CN115693648A - 一种配电网线路故障自愈方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网线路故障自愈方法及系统,包括:S1:配电网系统根据实时获取的配电网线路数据与配电网系统存储的标准配电网线路数据对比,判断配电网线路是否故障;S2:若判断配电网线路故障,则对故障位置进行定位,若判断配电网线路正常运行,则存储配电网线路数据;S3:对故障位置进行隔离,随后对配电网线路故障进行恢复。本发明通过简化配电网结构,把配电网的各个节点划分成若干个T型集合节点,并对T型集合节点内的节点进行逐个巡查,精确定位故障位置;其次再依次计算各个馈线的供电优先值,从大到小排序,根据待恢复供电区域总负荷,选择符合要求的馈线,合上联络开关,验证电压和电流,生成可行的供电恢复方案。
Description
技术领域
本发明涉及配电网自动化技术领域,具体涉及一种配电网线路故障自愈方法及系统。
背景技术
随着科技进步,人们的生活水平不断提高,人们对电的依赖感也逐渐提高,一个稳定的供电可以提高人们的幸福指数,但稳定的供电需要强大的配电网线路自愈能力,评价自愈能力是否强大主要有两点,一是能否精确定位故障位置,二是能够在保证配电网运行安全的情况下,最大范围的短时间恢复供电,在申请号为CN200710035479.2的中国专利公开的电网故障行波定位方法中,利用故障行波进行定位的方法,对故障位置进行定位,但故障行波进行定位的方法本身存在缺陷,配电网每一段的电气长度普遍偏短,线路复杂,波速计算和波头识别的细微偏差都会对定位结果产生巨大偏差;还有关于故障自愈的方法,现有技术中,主要考虑开关操作次数和线损情况对故障自愈的影响,随着科技的发展,开关设备在其工作周期内能够承受更多的开关操作次数,所有考虑开关操作次数意义不大,相反,由于需要对待恢复区域进行供电,随着负荷转入,馈线的负载增大,跳闸的风险提升,一旦发生故障,故障区域范围增加,这时我们应该考虑一个负荷容量充足、跳闸风险小的馈线。
发明内容
本发明解决了现有技术在配电网线路故障自愈的过程中,存在故障定位不精确,供电恢复不安全的问题,本发明通过简化配电网结构,把配电网的各个节点划分成若干个T型集合节点,并对T型集合节点内的节点进行逐个巡查,精确定位故障位置,其次再依次计算各个馈线的供电优先值,从大到小排序,根据待恢复供电区域总负荷,选择符合要求的馈线,合上联络开关,验证电压和电流,生成可行的供电恢复方案,达到精确定位故障位置,保证配电网线路运行安全的同时供电恢复区域最大的技术效果。
为了实现上述技术方案,本发明提供了一种配电网线路故障自愈方法,其特征在于,包括:
S1:配电网系统根据实时获取的配电网线路数据与配电网系统存储的标准配电网线路数据对比,判断配电网线路是否故障;
S2:若步骤S1中判断配电网线路故障,则对故障位置进行定位,若步骤S1中判断配电网线路正常运行,则存储配电网线路数据;
S3:根据步骤S2中的故障定位信息,对故障位置进行隔离,隔离结束后,对配电网线路故障进行恢复。
作为优选,步骤S2中对故障位置进行定位的具体步骤为:
S21:简化配电网的结构,对配电网中的各个节点进行标记,并将所有节点分成若干个T型集合节点;
S22:挑选出在头部节点上报过流信息的T型集合节点;
S23:依次判断T型集合节点的尾部节点是否有一个或者多个上报过流信息;若是,挑选下一个T型集合节点进行步骤S23;否则进入步骤S24;
S24:挑选该T型集合节点的其中一个分叉,按节点编号从小到大巡查并将巡查次数记录下来,直至发现未上报过流信息的节点,若该分叉巡查次数超过两次,则故障位于该分叉;若该分叉巡查次数为一次,则选择另一个分叉进行巡查并将巡查次数记录下来;若该分叉巡查次数超过两次,则故障位于该分叉;若该分叉巡查次数为一次,则故障位于该T型集合节点的T接点区域。实现对故障位置的精确定位。
作为优选,步骤S3中对配电网线路故障进行恢复的具体步骤为:
S31:根据系统存储的故障前的配电网数据信息,对需要恢复的供电区域总负荷进行计算;
S32:搜索配电网线路中能够转供的馈线,并计算各个馈线的供电优先值,按供电优先值大小进行排序;
