CN1835334A - 一种无主站的输配电网络控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无主站的输配电网络控制方法，所述输配电网络控制方法包括：故障检测步骤：相应的馈电终端单元检测故障电源，并向所有馈电终端单元发送故障信息；故障定位步骤：馈电终端单元根据故障信息，对故障点进行定位；故障隔离步骤：故障点馈电终端单元分闸，并指令下游馈电终端单元分闸；分闸报告步骤：故障点馈电终端单元和下游馈电终端单元发送状态信息；合闸步骤：断路器合闸；供电恢复步骤：开环点合闸。由于本发明的控制方法中未采用主站计算机，因此即使个别馈电终端单元的通信发生故障，本发明控制算法也会自动最小化隔离故障，而不会造成整个网络无法恢复。

Description

一种无主站的输配电网络控制方法

技术领域

本发明涉及电力输配电技术领域，具体地说，涉及一种无主站的输配电网络控制方法。

背景技术

电力从发电站(无论是火力发电、水力发电还是核能发电)到达用户端，必然要经过输配电系统。

目前在输配电系统中，馈线终端单元作为输电线路的终端设备，安装在输电线路装有负荷开关的电线杆上。每个馈线终端单元即时采集流过负荷开关的电流、电压以及开关状态等信号量，通过计算得到负荷开关的工作功率，并进行负荷统计，再把这些数据通过通讯网络上送到变电站的主站计算机。主站计算机根据整个输配电网络上各个馈线终端单元传送的数据，进行分析处理，并向馈线终端单元遥控发送命令，根据情况向馈线终端单元遥控发送不同的指令，使馈线终端单元执行负荷开关的合分闸操作，使输配电网络系统的网损最小，整个输配电系统正常工作，并运行于最佳的状态。当输配电系统发生故障时，主站计算机概括馈线终端单元上传的数据，判断出故障发生的区域，并通过遥控指令，由馈线终端单元执行相应的负荷开关的合分闸操作，将故障区隔离，并恢复无故障区域的供电，从而使停电区域最小。

从上述可以看出，在整个控制过程中，主站计算机起着不可或缺的作用。整个故障定位、故障隔离、供电恢复过程都是在主站计算机的控制下完成的。当主站计算机与各个馈线终端单元的通讯出现故障时，由于主站计算机无法即时进行上述的控制，供电的可靠性大为降低。这时如果出现供电线路故障，将因故障区域无法被隔离、供电无法恢复而造成重大停电事故，如此将给国民经济造成重大损失。

发明内容

缘此，本发明的目的在于提供一种无主站的输配电网络控制方法，以克服传统有的主站计算机的控制方法中存在的因与主站计算机的通信出现问题，而造成的重大停电事故。

根据上述目的，本发明的提供一种输配电网络控制方法，可用于无主站的输配电网络系统，所述无主站的输配电网络系统包括：多个电源，在每个电源的输出端，设置有一个断路器；以及

多个馈电终端单元，每个馈电终端单元包含有负荷开关和通信装置，所述通信装置用各个馈电终端单元之间的通信；

所述多个电源与所述多个馈电终端单元之间通过树型结构连接成输配电网络；

在每两个电源之间的树枝上，设定一个馈电终端单元为开环点馈电终端单元，常态下，该开环点馈电终端单元的负荷开关处于分闸状态；

所述输配电网络控制方法包括：

故障检测步骤：所述多个馈电终端单元随时检测其内的所述负荷开关的工作电流，当网络中发生故障时，为该故障点提供电力的电源端的断路器断路，同时相应的馈电终端单元检测到故障电流，并通过其内通信装置向所有的馈电终端单元发送故障信息；

故障定位步骤：所述多个馈电终端单元根据获得的各馈电终端单元发送的故障信息，对故障点进行定位，定位原则是如果一馈电终端单元检测到故障电流，但该馈电终端单元紧邻的子馈电终端单元未检测到故障电流，则故障点位于该检测到故障电流的馈电终端单元与该未检测到故障电流的馈电终端单元之间，并将该检测到故障电流的馈电终端单元称为故障点馈电终端单元；

