CN114221326A - 集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，属于电力系统调度运行技术领域。本发明采集故障线路所有分段开关故障前电流、采集所有通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源的电流限值及故障前电流；并加上将故障线路的失电段分段转供电的逻辑，来完成负荷过载校核，得出复电策略，实现集中式自愈功能转供能力不足情况下的馈线分段转供。本发明完善了配电自动化自愈功能，提高自愈实用性，做到最大限度在已有的配电网架基础上较低成本的利用好配网供电能力，达到减少运行人力资源成本和提高供电可靠性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，具体涉及配电自动化系统的集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，属于电力系统调度运行技术领域。
背景技术
由于供电局处于配电自动化系统的自愈建设初期，目前投入的集中型自愈功能在生成复电方案时暂未考虑分段转供式自愈，都是故障段隔离并判断负载率后进行整段转供，当由于备用电源线路负载率不足以满足代供整段故障线路失电段，导致复电策略不通过而无法实现自愈。然而配电网本身的最大供电能力并不限于此，除了以变电容量粗略评估配电网供电能力、基于N-1准则的供电能力计算法、基于馈线互联关系的配电网供电能力计算法等外，还有最新提出的考虑实际馈线的分段转供特性得到的最大配电网供电能力法。所以考虑集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，将在很大程度上完善配电自动化自愈功能，提高自愈实用性，才能最大限度在已有的配电网架基础上较低成本的利用好配网供电能力，且减少运行人力资源成本。
配网线路故障导致变电站跳闸，整条线路失电，配电自动化集中式自愈技术基于实时网络拓扑，综合利用终端采集的故障信号、保护跳闸信号以及故障指示器信号，可以实现故障定位、故障隔离、非故障段复电。但是在线路只有单一备用电源、故障发生在变电站出口或线路上游故障、一条线路出现并发故障、配电自动化开关远程控分失败等情况下，无法实现快速隔离故障并复电，线路陪停时间较长，客户投诉较多。在现有自愈技术基础上新增分段转供式功能，是为了更有效利用好配网现有网络拓扑，最大限度实现故障隔离后失电段的快速转供电复电。
发明内容
本发明提供了集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，以用于解决现有的集中型自愈功能在生成复电方案时暂未考虑分段转供式自愈的问题，完善了配电自动化自愈功能，提高自愈实用性，高供电可靠性。
本发明的技术方案是：集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，所述分段转供策略包括：
采集故障线路所有分段开关故障前电流、采集所有通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源的电流限值及故障前电流；
并加上将故障线路的失电段分段转供电的逻辑，来完成负荷过载校核，得出复电策略，实现集中式自愈功能转供能力不足情况下的馈线分段转供。
作为本发明的进一步方案，在三分段两联络接线结构中，当馈线Ⅰ发生N-1故障，即1处故障，当开关A跳闸；开关A重合闸，由于合到故障点，开关A二次跳闸时，所述集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略具体如下：
（1）、信号收集：开关A跳闸及保护动作通过主网OCS转发至配电主站；馈线无故障信号上送配网主站；
（2）、自愈处理：故障定位：开关A第一次重合闸失败，判定开关A-开关B之间发生故障；
（3）、故障隔离：开关B作为隔离开关，遥控断开开关B；
（4）、故障恢复：上游复电：开关A第一次重合闸失败，不会进行二次重合闸；无上游复电策略；
下游复电策略包括策略一、策略二、策略三、策略四或策略五：
策略一、在馈线I失电段负荷过大情况下，遥控断开开关C，遥控合上开关M和开关N；将馈线Ⅰ失电段分段调给馈线Ⅱ、馈线Ⅲ，将输电线路2调给馈线Ⅱ，输电线路3调给馈线Ⅲ；
在馈线
、馈线
负载率高、馈线
负载率低情况下，出现策略二、三，设置为系统自动选择最优执行，或者由调度员人工研判，调度员结合近期配网计划工作及故障、天气因素研判选择；
策略二、遥控断开开关E，遥控合上开关P，先把馈线
后段输电线路5、输电线路6调给馈线
，再遥控合上开关N，再把
