CN201909975U - 馈线自动化自愈重构控制器 - Google Patents

Abstract

馈线自动化自愈重构控制器，包括控制单元、显示单元、键盘设置单元和通讯转换单元，控制单元分别连接显示单元、键盘设置单元和通讯转换单元，其中控制单元为微处理器与可编程逻辑单元组合构成。馈线自动化自愈重构控制器通过通讯转换单元与电力线路上各个重合开关之间无线连接，组成自愈重构网络。本实用新型控制器独立实现具有很高复杂性的网络自愈重构控制才能取代主站后台控制模式，采用MCU+CPLD结构作为硬件基础来实现高复杂性的控制，MCU+CPLD的结构能够快速处理线路网络重构以及通信管理。

Description

馈线自动化自愈重构控制器

技术领域

本实用新型属于配网自动化技术领域，涉及馈线自动化自愈控制，为一种馈线自动化自愈重构控制器。

背景技术

随着电力系统现代化得发展，配网自动化系统的完善与发展已成为必然趋势。在配网自动化系统中馈线自动化的实施方式分为两种：1.现场就地实施方式，即通过线路上重合闸的相互配合来实现故障处理过程。2.由主控后台进行监控管理，远程控制馈线终端，实现故障隔离以及网络重构。然而现有的这两种方式中，都有其局限性。第一种方式虽能够快速的进行故障隔离，但是重合次数多，对电网质量造成影响同时也不能够合理的进行故障后的重构，还需依靠主控后台来实现。第二种方式是由主控后台进行故障定位，隔离以及网络重构，这样一来使得馈线自动化的实施过于依赖后台，一旦后台出现故障会导致整个自动化系统瘫痪。因此针对馈线自动化系统设计一个既能应用在现场同时在出现故障时又能够对整个线路自愈重构的智能控制装置是非常必要的。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有馈线自动化系统的控制装置对主控后台过于依赖，需要一种既能应用在现场，同时在出现故障时又能够对整个线路自愈重构的智能控制装置。

本实用新型的技术方案为：馈线自动化自愈重构控制器，包括控制单元、显示单元、键盘设置单元和通讯转换单元，控制单元分别连接显示单元、键盘设置单元和通讯转换单元，其中控制单元为微处理器与可编程逻辑单元组合构成。

可编程逻辑芯片与显示单元相连，微处理器芯片与键盘设置单元相连，微处理器芯片与可编程逻辑芯片共同与通信单元相连，其中显示单元由锁存器与液晶驱动单元构成。

馈线自动化自愈重构控制器通过通讯转换单元与电力线路上各个重合开关之间无线连接，组成自愈重构网络。

本实用新型中，微处理器芯片与可编程逻辑芯片组合，微处理器芯片采用具有高控制能力的单片机，可编程逻辑芯片采用由许多逻辑宏单元组成的CPLD芯片，能够快速实现逻辑控制以及提高控制信号的驱动能力。

本实用新型控制器是一种既能应用在现场同时在出现故障时又能够对整个线路自愈重构的智能控制装置，所以它区别于以往的远方主站后台控制模式，由于代替以往远方主站后台来控制线路网络，整个电力自愈重构控制具有很高的复杂性，需要具有高频率以及多位数据处理的微处理单元来进行单独控制处理，因此本实用新型利用微处理器芯片的多位数据处理能力来处理线路拓扑分析以及网络重构程序，利用可编程逻辑芯片的多I/O接口以及高效的逻辑处理能力来实现自愈控制器与线路各个终端通信逻辑处理。

本实用新型控制器独立实现具有很高复杂性的网络自愈重构控制才能取代主站后台控制模式，采用MCU+CPLD结构作为硬件基础来实现高复杂性的控制，MCU+CPLD的结构能够快速处理线路网络重构以及通信管理。

附图说明

图1为本实用新型控制器的结构示意图。

图2为本实用新型控制器软件流程图。

图3为本实用新型应用时的故障重构网络图。

具体实施方式

针对馈线自动化系统，本实用新型提出一种将控制单元，可编程逻辑单元，显示单元，通信单元，键盘设置单元集合一体的，能够有效完成故障后网络重构要求的自愈控制装置。

如图1，本实用新型包括微处理器芯片1、可编程逻辑芯片2、显示单元、键盘设置单元5、通讯单元6，控制部分为微处理器芯片(MCU)+可编程逻辑芯片(CPLD)的结构，显示单元由锁存器3与液晶驱动单元4构成。可编程逻辑芯片2与显示单元相连，微处理器芯片1与键盘设置单元5相连，微处理器芯片1与可编程逻辑芯片2共同与通信单元6相连。可编程逻辑芯片采用由许多逻辑宏单元组成的CPLD芯片，能够快速实现逻辑控制以及提高控制信号的驱动能力。

