关50进行控制的装置，保护测控装置60用于接收第一个自动化开关10(首开关)侧的通信终端30发送的首开关的开关信息，并根据开关信息确定是否生成合闸指令来控制出线开关重合闸。当配电线上出现故障时，出线开关50跳闸，待配电线上的故障被定位隔离后出线开关50重合闸恢复供电。
在本发明的另一可选实施例中，保护测控装置60在根据接收到的开关信息确定故障发生在首开关之后时，在接收到各个自动化开关10完成相应的开关动作后生成合闸控制指令控制出线开关50合闸，否则生成不合闸控制指令防止出线开关50合闸。
在本发明实例的配电系统中，分布式馈线系统的分布式终端之间不直接通信，通信功能由通信终端实现，分布式终端保留保持通信以外的功能，调试时可将分布式终端本体调试和通信终端调试分离，在对通信功能调试时由于通信终端相对于现有成套分布式终端而言体积小，调试占用体积小，即使成套分布式终端来源于不同厂家也能够区分是哪个厂家的终端出线问题，责任区分明确，对于已运行的分布式馈线系统，线路变化需要重新调试时可以直接拆卸通信终端到实验室重新调试后再到现场安装，无需停电调试，调试非常灵活方便。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种分布式馈线系统，其特征在于，用于对配电线上的多个自动化开关进行控制，包括：通信终端和分布式终端，每个自动化开关与一个分布式终端连接，每个分布式终端与一个通信终端通过RS232串口连接，各个通信终端接入通信网络中，所述分布式终端用于收集与之连接的自动化开关的开关信息，并将所述开关信息通过所述通信终端发送至其他分布式终端，以及通过所述通信终端接收其他分布式终端收集的自动化开关的开关信息，根据收集到的开关信息和接收到的开关信息生成控制指令控制与所述分布式终端连接的所述自动化开关；
所述通信终端包括存储介质，所述通信终端用于将所述开关信息存储至所述存储介质；
所述分布式终端还用于在自动化开关动作时形成开关信息；
所述通信终端用于接收到开关信息时转发开关信息，并生成事件顺序记录，作为自动化开关动作情况正确性分析使用并可作为动作正确性的判断依据；以及用于保存其他通信终端的通信地址。
2.根据权利要求1所述的分布式馈线系统，其特征在于，所述分布式终端包括故障检测模块、信息生成模块和信息发送模块；
所述故障检测模块用于检测流经所述自动化开关的电流；
所述开关信息生成模块用于在所述电流为故障电流时生成检测到故障电流的第一开关信息，在所述电流不是故障电流时生成未检测到故障电流的第二开关信息，以及根据所述第一开关信息及接收到的其它自动化开关的开关信息生成开关动作信息；
所述信息发送模块用于将所述第一开关信息和所述开关动作信息发送至于所述分布式终端连接的通信终端。
3.根据权利要求1所述的分布式馈线系统，其特征在于，各个通信终端通过网络交换机接入通信网络中，每个所述通信终端包括：
目标地址保存模块，用于保存目标通信终端的通信地址，所述目标通信终端为与所述通信终端通信的对端通信终端；
信息发送模块，用于将所述开关信息发送至所述通信地址所指向的目标通信终端。
4.根据权利要求1-3任一项所述的分布式馈线系统，其特征在于，所述通信终端均包括：
处理器；
电源电路，所述电源电路的输出端与所述处理器连接以向所述处理器供电；
与所述处理器连接的有线网络接口；
与所述处理器连接的无线模块；
与所述处理器连接的RS232串口和/或RJ45网口；
与所述处理器连接的USB接口；
其中，所述有线网络接口为电缆式以太网接口或者光纤以太网接口；所述无线网络接口为蓝牙接口、WiFi接口、LoRa接口中的一种。
5.根据权利要求4所述的分布式馈线系统，其特征在于，所述通信终端的电源电路的输入端与所述分布式终端的电源连接，各个通信终端通过有线网络接口或者无线模块连接。
6.根据权利要求1所述的分布式馈线系统，其特征在于，各个通信终端通过光纤以太网交换机接入光纤以太网通信网络中。
7.根据权利要求1所述的分布式馈线系统，其特征在于，所述通信终端还用于通过无线模块与移动终端通信，并将所述开关信息发送至移动终端，以在所述移动终端展示所述开关信息。
8.一种配电系统，其特征在于，包括配电线上的变电站的出线开关、保护测控装置、多个自动化开关以及如权利要求1-7任一项所述的分布式馈线系统，所述出线开关通过配电线与多个自动化开关中的首开关连接，所述保护测控装置与所述出线开关连接，所述保护测控装置还与一个通信终端连接，与所述保护测控装置连接的通信终端接入所述分布式馈线系统中；
所述保护测控装置用于控制所述出线开关；
所述分布式馈线系统用于控制自动化开关以实现故障隔离和恢复供电。
9.根据权利要求8所述的配电系统，其特征在于，所述保护测控装置连接的通信终端与所述首开关连接的分布式终端的通信终端连接。
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