故障隔离步骤：所述故障点馈电终端单元内的负荷开关分闸，并通过其通信装置向其下游的所有紧邻馈电终端单元发出分闸指令，所述下游的所有紧邻馈电终端单元在接收到所述分闸指令后，指令其内负荷开关分闸；

分闸报告步骤：所述故障点馈电终端单元和所述下游的所有紧邻馈电终端单元在分闸动作完成之后，通过各自的通信装置向其它馈电终端单元发送状态信息；

合闸步骤：所述分闸的断路器合闸。

较佳地，在本发明的控制方法中，在所述故障检测步骤，当发生故障时，在相应的馈电终端单元发送故障信息之前，先将断路器合上一次。

较佳地，在本发明的控制方法中，还包括：

供电恢复步骤：所述已分闸的下游馈电终端单元通过其通信装置向与其相邻的开环点馈电终端单元发送合闸指令，所述开环点馈电终端单元接收到该合闸指令后，指令其内的负荷开关合闸，以此恢复所述已分闸的下游馈电终端单元的下游电力负荷。

较佳地，在本发明的控制方法中，还包括：

供电恢复步骤：为馈电终端单元指定一默认的开环点馈电终端单元，所述已分闸的下游馈电终端单元通过其通信装置向与其默认的开环点馈电终端单元发送合闸指令，所述默认的开环点馈电终端单元接收到该合闸指令后，指令其内的负荷开关合闸，以恢复所述已分闸的下游馈电终端单元的下游电力负荷。

由于本发明的控制方法中未采用主站计算机，因此即使个别馈电终端单元的通信发生故障，本发明控制算法也会自动最小化隔离故障，而不会造成整个网络无法恢复。

本发明的更详细的技术特征、优点以及效果将结合所附的附图在下面作更详细的描述。

附图说明

图1是本发明的电力输配电网络系统的结构示意图。

具体实施方式

目前在电力输配电网络系统中，如图1所示，通常包括电源S1、S2和S3和馈电终端单元FTU1...等。当然还包括有变电站等设备，由于本发明不涉及这些设备，因此，在附图和实施例中并未标出和描述，仅描述了相关的部件。

在本实施例中，仅画出了电源S1、S2和S3，但应当理解，电源的数量可以根据实际需要而定，并不应限于本实施例中所例举的数量。在每个电源的输出端，都设置有一个断路器DL1、DL2、DL3。电源S1、S2、S3、断路器DL1、DL2和DL3以及各个馈电终端单元之间通过树型结构连接成输配电网络，本实施例为方便描述示出了一个较简单的树型网络的例子。实践中，该网络可以非常复杂，且可以采用各种型式的网络结构，例如辐射状网、树状网、开环运行的环网等。本发明的方法均适用于这些网络。

由于我国电力的运行规则规定，输配电网络不允许合环运行，因此，整个输配电网络中在适当的位置上(在两个电源之间的树枝上)设置有开环点，位于开环点上的馈电终端单元的常态下处于分闸状态，并将该开环点上的馈电终端单元称为开环点馈电终端单元，从而将输配电网络分隔成几个独立的供电区域，即任何一个负荷区域同时只由一个电源供电。请配合参见图1，在图1的实施例中，FTU3和FTU7被设置为开环点馈电终端单元，在常态下处于分闸状态。如此将整个输配电网络分隔成三个区域：