线失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
；
策略三、遥控断开开关H，遥控合上开关O，先把馈线
后段输电线路8、输电线路9调给馈线
，再遥控合上开关M，再把馈线
失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
；
策略四、在馈线
负载率较高、馈线
和馈线
负载率低情况下，遥控断开开关C，遥控合上开关M，将输电线路3转供给馈线
，遥控断开开关E，遥控合上开关P，再遥控合上开关N，将输电线路2、输电线路5、输电线路6转供给馈线
；
策略五、在馈线
负载率较高、馈线
和馈线
负载率低情况下，遥控断开开关C，遥控断开开关H，遥控合上开关N，将2段转供给馈线
，遥控合上开关O，再遥控合上开关M，将输电线路3、输电线路8、输电线路9转供给馈线
；其中，
输电线路2为开关B与开关C之间的线路及其上任意一点到开关N的线路；输电线路3为开关C与开关M之间的线路；输电线路5为开关E与开关F之间的线路及其上任意一点到开关N的线路；输电线路6为开关F与开关P之间的线路；输电线路8为开关I与开关H之间的线路及其上任意一点到开关O的线路；输电线路9为开关M与开关I之间的线路；
开关A为馈线Ⅰ上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关B为馈线Ⅰ上与开关A相邻的常闭的分段开关；
开关C为馈线Ⅰ上与开关B相邻的常闭的分段开关；
开关D为馈线II上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关E为馈线II上与开关D相邻的常闭的分段开关；
开关F为馈线II上与开关E相邻的常闭的分段开关；
开关G为馈线III上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关H为馈线III上与开关G相邻的常闭的分段开关；
开关I为馈线III上与开关H相邻的常闭的分段开关；
开关J为馈线IV上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关K为馈线IV上与开关J相邻的常闭的分段开关；
开关L为馈线IV上与开关K相邻的常闭的分段开关；
开关M为馈线I与馈线III连接的常开的联络开关；
开关N为馈线I与馈线II连接的常开的联络开关；
开关O为馈线III与馈线IV连接的常开的联络开关；
开关P为馈线II与馈线IV连接的常开的联络开关。
作为本发明的进一步方案，所述负荷过载校核即计算下游隔离开关后侧负荷转移后是否会导致备用电源过载，具体步骤如下：
（1）、缓存下游隔离开关故障前电流值
；
（2）、取得备用电源的电流限值，即转电出口开关的电流限值
，当前电流值
；
（3）、负载率：rate=(
+
) /
，比较转电后负载率与允许的最大负载率，越限了则判为过滤复电策略。
作为本发明的进一步方案，采用跳过不可控开关的原则：隔离方案考虑开关可控性，不满足可控条件的开关不会被选为隔离开关，而是选择故障区域上、下游最近的、满足可控条件的开关作为下游隔离开关。
本发明的有益效果是：
1、本发明新增了采集所有故障线路分段开关电流、采集所有通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源的所有分段开关的故障前电流的操作，并加上将故障线路的失电段分段转供电的逻辑，来完成负荷过载校核，得出复电策略，实现集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供。所以考虑集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，是为了完善配电自动化自愈功能，提高自愈实用性，做到最大限度在已有的配电网架基础上较低成本的利用好配网供电能力，达到减少运行人力资源成本和提高供电可靠性的目的。
2、本发明考虑到同步结合现有的配电自动化系统各项技术研究进行横向发展以提高设备价值及利用率，通过配电自动化建设的完善，终端在线率和准确率的提高，线路网络拓扑的完善、通信条件的提高，结合就地故障处置技术，集中式自愈技术在转供能力不足下的分段转供技术将实现价值最大化，高效的隔离故障并快速复电，较大程度上的减少故障停电时间，提高客户满意度，节约大量人力资源。集中型自愈模式，馈线发生故障后的隔离和恢复供电操作依赖于较高的通信质量、主站稳定性和配电网基础数据质量，所以本发明中的自愈策略逻辑需要在配电自动化建设规范完善的线路上将体现其最大优越性。
附图说明
