CN103227460A - 一种智能配电监控系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能配电监控系统，应用于配电环网，所述配电环网包括电源站和多个配电子站，所述配电子站均与所述电源站连接，每一个所述配电子站均设置有故障诊断控制单元，所述电源站用于实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令，每一个所述故障诊断控制单元用于接收所述保护启动信号指令，于接收所述保护启动信号指令后同步采集其所属的所述配电子站以及除其所属以外的其他所述配电子站的状态信息，并处理所述状态信息，如所述状态信息为无故障，则指令所述配电子站重合闸，如所述状态信息为有故障，则检测故障，并排除故障形成处理结果，然后将所述处理结果反馈给所述电源站。本发明还公开了一种智能配电监控方法。

Description

一种智能配电监控系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及配电环网自动化故障诊断及故障恢复技术领域，特别涉及一种智能配电监控系统及其监控方法。

背景技术

智能馈线自动化的实现技术目前已经列入国家电网公司颁布的《配电自动化技术导则》和《配电自动化建设改造原则》相关国网公司以及南方电网公司的企业标准和规范之中，作为馈线自动化实现的一种主要实现模式。

智能馈线自动化的基本原理是：在手牵手的馈线环路系统中，如果馈线上发生故障后，由馈线自动化控制器和馈线自动化采集器来收集馈线自动化环路中的所有的故障信息，分析后确定出发生故障的区段，跳开该区段两端的负荷开关，完成故障隔离动作，然后，合上分段点开关合断路器，将结果上报主站，结束馈线自动化过程。

馈线自动化主要用于10Kv馈线环网的故障定位、故障隔离、恢复供电。馈线自动化的技术和相关产品，进行产业化推广与工程实施，实现了不依赖于配电主站和子站的智能馈线自动化系统。对提高城市配电网供电可靠性水平，提升配电网运行管理水平有着极其重要的意义。

当前正在全面深入推进智能电网建设，馈线自动化装置大量运用在光纤到户配电站综合自动化建设中，馈线自动化的实现方式常用的有集中智能式和分布馈线自动化模式，这两种模式有如下优缺点：

集中智能式馈线自动化模式是用一台装置作为小主站来统一控制所有的负荷开关来实现馈线自动化，即所有的装置往小主站装置送相关信息，依赖于主站来的逻辑判断来实现馈线自动化功能。这种小主站方式优点由一台装置采集控制，分合负荷开关速度快。优点是统一性和时效性好，缺点就是可靠性差，即完全依赖于小主站装置，此装置一旦有什么问题，那馈线自动化就无法执行或者无法正确执行。

分布式馈线自动化模式采用分布式通信，其工作原理是采集相邻两个装置的相关信息来实现馈线自动化逻辑。当线路发生故障时，环路中所有的馈线自动化控制装置统一断开整条线路的负荷开关，然后从电源端开始往线路中间逐个判断合闸。这种方式的优点是独立性高，缺点是：一是非故障线路也会先停电再恢复供电，对符合开关的操作次数多；二是逐个恢复供电，线路恢复的时间长。

因此，特别需要一种智能配电监控系统及其监控方法，以解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能配电监控系统及其监控方法，针对现有技术的不足，用于实现馈线自动化配电馈线自动化系统的整个逻辑功能，有效的将馈线自动化动作逻辑的可靠、时效、独立性、统一性合于一身，有效解决上述小主站模式和分布式模式问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种智能配电监控系统，应用于配电环网，所述配电环网包括电源站和多个配电子站，所述配电子站均与所述电源站连接，每一个所述配电子站均设置有故障诊断控制单元，所述电源站用于实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令，每一个所述故障诊断控制单元用于接收所述保护启动信号指令，于接收所述保护启动信号指令后同步采集其所属的所述配电子站以及除其所属以外的其他所述配电子站的状态信息，并处理所述状态信息，如所述状态信息为无故障，则指令所述配电子站重合闸，如所述状态信息为有故障，则检测故障，并排除故障形成处理结果，然后将所述处理结果反馈给所述电源站。

在本发明的一个实施例中，所述故障诊断控制单元与所述配电子站分体设置。

在本发明的一个实施例中，所述故障诊断控制单元与所述配电子站一体设置。

在本发明的一个实施例中，所述检测故障包括检测故障发生点、检测要隔离故障的装置、检测分段点装置或启动保护的电源站中的任一者或者其组合。

本发明还提供了一种智能配电监控方法，所述方法应用于配电环网，所述配电环网包括电源站和多个配电子站，所述配电子站均与所述电源站连接，每一个所述配电子站均设置有故障诊断控制单元所述方法包括如下步骤：

步骤1：所述电源站实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令；

步骤2：每一个所述故障诊断控制单元接收所述保护启动信号指令，然后等待重合闸时间，如果重合闸成功，则馈线自动化不启动，如果重合闸不成功，则所述故障诊断控制单元检测故障；