S33:选择联络开关备用负荷容量大于待恢复供电区域总负荷的馈线,合上联络开关,恢复供电,并通过约束条件对电压和电流进行验证。若验证通过,生成供电恢复方案;若验证不通过,则选择下一条大于待恢复供电区域总负荷的馈线,重复步骤S33;
S34:若不存在联络开关备用负荷容量大于待恢复供电区域总负荷的馈线,通过多条馈线组合,选择联络开关备用负荷容大于待恢复供电区域总负荷的馈线组合,合上联络开关,恢复供电,并通过约束条件对电压和电流进行验证。若验证通过,生成供电恢复方案;若验证不通过,则选择下一条大于待恢复供电区域总负荷的馈线,重复步骤S34;
S35:执行第一个生成的供电恢复方案,并按生成次序先后存储可行的供电恢复方案。在保证配电网安全运行的同时生成能执行的供电方案。
作为优选,步骤S32中的供电优先值计算公式如下:
式中,K为裕度系数,X为运行风险系数,S为断电影响系数;运行风险系数X为馈线的跳闸风险大小,断电影响系数S为断电后造成后果大小程度,裕度系数K为联络开关的备用负荷容量相较于待供电区域的负荷容量的裕度,其表达式为:
作为优选,一种配电网线路故障自愈系统,适用于一种配电网线路故障自愈方法,包括:数据采集模块,实时采集配电网线路数据信息,数据采集模块连接数据处理模块,数据处理模块连接故障处理模块;
故障处理模块包括故障定位模块、故障自愈模块,故障定位模块,对故障进行定位,故障自愈模块,根据配电网数据,制定供电恢复方案;
数据处理模块包括数据存储模块;
数据处理模块与控制中心连接。
作为优选,控制中心包括控制单元和数据可视化单元,控制单元根据数据处理模块传输的供电恢复方案,控制对应联络开关,恢复供电;数据可视化单元实现对数据处理模块传输过来的数据可视化,便于分析观察。
作为优选,配电网线路故障自愈系统还包括电源模块,用于系统供电。保证系统正常运行。
本发明的有益效果:(1)通过简化配电网结构,把配电网的各个节点划分成若干个T型集合节点,并对T型集合节点内的节点进行逐个巡查,精确定位故障位置;(2)其次再依次计算各个馈线的供电优先值,从大到小排序,根据待恢复供电区域总负荷,选择符合要求的馈线,合上联络开关,验证电压和电流,生成可行的供电恢复方案;达到精确定位故障位置,保证配电网线路运行安全的同时供电恢复区域最大的技术效果。
附图说明
图1是本发明的一种配电网线路故障自愈方法的流程图;
图2是本发明的一种配电网线路故障系统的结构示意图;
图3是本发明的实施例配电网结构图。
具体实施方式
在下面通过实施例结合附图对本发明做进一步的描述:如图1,图1是本发明的一种配电网线路故障自愈方法的流程图,一种配电网线路故障自愈方法,包括:S1:配电网系统根据实时获取的配电网线路数据与配电网系统存储的标准配电网线路数据对比,判断配电网线路是否故障;
S2:若步骤S1中判断配电网线路故障,则对故障位置进行定位,若步骤S1中判断配电网线路正常运行,则存储配电网线路数据;
S3:根据步骤S2中的故障定位信息,对故障位置进行隔离,隔离结束后,对配电网线路故障进行恢复。
在本实施例中,步骤S2中对故障位置进行定位的具体步骤为:
S21:简化配电网的结构,对配电网中的各个节点进行标记,并将所有节点分成若干个T型集合节点;
S22:挑选出在头部节点上报过流信息的T型集合节点;
S23:依次判断T型集合节点的尾部节点是否有一个或者多个上报过流信息;若是,挑选下一个T型集合节点进行步骤S23;否则进入步骤S24;
S24:挑选该T型集合节点的其中一个分叉,按节点编号从小到大巡查并将巡查次数记录下来,直至发现未上报过流信息的节点,若该分叉巡查次数超过两次,则故障位于该分叉;若该分叉巡查次数为一次,则选择另一个分叉进行巡查并将巡查次数记录下来;若该分叉巡查次数超过两次,则故障位于该分叉;若该分叉巡查次数为一次,则故障位于该T型集合节点的T接点区域。
对故障进行定位,以图3中配电网结构图为例,第一步,简化配电网的结构,对配电网中的各个节点进行标记,并将所有节点分成若干个T型集合节点;如下表:
表1配电网T型集合节点表
T型集合序号 | 集合内节点 | 头部节点 | 尾部节点 | 1分叉 | 2分叉 |
1 | 1,2,3,4,5,6 | 1 | 4,6 | 2,3,4 | 5,6 |