图1为本发明中的三分段两联络接线结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，所述分段转供策略包括：
采集故障线路所有分段开关故障前电流、采集所有通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源的电流限值及故障前电流；
并加上将故障线路的失电段分段转供电的逻辑，来完成负荷过载校核，得出复电策略，实现集中式自愈功能转供能力不足情况下的馈线分段转供。
作为本发明的进一步方案，在三分段两联络接线结构中，当馈线Ⅰ发生N-1故障，即1处故障，当开关A跳闸；开关A重合闸，由于合到故障点，开关A二次跳闸时，所述集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略具体如下：
（1）、信号收集：开关A跳闸及保护动作通过主网OCS转发至配电主站；馈线无故障信号上送配网主站；
（2）、自愈处理：故障定位：开关A第一次重合闸失败，判定开关A-开关B之间发生故障；
（3）、故障隔离：开关B作为隔离开关，遥控断开开关B；
（4）、故障恢复：上游复电：开关A第一次重合闸失败，不会进行二次重合闸；无上游复电策略；
下游复电策略包括策略一、策略二、策略三、策略四或策略五：
策略一、在馈线I失电段负荷过大情况下，遥控断开开关C，遥控合上开关M和开关N；将馈线Ⅰ失电段分段调给馈线Ⅱ、馈线Ⅲ，将输电线路2调给馈线Ⅱ，输电线路3调给馈线Ⅲ；
在馈线
、馈线
负载率高、馈线
负载率低情况下，出现策略二、三，设置为系统自动选择最优执行，或者由调度员人工研判，调度员结合近期配网计划工作及故障、天气因素研判选择；
策略二、遥控断开开关E，遥控合上开关P，先把馈线
后段输电线路5、输电线路6调给馈线
，再遥控合上开关N，再把
线失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
；
策略三、遥控断开开关H，遥控合上开关O，先把馈线
后段输电线路8、输电线路9调给馈线
，再遥控合上开关M，再把馈线
失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
；
策略四、在馈线
负载率较高、馈线
和馈线
负载率低情况下，遥控断开开关C，遥控合上开关M，将输电线路3转供给馈线
，遥控断开开关E，遥控合上开关P，再遥控合上开关N，将输电线路2、输电线路5、输电线路6转供给馈线
；
策略五、在馈线
负载率较高、馈线
和馈线
负载率低情况下，遥控断开开关C，遥控断开开关H，遥控合上开关N，将2段转供给馈线
，遥控合上开关O，再遥控合上开关M，将输电线路3、输电线路8、输电线路9转供给馈线
；其中，
输电线路2为开关B与开关C之间的线路及其上任意一点到开关N的线路；输电线路3为开关C与开关M之间的线路；输电线路5为开关E与开关F之间的线路及其上任意一点到开关N的线路；输电线路6为开关F与开关P之间的线路；输电线路8为开关I与开关H之间的线路及其上任意一点到开关O的线路；输电线路9为开关M与开关I之间的线路；
开关A为馈线Ⅰ上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关B为馈线Ⅰ上与开关A相邻的常闭的分段开关；
开关C为馈线Ⅰ上与开关B相邻的常闭的分段开关；
开关D为馈线II上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关E为馈线II上与开关D相邻的常闭的分段开关；
开关F为馈线II上与开关E相邻的常闭的分段开关；
开关G为馈线III上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关H为馈线III上与开关G相邻的常闭的分段开关；
开关I为馈线III上与开关H相邻的常闭的分段开关；
开关J为馈线IV上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关K为馈线IV上与开关J相邻的常闭的分段开关；
开关L为馈线IV上与开关K相邻的常闭的分段开关；
开关M为馈线I与馈线III连接的常开的联络开关；
开关N为馈线I与馈线II连接的常开的联络开关；
开关O为馈线III与馈线IV连接的常开的联络开关；
开关P为馈线II与馈线IV连接的常开的联络开关。
作为本发明的进一步方案，复电过载校核：可用电源包括馈线的正常电源，以及通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源。比较每个“正常”馈线部分的故障前负荷，然后将该负荷与备用电源上的备用容量进行比较。以上策略在满足复电过载校核，并跳过非可控开关之后，原理是可行的。
