CN105305636A - 智能分布式馈线自动化互操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于配电自动化技术领域，尤其涉及馈线自动化互操作技术。智能分布式馈线自动化互操作方法，其中，用于多个馈线自动化终端构成的馈线自动化系统，包括以下步骤：步骤1，建立互操作拓扑模型；步骤2，每个馈线自动化终端检查本地故障信号，并与相邻的馈线自动化终端进行信息交换；步骤3，依据设定时序启动馈线自动化终端，馈线自动化终端依据独立的功能逻辑执行故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能。以上技术方案的模型结构具有良好的独立性和稳定性，便于互操作及替换性的实现，并且将邻接开关纳入建模，拓扑分析模型完整性好，便于整个系统的拓扑追踪分析，维护简便。

Description

智能分布式馈线自动化互操作方法

技术领域

本发明属于配电自动化技术领域，尤其涉及馈线自动化互操作技术。

背景技术

馈线自动化(FeederAutomation,简称FA)是配电自动化系统的核心功能之一，其主要有两类实现模式：集中式及分布式。其中智能分布式馈线自动化系统是一种区域自治型馈线自动化技术，是指在配电网线路发生故障时，不需要配电主站或配电子站控制，由馈线自动化终端相互通信、保护配合或时序配合，自主完成故障定位、隔离及非故障区域恢复供电，并上报处理过程及结果。不同模式的馈电自动化系统设备在具体实现原理、配置、功能特性上各不相同，现有技术的一个馈线自动化环路诸如一个手拉手线路等，均采用同一厂家的设备，不具备单独馈线自动化设备的互操作性、替换性，给分布式馈线自动化设备的后期运维带来不便，并制约了分布式馈线自动化技术的大规模推广。

发明内容

针对以上技术问题，提供一种智能分布式馈线自动化互操作方法，以解决现有技术不具有互操作性、后期运维不便的缺陷；

具体技术方案如下：

智能分布式馈线自动化互操作方法，其中，用于多个馈线自动化终端构成的馈线自动化系统，包括以下步骤：

步骤1，建立互操作拓扑模型；

步骤2，每个所述馈线自动化终端检查本地故障信号，并与相邻的馈线自动化终端进行信息交换；

步骤3，依据设定时序启动所述馈线自动化终端，所述馈线自动化终端依据独立的功能逻辑执行故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述步骤2中所述信息交换的内容包括公共信息及相邻所述馈线自动化终端的动态拓扑信息。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述公共信息用于提供所述馈线自动化终端启动或终止的判断条件，包括保护信号及系统状态信号。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述步骤3中的所述功能逻辑依据拓扑信息及相关的故障、事件顺序记录事件以及保护动作信息。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述拓扑信息包括所述互操作拓扑模型以及动态拓扑追踪信息。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述互操作拓扑模型的建立步骤为：

步骤11，确定通信参数；

步骤12，以所述通信参数命名模型接口部分；

步骤13，依据所述馈线自动化终端监测的目标站点网络及相邻站点建模。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述步骤13中于相邻站点变更时，调整配置，以动态调整拓扑结构。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述步骤2中信息交换的具体步骤如下：

步骤21，接收公共信息到一公共信息库，并向邻接的馈线自动化终端转发所述公共信息；

步骤22，接收到邻接开关信息，经一邻接表转换，存放在本地信息库；

步骤23，将检测到的接口开关故障信息，经所述邻接表转换，发送对应的馈线自动化终端的IP；

步骤24，开关动作驱动拓扑追踪分析，将动态拓扑分析结果，以接口开关状态传递给下游的馈线自动化终端。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述步骤3中的故障定位通过检测到本地开关及交换过来的邻接开关故障信息，经拓扑分析确定故障位置。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，所述步骤3中根据故障定位分析执行故障区域隔离，跳开故障位置两端开关。

有益效果：以上技术方案的模型结构具有良好的独立性和稳定性，便于互操作及替换性的实现，并且将邻接开关纳入建模，拓扑分析模型完整性好，便于整个系统的拓扑追踪分析，维护简便。

附图说明

图1为典型分布式馈线自动化系统应用示意图；

图2为自治区域内全局建模方式示意图；

图3为邻接建模方式示意图；

图4为典型一进一出W型箱式配电站的拓扑参考模型；

图5为图1中站点W2的拓扑模型例图；

图6为图1中站点W3的拓扑模型例图；

图7为馈电自动化终端的信息及交换模型示意图；

图8为本发明的方法流程图；

图9为本发明的图8中步骤1的一种具体方法流程图；

图10为本发明的图8中步骤2的一种具体方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参照图1至图8，智能分布式馈线自动化互操作方法，其中，用于多个馈线自动化终端构成的馈线自动化系统，包括以下步骤：