2 | 7,8,9,10,11,12 | 7 | 10,12 | 8,9,10 | 11,12 |
3 | 13,14,15,16,17,18,19 | 13 | 14,19 | 17,16,15,14 | 18,19 |
4 | 20,21,22,23,24,25 | 20 | 23,25 | 21,22,23 | 24,25 |
假设故障位置位于节点24和25之间,流过故障电流的节点为1、2、3、6、7、8、9、12、19、20、24,其中节点1、节点7、节点13、节点20分别为T型集合1、T型集合2、T型集合3、T型集合4的头部节点,验证过程如下:
S201:有过流信息的头部节点有1,7,13,20,对应T型集合1,2,3,4;
S202:T型集合1的尾部节点6有过流信息;T型集合2的尾部节点12有过流信息;T型集合3的尾部节点19有过流信息;树枝5的尾部节点23和25均无过流信息,所以故障位置在T型集合5上;
S203:巡查T型集合5的第一分叉,发现节点21,22,23无过流信息,巡查次数为1;
S204:巡查T型集合5的第二分叉,发现节点25无过流信息,巡查次数为2;
S205:判断故障位置在T型集合5的第二分叉上,在节点24和25之间,结果验证正确,假设成立。
在本实施例中,步骤S3中对配电网线路故障进行恢复的具体步骤为:
S31:根据系统存储的故障前的配电网数据信息,对需要恢复的供电区域总负荷进行计算;
S32:搜索配电网线路中能够转供的馈线,并计算各个馈线的供电优先值,按供电优先值大小进行排序,具体的,对于故障自愈,步骤S32中的供电优先值计算公式如下:
式中,K为裕度系数,X为运行风险系数,S为断电影响系数;运行风险系数X为馈线的跳闸风险大小,断电影响系数S为断电后造成后果大小程度,裕度系数K为联络开关的备用负荷容量相较于待供电区域的负荷容量的裕度,其表达式为:
配电网设备风险:
式中,N为设备总数,Xyj为设备j的工作年限,j为配电网设备;
非设备风险
Xf=α1Xy+α2v
式中,α1和α2为权重系数,根据配电网设备原因引起的跳闸次数和非设备原因引起的跳闸次数比例调整,v为馈线一年内跳闸的总次数。
同时为了保证故障自愈过程中配电网线路的运行安全,需要满足以下约束条件:支路电流约束:
节点电压约束:
配电网结构约束:辐射型配电网结构。
S33:选择联络开关备用负荷容量大于待恢复供电区域总负荷的馈线,合上联络开关,恢复供电,并通过潮流算法对电压和电流进行验证。若验证通过,生成供电恢复方案;若验证不通过,则选择下一条大于待恢复供电区域总负荷的馈线,重复步骤S33;
S34:若不存在联络开关备用负荷容量大于待恢复供电区域总负荷的馈线,通过多条馈线组合,选择联络开关备用负荷容大于待恢复供电区域总负荷的馈线组合,合上联络开关,恢复供电,并通过约束条件对电压和电流进行验证。若验证通过,生成供电恢复方案;若验证不通过,则选择下一条大于待恢复供电区域总负荷的馈线,重复步骤S34;
S35:执行第一个生成的供电恢复方案,并按生成次序先后存储可行的供电恢复方案。
参见图2,图2是本发明的一种配电网线路故障系统的结构示意图,一种配电网线路故障自愈系统,包括:数据采集模块2,实时采集配电网线路1的数据信息,数据采集模块2连接数据处理模块4,数据处理模块4连接故障处理模块5;故障处理模块5包括故障定位模块51、故障自愈模块52,故障定位模块51,对故障进行定位,故障自愈模块52,根据配电网数据,制定供电恢复方案;数据处理模块4包括数据存储模块,用于对配电网线路1的运行数据存储;数据处理模块4与控制中心2连接。
在本实施例中,控制中心2包括控制单元和数据可视化单元,控制单元根据数据处理模块传输的供电恢复方案,控制对应联络开关,恢复供电,数据可视化单元实现对数据处理模块传输过来的数据可视化,便于分析观察。
在本实施例中,配电网线路故障自愈系统还包括电源模块6,用于系统供电,保证系统正常运行。
Claims (7)
1.一种配电网线路故障自愈方法,其特征在于,包括:
S1:配电网系统根据实时获取的配电网线路数据与所述配电网系统存储的标准配电网线路数据对比,判断配电网线路是否故障;
S2:若所述步骤S1中判断配电网线路故障,则对故障位置进行定位,若所述步骤S1中判断配电网线路正常运行,则存储配电网线路数据;