所述负荷过载校核即计算下游隔离开关后侧负荷转移后是否会导致备用电源过载，具体步骤如下：
（1）、缓存下游隔离开关故障前电流值
；
（2）、取得备用电源的电流限值，即转电出口开关的电流限值
，当前电流值
；
（3）、负载率：rate=(
+
) /
，比较转电后负载率与允许的最大负载率，越限了则判为过滤复电策略。
本发明将以如图1所示的三分段两联络接线结构为例，通过对比使用本发明中的策略之前及之后的自愈效果，来直观的说明自愈功能考虑馈线分段转供的必要性。
1、当馈线Ⅰ发生 N-1故障，即1处故障，不考虑分段转供的自愈功能执行如下；
（1）故障场景：A开关跳闸；A开关重合闸，由于合到故障点，A开关二次跳闸。
（2）信号收集：A开关跳闸及保护动作通过主网OCS转发至配电主站；馈线无故障信号上送配网主站。
（3）自愈处理：故障定位：出线开关A第一次重合闸失败，判定A-B之间发生故障。
（4）故障隔离：B开关作为隔离开关，遥控断开B开关。
（5）故障恢复：上游复电：出线开关A第一次重合闸失败，不会进行二次重合闸；无上游复电策略。
下游复电：在
、
线均满足复电过载校核后，出现策略六、七；
策略六：遥控合上M开关，将I线失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
。
策略七：遥控合上N开关，将I线失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
。
当馈线Ⅰ发生N-1故障，即1处故障，考虑集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略的自愈执行如上述所示，策略一到策略五；
依据复电过载校核的具体步骤，以这个原则缓存故障线路所有分段开关故障前电流，缓存所有通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源的电流限值及故障前电流，比较故障线路分段之后的每一段线路的故障前负载，各备用电源分段之后的负载，根据不同情况下考虑的不同转供策略，具体可参考以上案例中的策略一策略七，计算对应负载率，比较备用电源转电后负载率与其允许的最大负载率，越限了则判为过滤复电策略，满足则给出复电策略。
作为本发明的进一步方案，采用跳过不可控开关的原则：隔离方案考虑开关可控性，不满足可控条件的开关不会被选为隔离开关，而是选择故障区域上、下游最近的、满足可控条件的开关作为下游隔离开关。
（1）B、C开关为隔离故障的隔离开关；
（2）若B不可控，则选择上游离B最近的、满足可控条件的开关作为隔离开关；
（3）若C可控，则选择下游离C最近的、满足可控条件的开关作为隔离开关。
测试环节：采用配电自动化主站系统程序提供的fmsrset模拟相应的故障遥信动作，使用仿真器模拟站端RTU，实时模拟配网系统的遥测、遥信值，选取昆明局配网网架结构较为规范的四条10kV馈线，简化处理（不在测试范围内的开关和线路直接当作架空线或电缆处理，无转供方案的开关站当分支线处理）之后，满足如图1所示的三分段两联络接线结构的条件，根据按照故障自愈制定好的测试内容开展测试，测试结果满足预期，除了策略六、七，本发明的策略一-策略五在满足复电过载校核及跳过不可控开关的条件下，可以实现分段转供式自愈，较大限度体现和使用好昆明局配电网最大供电能力。
此发明测试结果满足预期。此发明测试环节选取了某供电局配网网架结构较为规范的四条10kV馈线，简化处理之后，满足如图1所示的三分段两联络接线结构的条件，根据按照故障自愈制定好的测试内容开展测试，测试结果满足预期，除了策略六、七，本发明策略一-策略五在满足复电过载校核及跳过不可控开关的条件下，可以实现分段转供式自愈，较大限度利用好了现有配网拓扑，体现了昆明局配电网最大供电能力。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，其特征在于：所述分段转供策略包括：
采集故障线路所有分段开关故障前电流、采集所有通过常开远程控制联络开关连接至故障馈线的任何可用备用电源的电流限值及故障前电流；
并加上将故障线路的失电段分段转供电的逻辑，来完成负荷过载校核，得出复电策略，实现集中式自愈功能转供能力不足情况下的馈线分段转供。
2.根据权利要求1所述的集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，其特征在于：在三分段两联络接线结构中，当馈线Ⅰ发生N-1故障，即1处故障，当开关A跳闸；开关A重合闸，由于合到故障点，开关A二次跳闸时，所述集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略具体如下：