本实用新型采用的MCU+CPLD结构中，由于MCU的高处理能力，因而能够高效处理拓扑模型建立的数据复杂性，同时在与现场终端进行通信时CPLD能够实现对通信数据时序传输以及逻辑规则处理，为通信模块与MCU之间搭建通信数据的合理传输桥梁。两者通过16为数据线相连，其中8位地址线、8位数据线。MCU与CPLD的结合为处理馈线网络自愈重构提供实现基础以及硬件平台。这样一来，该结构能够代替主站后台，独立应用于现场，通过该控制器内的软件运行，能够处理好现场网路的拓扑分析与故障处理，以及与现场各个终端的通信。从而能够在现场实现对整个线路的自愈重构功能。

在硬件支持基础上，本实用新型可以很好的完成高复杂性的网络自愈重构控制，工作过程为：首先自愈控制装置上电，初始化，根据预先设置数据进行初始化，建立拓扑关系。在馈线线路运行中，本实用新型的自愈控制器以问答方式与各个分段开关控制器进行通讯，使各开关与自愈控制器之间相互传达状态信息。自愈控制装置经过建立拓扑关系计算出线路运行状态，当线路故障时，线路分段开关进行一次重合闸，然后与自愈控制装置进行通信，传递故障跳闸的开关拓扑编号等相关信息，这时自愈控制装置根据故障触发信息进行拓扑分析，实施故障诊断，首先给最末故障点的前一个故障开关脉冲重合指令，进而合上该故障开关，恢复故障前端供电，同时分开故障开关之后的开关，以便隔离故障对下游的影响。然后计算其它正常线路的可供电容量，分析出最优供电方案，从而下发指令，合上最优供电线路的联络开关，实现网络重构。

具体实现中，拓扑分析的建立采用链表技术，系统初始化时，线性链表通过预先设定的设备参数，动态生成设备对象，对象内的指针*connectp[i]指向与之相连的设备，用指针来操作设备。

本实用新型的控制器的主程序包括以下步骤：

(1)进行初始化；

(2)根据设定数值，建立线路重合开关的拓扑关系；

(3)检查是否有开关闭锁信号，如果有则执行故障中断，没有则定时查询线路信息；

(4)如果出现故障，则根据拓扑关系，找到故障开关点；

(5)发送脉冲重合信号给故障前一指针点*connectp[0]，同时发送分闸信号给故障后一指针点*connectp[1]；

(6)检测反馈信号，判断控制装置有无转供线路优先级设置；

(7)如果有优先级设置，则按优先级下发转供操作指令给对应联络开关；

(8)如无优先级则调用转供线路容量计算函数，得出最优转供方案，下发给该方案中对应的联络开关，实现网络重构；

(9)结束。

作为一个具体实施例，本实用新型微处理器芯片采用inter80c196单片机，可编程逻辑芯片采用EPM240 CPLD芯片。馈线自动化自愈重构控制器通过通讯转换单元与电力线路上各个重合开关之间无线连接，组成自愈重构网络。预先设置参数，包括开关连接序号等，以便控制器初始化建立拓扑关系所用。控制器上电，inter80c196单片机内软件运行，进行初始化，建立各重合开关的拓扑连接关系，即拓扑模型的建立。

如图2所示，控制器上电运行，进行初始化建立各重合开关的拓扑连接，自愈重构控制器与各个重合开关之间进行定时的相互通信，如图3所示，假如在c区域发生故障，这时CH2产生闭锁信号，此信号传给自愈重构控制器，控制器得到故障闭锁信号之后，开始根据拓扑关系定位该开关，然后对该开关的拓扑指针操作，拓扑指针指向的上游相邻开关CH1，然后向CH1发送脉冲重合信号，同时操作拓扑指针指向下游相邻开关CH3，并向其发送分闸信号，这样就可以隔离c段产生的故障。自愈重构控制器又调用转供线路容量计算函数根据拓扑关系以及负荷数据来计算最优转供线。经计算得出联络开关CH4比CH6优化，适合转供负荷，因此控制装置发送合闸CH4信号。线路经自愈重构之后如图3所示。

Claims (3)

1.馈线自动化自愈重构控制器，其特征是包括控制单元、显示单元、键盘设置单元和通讯转换单元，控制单元分别连接显示单元、键盘设置单元和通讯转换单元，其中控制单元为微处理器芯片与可编程逻辑芯片组合构成。

2.根据权利要求1所述的馈线自动化自愈重构控制器，其特征是可编程逻辑芯片与显示单元相连，微处理器芯片与键盘设置单元相连，微处理器芯片与可编程逻辑芯片共同与通信单元相连，其中显示单元由锁存器与液晶驱动单元构成。

3.根据权利要求1或2所述的馈线自动化自愈重构控制器，其特征是馈线自动化自愈重构控制器通过通讯转换单元与电力线路上各个重合开关之间无线连接，组成自愈重构网络。

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