S3:根据步骤S2中的故障定位信息,对故障位置进行隔离,隔离结束后,对配电网线路故障进行恢复。
2.根据权利要求1所述的一种配电网线路故障自愈方法,其特征在于,所述步骤S2中对故障位置进行定位的具体步骤为:
S21:简化配电网的结构,对配电网中的各个节点进行标记,并将所有节点分成若干个T型集合节点;
S22:挑选出在头部节点上报过流信息的T型集合节点;
S23:依次判断T型集合节点的尾部节点是否有一个或者多个上报过流信息;若是,挑选下一个T型集合节点进行步骤S23;否则进入步骤S24;
S24:挑选该T型集合节点的其中一个分叉,按节点编号从小到大巡查并将巡查次数记录下来,直至发现未上报过流信息的节点,若该分叉巡查次数超过两次,则故障位于该分叉;若该分叉巡查次数为一次,则选择另一个分叉进行巡查并将巡查次数记录下来;若该分叉巡查次数超过两次,则故障位于该分叉;若该分叉巡查次数为一次,则故障位于该T型集合节点的T接点区域。
3.根据权利要求1所述的一种配电网线路故障自愈方法,其特征在于,所述步骤S3中对配电网线路故障进行恢复的具体步骤为:
S31:根据系统存储的故障前的配电网数据信息,对需要恢复的供电区域总负荷进行计算;
S32:搜索配电网线路中能够转供的馈线,并计算各个馈线的供电优先值,按供电优先值大小进行排序;
S33:选择联络开关备用负荷容量大于待恢复供电区域总负荷的馈线,合上联络开关,恢复供电,并通过潮流算法对电压和电流进行验证。若验证通过,生成供电恢复方案;若验证不通过,则选择下一条大于待恢复供电区域总负荷的馈线,重复步骤S33;
S34:若不存在联络开关备用负荷容量大于待恢复供电区域总负荷的馈线,通过多条馈线组合,选择联络开关备用负荷容大于待恢复供电区域总负荷的馈线组合,合上联络开关,恢复供电,并通过约束条件对电压和电流进行验证。若验证通过,生成供电恢复方案;若验证不通过,则选择下一条大于待恢复供电区域总负荷的馈线,重复步骤S34;
S35:执行第一个生成的供电恢复方案,并按生成次序先后存储可行的供电恢复方案。
5.一种配电网线路故障自愈系统,适用于如权利要求1至4任一项所述的一种配电网线路故障自愈方法,其特征在于,包括:数据采集模块,实时采集配电网线路数据信息,所述数据采集模块连接数据处理模块,所述数据处理模块连接故障处理模块;
所述故障处理模块包括故障定位模块、故障自愈模块,所述故障定位模块,对故障进行定位,所述故障自愈模块,根据配电网数据,制定供电恢复方案;
所述数据处理模块包括数据存储模块;
所述数据处理模块与控制中心连接。
6.根据权利要求5所述的一种配电网线路故障自愈系统,其特征在于,所述控制中心包括控制单元和数据可视化单元,所述控制单元根据数据处理模块传输的供电恢复方案,控制对应联络开关,恢复供电,所述数据可视化单元实现对所述数据处理模块传输过来的数据可视化,便于分析观察。
7.根据权利要求6所述的一种配电网线路故障自愈系统,其特征在于,所述配电网线路故障自愈系统还包括电源模块,用于系统供电。
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CN202211192118.XA CN115693648A (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 一种配电网线路故障自愈方法及系统 |
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CN116914759A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-10-20 | 新乡市诺一达网络科技有限公司 | 一种电力用配电供电系统 |
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2022
- 2022-09-28 CN CN202211192118.XA patent/CN115693648A/zh active Pending
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