由电源S1供电的区域包括：FTU1、FTU2、FTU5、FTU6四个普通馈电终端单元和FTU3、FTU7两个开环点终端单元；

由电源S2供电的区域包括：FTU4一个普通馈电终端单元和FTU3一个开环点终端单元；

由电源S3供电的区域包括：FTU8、FTU9、FTU10、FTU11四个普通馈电终端单元和FTU7一个开环点终端单元。

假设图1中的A点发生了故障，从图1中可以看出，该故障点A处于电源S1供电的区域中，根据常理，该故障点A上游的所有馈电终端单元FTU1和FTU2均可检测到故障电源。同时，该区域内的断路器DL1将自动跳闸，以保护输配电网络。从图1分析可知，故障点的定位原则是如果一馈电终端单元检测到故障电流，但该馈电终端单元紧邻的子馈电终端单元未检测到馈电终端单元，则故障点位于该检测到故障电流的馈电终端单元与该未检测到故障电流的馈电终端单元之间。根据这一原则，我们对图1的实施例可以作反向的判断，即在只有馈电终端单元FTU1和FTU2检测到故障电流，而其它馈电终端单元，例如FTU3、FTU5、FTU6均未检测到故障电流时，根据上述原则，可以判断出，故障点位于馈电终端单元FTU2与其紧邻的下游FTU5之间。

在本发明中，每个馈电终端单元都含有一个通信装置(图中未示出)，用于与其它馈电终端单元之间进行通信。当馈电终端单元FTU1和FTU2检测到故障电流后，即刻通过其内的通信装置各其它馈电终端单元发送故障信息。每个馈电终端单元内都保存有一信息表，存储整个输配电网络系统中所有馈电终端单元的分布位置信息和是否检测到故障以及分合闸信息。在接收到故障信息后，每个馈电终端单元根据接收到的信息更新该信息表。

为了避免由于各种偶然因素造成的短时间故障，还可以增加一个断路器合闸步骤，即在网络中出现故障时，断路器跳闸后，检测到故障电流的馈电终端单元先不马上发出故障信息，断路器先合闸一次，如果此时故障仍存在，则断路器将再次跳闸，此时，检测到故障电源的馈电终端单元则即刻向外发送信息。

在上述故障检测之后，进入故障定位步骤。由于各个馈电终端单元均保存有记录网络中所有馈电终端单元的信息表，因此，根据信息表，按上述的故障定位原则，可以判断出那个为故障点馈电终端单元。在图1的实施例中，FTU2被判断为故障点馈电终端单元。

在故障定位之后，进入故障隔离步骤，被判断为故障点馈电终端单元FTU2内的负荷开关分闸，并通过其内的通信装置向其下游的所有紧邻的馈电终端单元FTU5发出分闸指令，未紧邻的馈电终端单元FTU3、FTU6不发分闸指令。下游馈电终端单元FTU5在接收到分闸指令后，指令其内的负荷开关分闸，至此完成故障隔离。

在隔离了故障之后，故障点馈电终端单元FTU2和下游馈电终端单元FTU5在分闸动作完成之后，通过各自的通信装置向其它馈电终端单元发送状态信息，以便各馈电终端单元及时更新信息表。

最后，在发生故障时自动分闸的断路器DL1合闸(断路器DL1的合闸一般是自动的，自动合闸可由两种方式来实现：一种通过设定延时来自动合闸，延时时间可通过计算故障隔离时间来设定。另一种可在电源点装设馈电终端单元FTU，当电源点馈电终端单元FTU收到故障点馈电终端单元的分闸信号后，自动合上断路器DL1)

在上述断路器DL1合闸之后，输配电网络系统可以恢复对故障点上游的供电。对于故障点下游的供电，可以通过如下的方式恢复供电。如图1所示，由于在目前的输配电网络系统中，具有多个供电电源，只是通过开环点馈电终端单元将整个网络按电源分成多个供电区域，每个供电区域内只有一个电源。这种布置的网络系统在出现故障并将该故障进行了隔离之后，存在着通过临时改变开环点重新组合供电区域的可能。

在图1的实施例中，在故障隔离了之后，已分闸的下游馈电终端单元FTU5可以通过其通信装置向与其相邻的开环点馈电终端单元FTU3发送合闸指令，开环点馈电终端单元FTU3接收到该合闸指令后，使其内的负荷开关合闸，进入常闭状态，成为一普通的馈电终端单元，将故障点A下游的馈电终端单元FTU5和FTU6划入到由电源S2供电的区域内，从而完成故障点下游的供电恢复步骤。