（1）、信号收集：开关A跳闸及保护动作通过主网OCS转发至配电主站；馈线无故障信号上送配网主站；
（2）、自愈处理：故障定位：开关A第一次重合闸失败，判定开关A-开关B之间发生故障；
（3）、故障隔离：开关B作为隔离开关，遥控断开开关B；
（4）、故障恢复：上游复电：开关A第一次重合闸失败，不会进行二次重合闸；无上游复电策略；
下游复电策略包括策略一、策略二、策略三、策略四或策略五：
策略一、在馈线I失电段负荷过大情况下，遥控断开开关C，遥控合上开关M和开关N；将馈线Ⅰ失电段分段调给馈线Ⅱ、馈线Ⅲ，将输电线路2调给馈线Ⅱ，输电线路3调给馈线Ⅲ；
在馈线
、馈线
负载率高、馈线
负载率低情况下，出现策略二、三，设置为系统自动选择最优执行，或者由调度员人工研判，调度员结合近期配网计划工作及故障、天气因素研判选择；
策略二、遥控断开开关E，遥控合上开关P，先把馈线
后段输电线路5、输电线路6调给馈线
，再遥控合上开关N，再把
线失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
；
策略三、遥控断开开关H，遥控合上开关O，先把馈线
后段输电线路8、输电线路9调给馈线
，再遥控合上开关M，再把馈线
失电段输电线路2和输电线路3调给馈线
；
策略四、在馈线
负载率较高、馈线
和馈线
负载率低情况下，遥控断开开关C，遥控合上开关M，将输电线路3转供给馈线
，遥控断开开关E，遥控合上开关P，再遥控合上开关N，将输电线路2、输电线路5、输电线路6转供给馈线
；
策略五、在馈线
负载率较高、馈线
和馈线
负载率低情况下，遥控断开开关C，遥控断开开关H，遥控合上开关N，将2段转供给馈线
，遥控合上开关O，再遥控合上开关M，将输电线路3、输电线路8、输电线路9转供给馈线
；其中，
输电线路2为开关B与开关C之间的线路及其上任意一点到开关N的线路；输电线路3为开关C与开关M之间的线路；输电线路5为开关E与开关F之间的线路及其上任意一点到开关N的线路；输电线路6为开关F与开关P之间的线路；输电线路8为开关I与开关H之间的线路及其上任意一点到开关O的线路；输电线路9为开关M与开关I之间的线路；
开关A为馈线Ⅰ上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关B为馈线Ⅰ上与开关A相邻的常闭的分段开关；
开关C为馈线Ⅰ上与开关B相邻的常闭的分段开关；
开关D为馈线II上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关E为馈线II上与开关D相邻的常闭的分段开关；
开关F为馈线II上与开关E相邻的常闭的分段开关；
开关G为馈线III上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关H为馈线III上与开关G相邻的常闭的分段开关；
开关I为馈线III上与开关H相邻的常闭的分段开关；
开关J为馈线IV上与变电站出口开关相邻的常闭的分段开关；
开关K为馈线IV上与开关J相邻的常闭的分段开关；
开关L为馈线IV上与开关K相邻的常闭的分段开关；
开关M为馈线I与馈线III连接的常开的联络开关；
开关N为馈线I与馈线II连接的常开的联络开关；
开关O为馈线III与馈线IV连接的常开的联络开关；
开关P为馈线II与馈线IV连接的常开的联络开关。
3.根据权利要求1所述的集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，其特征在于：所述负荷过载校核即计算下游隔离开关后侧负荷转移后是否会导致备用电源过载，具体步骤如下：
（1）、缓存下游隔离开关故障前电流值
；
（2）、取得备用电源的电流限值，即转电出口开关的电流限值
，当前电流值
；
（3）、负载率：rate=(
+
) /
，比较转电后负载率与允许的最大负载率，越限了则判为过滤复电策略。
4.根据权利要求1所述的集中式自愈功能转供能力不足情况下的分段转供策略，其特征在于，采用跳过不可控开关的原则：隔离方案考虑开关可控性，不满足可控条件的开关不会被选为隔离开关，而是选择故障区域上、下游最近的、满足可控条件的开关作为下游隔离开关。
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| Publication number | Publication date |
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