步骤1，建立互操作拓扑模型；

步骤2，每个馈线自动化终端检查本地故障信号，并与相邻的馈线自动化终端进行信息交换；

步骤3，依据设定时序启动馈线自动化终端，馈线自动化终端依据独立的功能逻辑执行故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能。

互操作性是指来自同一个厂家或不同厂家的智能电子设备之间交换信息和正确使用信息协同操作的能力，其中，信息交换需要通信协议栈的支持，信息的正确使用依赖于信息的相互理解，目前工业过程控制领域的通信规约各异，以电力系统为例，目前全世界存在的通信规约就不少于200种，不同厂家生产的设备很难实现系统的集成和互操作。本发明具有完整的数据建模方法以及统一的服务接口，具备完全的互操作性和互换性。通过考虑配电线路结构及运行方式多变的特性，其配置信息可根据网络变化进行调整，保持模型与服务的一致性，实现馈线自动化互操作。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，步骤2中信息交换的内容包括公共信息及相邻馈线自动化终端的动态拓扑信息。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，公共信息用于提供馈线自动化终端启动或终止的判断条件，包括保护信号及系统状态信号。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，步骤3中的功能逻辑依据拓扑信息及相关的故障、事件顺序记录事件以及保护动作信息。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，拓扑信息包括互操作拓扑模型以及动态拓扑追踪信息。

本发明基于相邻分布式馈线自动化终端之间的信息交换，由各分布式馈线自动化终端自主决策完成故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能，一方面，各馈线自动化终端具备独立的的功能决策逻辑，另一方面，各馈线自动化终端的故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能执行又有严格的时序关系，由各馈线自动化终端按时序执行而完成整体智能分布式馈线自动化系统的馈线自动化功能。图1为典型分布式应用示意图。

不同制造商生产的设备之间的互操作，应当包含以下三方面的内容：信息模型应用的一致性，通信服务应用的一致性，通信服务映射和通信协议栈实现的一致性，本发明的互操作拓扑模型的建立步骤参照图9：

步骤11，确定通信参数；

步骤12，以通信参数命名模型接口部分；

步骤13，依据馈线自动化终端监测的目标站点网络及相邻站点建模。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，于相邻站点变更时，调整配置，以动态调整拓扑结构。

拓扑建模是配电自动化应用的关键，是故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能的实现基础，对分布式馈线自动化终端，常用的建模方式主要有两种，一种自治区域内配电网络的统一建模，如图2所示区域，系统内各馈线自动化终端复制同样的拓扑模型，此模式下，当发生区域内任一变更，都需重新调整拓扑结构。另一种方式是馈线自动化终端监测的目标站点网络及相邻开关的区域建模，如图3中的虚线区域，各馈线自动化拓扑模型相对独立，仅在相邻站点变更时，才需要调整配置，拓扑适应性更好。

另外，智能分布式馈线自动化设备基于对等通信实现，其通信参数，包括IP分配一般需要事先规划确定，并在工程实施及后续运行中保持不变，也就是说对于馈线自动化终端其通信参数基本固定的。并且，智能分布式馈线自动化的实现逻辑基于相邻终端之间的信息交换，本文以通信参数命名模型接口部分，并作为馈线自动化终端拓扑描述的一部分，既可以保证馈线自动化终端模型的完整性，又能保持各馈线自动化终端模型的独立性，具备良好的互换性及互操作性。

以典型的一进一出W型箱式配电站为例，馈线自动化终端拓扑参考模型如图4：模型图中，W(n):IP代表站点W(n)的馈线自动化终端的IP，接口开关是指站内与相邻站点的邻接的开关；以W(n-1):IP、W(n+1):IP标识邻接开关，来自相邻站点接口开关，模型参考CIM标准建立。据此，可以看出，一个站点馈线自动化终端的拓扑描述相对独立，仅与相邻站点IP有关，拓扑模型稳定。以上模型，也可扩展到多个进出线的情况，进出线开关对应连接出进线对端的站点IP，并是对端站点的邻接开关。

以图1中站点W2，W3为例，拓扑建模如图5和图6所示，邻接开关设备端子，外侧为1号，内侧为2号。对于站点W2，依据其拓扑模型图，拓扑关系可表示如下：

1)邻接表：

序号	接口开关	邻接IP
			1	k4	W1:IP
2	k5	W3:IP

2)拓扑表：

序号	节点号	端子号	说明
				1	1	W1:IP-1	邻接开关1号端子
2	2	W1:IP-2	邻接开关2号端子
				3	2	K4-1	开关4(接口开关)的1号端子
4	3	K4-2	开关4(接口开关)的2号端子
				5	3	bus	站内母线
6	4	bus
				7	4	fz-1	fz出线开关1号端子
8	5	bus
				9	5	K5-1	开关5(接口开关)的1号端子