对于下游供电恢复方式还可以采用如下的方式：在初始，即为每个馈电终端单元指定一默认的开环点馈电终端单元。在图1的实施例，为馈电终端单元FTU5指定的默认开环点馈电终端单元为FTU7。需要说明的是，上述的指定仅为一实施例而已，是否指定默认的开环点馈电终端单元可以根据实际的网络结构以及实际的需要而定，在此不再作详细的描述。

对于指定的默认开环点馈电终端单元的情况，已分闸的下游馈电终端单元FTU5通过其通信装置向与其默认的开环点馈电终端单元FTU7发送合闸指令，默认的开环点馈电终端单元FTU7接收到该合闸指令后，指令其内的负荷开关合闸，从而恢复对馈电终端单元FTU5、FTU6下游的电力负荷供电。

对于上述本发明的无主站输配电网络控制方法再作一些补充说明：

本发明的控制方法可以采用传统的具有检测故障电流的馈电终端单元，该馈电终端单元包含有传统结构的负荷开关。

相应于本发明的方法的改进，这些馈电终端单元还包括有相应的存储模块、控制分析模块和通信模块。存储模块用于存储上述的信息表，有关信息表的格式在此不作限定，本领域技术人员根据已有技术完全可以设计出能达到本发明要求的信息表格式。控制分析模块可以采用微处理单元，以软件的形式加以实现，具体的实现方式也是本领域技术人员也知晓的。通信模块可以采用已成熟的以太网技术，以实现即时的网络通信。

Claims (4)

1、一种输配电控制方法，可用于无主站的输配电网络系统，所述无主站的输配电网络系统包括：多个电源，在每个电源的输出端，设置有一个断路器；以及

多个馈电终端单元，每个馈电终端单元包含有负荷开关和通信装置，所述通信装置用各个馈电终端单元之间的通信；

所述多个电源与所述多个馈电终端单元之间通过树型结构连接成输配电网络；

在每两个电源之间的树枝上，设定一个馈电终端单元为开环点馈电终端单元，常态下，该开环点馈电终端单元的负荷开关处于分闸状态；

所述输配电控制方法包括：

故障检测步骤：所述多个馈电终端单元随时检测其内的所述负荷开关的工作电流，当网络中发生故障时，为该故障点提供电力的电源端的断路器断路，同时相应的馈电终端单元检测到故障电流，并通过其内通信装置向所有的馈电终端单元发送故障信息；

故障定位步骤：所述多个馈电终端单元根据获得的各馈电终端单元发送的故障信息，对故障点进行定位，定位原则是如果一馈电终端单元检测到故障电流，但该馈电终端单元紧邻的子馈电终端单元未检测到故障电流，则故障点位于该检测到故障电流的馈电终端单元与该未检测到故障电流的馈电终端单元之间，并将该检测到故障电流的馈电终端单元称为故障点馈电终端单元；

故障隔离步骤：所述故障点馈电终端单元内的负荷开关分闸，并通过其通信装置向其下游的所有紧邻馈电终端单元发出分闸指令，所述下游的所有紧邻馈电终端单元在接收到所述分闸指令后，指令其内负荷开关分闸；

分闸报告步骤：所述故障点馈电终端单元和所述下游的所有馈电终端单元在分闸动作完成之后，通过各自的通信装置向其它馈电终端单元发送状态信息；

合闸步骤：所述分闸的断路器合闸。

2、如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述故障检测步骤，当发生故障时，在相应的馈电终端单元发送故障信息之前，先将断路器合上一次。

3、如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：

供电恢复步骤：所述已分闸的下游馈电终端单元通过其通信装置向与其相邻的开环点馈电终端单元发送合闸指令，所述开环点馈电终端单元接收到该合闸指令后，指令其内的负荷开关合闸。

4、如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：

供电恢复步骤：为馈电终端单元指定一默认的开环点馈电终端单元，所述已分闸的下游馈电终端单元通过其通信装置向与其默认的开环点馈电终端单元发送合闸指令，所述默认的开环点馈电终端单元接收到该合闸指令后，指令其内的负荷开关合闸。

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