10	6	K5-2	开关5(接口开关)的2号端子
				11	6	W3:IP-2	邻接开关2号端子
12	7	W3:IP-1	邻接开关1号端子

以通信参数命名馈线自动化终端拓扑模型的边界部分，因通信参数具有通用性及确定性，其模型结构具有良好的独立性和稳定性，便于互操作及替换性的实现。只要遵循信息交换标准(包括公共信息及邻接信息定义)，可在不改变相邻馈线自动化终端配置的情况下，进行不同厂家的设备替换。

各馈线自动化拓扑模型在边界部分，将邻接开关纳入建模，拓扑分析模型完整性好，便于整个馈线自动化系统的拓扑追踪分析。同时，边界部分具备冗余的衔接信息，可用于馈线自动化系统的模型解析、拼接、拆分等操作，便于系统检查、测试等综合分析功能的实现。维护简便。馈线自动化终端内的拓扑结构变更，不影响相邻馈线自动化终端配置。

上述的馈线自动化终端之间的信息交换内容包括分布式馈线自动化系统的公共信息以及相邻终端的动态拓扑信息。馈线自动化终端的信息及交换模型表示如图7所示。

智能分布式馈线自动化互操作方法，参照图10，步骤2中信息交换的具体步骤如下：

步骤21，接收公共信息到一公共信息库，并向邻接的馈线自动化终端转发公共信息；

步骤22，接收到邻接开关信息，经一邻接表转换，存放在本地信息库；

步骤23，将检测到的接口开关故障信息，经邻接表转换，发送对应的馈线自动化终端的IP；

步骤24，开关动作驱动拓扑追踪分析，将动态拓扑分析结果，以接口开关状态传递给下游的馈线自动化终端。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，步骤3中的故障定位通过检测到本地开关及交换过来的邻接开关故障信息，经拓扑分析确定故障位置。

上述的智能分布式馈线自动化互操作方法，步骤3中根据故障定位分析执行故障区域隔离，跳开故障位置两端开关。

馈线自动化终端功能的启动依据开关站内保护动作信息，故障定位由检测到的故障信号及相邻开关的故障信号确定，故障区域确定后，跳开故障区域两端的开关，故障隔离执行；隔离完成后，通过联络开关(包括出口开关)执行非故障区域恢复供电，完成分布式馈线自动化系统的功能故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能。各个分布式馈线自动化终端可在各种自动化系统间准确、快速地收集、传送、处理各种实时信息，建立一套统一的数据通信标准。

以上技术方案的模型结构具有良好的独立性和稳定性，便于互操作及替换性的实现，并且将邻接开关纳入建模，拓扑分析模型完整性好，便于整个系统的拓扑追踪分析，维护简便。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，用于多个馈线自动化终端构成的馈线自动化系统，包括以下步骤：

步骤1，建立互操作拓扑模型；

步骤2，每个所述馈线自动化终端检查本地故障信号，并与相邻的馈线自动化终端进行信息交换；

步骤3，依据设定时序启动所述馈线自动化终端，所述馈线自动化终端依据独立的功能逻辑执行故障定位、隔离及非故障区域恢复供电功能。

2.根据权利要求1所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述步骤2中所述信息交换的内容包括公共信息及相邻所述馈线自动化终端的动态拓扑信息。

3.根据权利要求2所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述公共信息用于提供所述馈线自动化终端启动或终止的判断条件，包括保护信号及系统状态信号。

4.根据权利要求1所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述步骤3中的所述功能逻辑依据拓扑信息及相关的故障、事件顺序记录事件以及保护动作信息。

5.根据权利要求4所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述拓扑信息包括所述互操作拓扑模型以及动态拓扑追踪信息。

6.根据权利要求1所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述互操作拓扑模型的建立步骤为：

步骤11，确定通信参数；

步骤12，以所述通信参数命名模型接口部分；

步骤13，依据所述馈线自动化终端监测的目标站点网络及相邻站点建模。

7.根据权利要求6所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述步骤13中于相邻站点变更时，调整配置，以动态调整拓扑结构。

8.根据权利要求2所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述步骤2中信息交换的具体步骤如下：

步骤21，接收公共信息到一公共信息库，并向邻接的馈线自动化终端转发所述公共信息；

步骤22，接收到邻接开关信息，经一邻接表转换，存放在本地信息库；

步骤23，将检测到的接口开关故障信息，经所述邻接表转换，发送对应的馈线自动化终端的IP；

步骤24，开关动作驱动拓扑追踪分析，将动态拓扑分析结果，以接口开关状态传递给下游的馈线自动化终端。

9.根据权利要求1所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述步骤3中的故障定位通过检测到本地开关及交换过来的邻接开关故障信息，经拓扑分析确定故障位置。

10.根据权利要求1所述的智能分布式馈线自动化互操作方法，其特征在于，所述步骤3中根据故障定位分析执行故障区域隔离，跳开故障位置两端开关。