步骤3：排除故障；

步骤4：复归：线路中所有的馈线自动化装置操作结束后，统一复归馈线自动化执行信号，开始检测下次保护启动信号。

在本发明的一个实施例中，所述检测故障包括检测故障发生点，要隔离故障的装置、分段点装置和启动保护的变电站中的任一者或者其组合。

在本发明的一个实施例中，若步骤2中所述检测故障为检测要隔离故障的装置，则步骤3中所述排除故障为隔离故障。

在本发明的一个实施例中，若步骤2中所述检测故障为检测分段点装置，则步骤3中所述排除故障为合断路器，确定故障隔离之后，合分段点。

在本发明的一个实施例中，若步骤2中所述检测故障为检测检测启动保护的电源站，则步骤3中所述排除故障为确定故障隔离之后，合断路器。

本发明的智能配电监控系统及其监控方法与现有技术相比，实现馈线自动化配电馈线自动化系统的整个逻辑功能，有效的将馈线自动化动作逻辑的可靠、时效、独立性和统一性合于一身，有效解决上述小主站模式和分布式模式问题，对推广智能矩阵式馈线自动化技术具有积极的现实意义，对今后类似配电站也有推广和借鉴意义，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明的智能配电监控系统结构示意图；

图2为实际发生故障的线路情况示意图；

图3为馈线自动化结束后的线路情况示意图；

图4为本发明实现方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明提供的智能配电监控系统，应用于配电环网，所述配电环网包括电源站和多个配电子站，所述配电子站均与所述电源站连接，每一个所述配电子站均设置有故障诊断控制单元，所述电源站用于实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令，每一个所述故障诊断控制单元用于接收所述保护启动信号指令，于接收所述保护启动信号指令后同步采集其所属的所述配电子站以及除其所属以外的其他所述配电子站的状态信息，并处理所述状态信息，如所述状态信息为无故障，则指令所述配电子站重合闸，如所述状态信息为有故障，则检测故障，并排除故障形成处理结果，然后将所述处理结果反馈给所述电源站。

在一种具体实施例中，在智能矩阵式馈线自动化系统结构中，变电站、K型站、P型站、W型站之间建立基于IP的矩阵式光纤通信网络，通过工业以太网光端机提供的网络口（RJ45口），接入第一故障诊断控制单元100和第二故障诊断采集单元200，满足智能馈线自动化控制单元矩阵式通信以及配电自动化主站与智能馈线自动化控制单元之间通信的要求。

在本发明的一个实施例中，第一故障诊断控制单元100和常规配电终端DTU300采用串口通信 ，采用使用部颁IEC101或IEC104等规约。如图2所示，表示负2负3中发生故障的情况，实际的动作应该为

1、甲开关 合—＞分；

2、负2开关 合—＞分，负3开关 合—＞分；

3、甲开关 分—＞合，负5开关 分—＞合。

馈线自动化结束后的线路状态如图3所示。

如图4所示，本发明的智能配电监控方法，它包括如下步骤：

步骤1：所述电源站实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令；

步骤2：每一个所述故障诊断控制单元接收所述保护启动信号指令，然后等待重合闸时间，如果重合闸成功，则馈线自动化不启动，如果重合闸不成功，则所述故障诊断控制单元检测故障；

步骤3：排除故障；

步骤4：复归：线路中所有的馈线自动化装置操作结束后，统一复归馈线自动化执行信号，开始检测下次保护启动信号。

在本发明中，所述检测故障包括检测故障发生点、检测要隔离故障的装置、检测分段点装置或启动保护的电源站中的任一者或者其组合。

在本发明的一个实施例中，若步骤2中所述检测故障为检测要隔离故障的装置，则步骤3中所述排除故障为隔离故障。

在本发明的一个实施例中，若步骤2中所述检测故障为检测分段点装置，则步骤3中所述排除故障为合断路器，确定故障隔离之后，合分段点。

在本发明的一个实施例中，若步骤2中所述检测故障为检测检测启动保护的电源站，则步骤3中所述排除故障为确定故障隔离之后，合断路器。

由上述可知，实现矩阵式智能模式馈线自动化需要以下几个条件：

矩阵式的网络通讯：矩阵式的网络通讯使得个控制器主动发布故障信息或查询其他控制器信息成为可能。

每个馈线自动化控制单元具有综合和处理信息的能力：必须能够采集和处理数据信息，与参与馈线自动化的所有装置通讯，并能控制开关动作。

快速判断、排除故障，恢复供电：每个馈线自动化控制单元能够根据采集到的故障信息和各装置开关的状态，快速判断、排除故障，恢复供电，这就需要一种实用的逻辑算法，及能快速准确的判定故障，每台参与馈线自动化的控制单元根据线路上所有的故障信息，结合自己的保护启动状态。

馈线自动化必须与出线开关的速断保护时限相配合。

如图1所示，第二故障诊断采集单元200和RTU功能为一体，是基于面保护原理，采用类GOOSE式的通信机制，通信回路中的任一台控制器都采集其它所有控制器中的信息，当收到电源站“事故总信号”后，每台控制器都启动本机的馈线自动化功能，统一开始对故障点，隔离故障装置，分段点装置等信息进行检测，再自行判断隔离，以达到快速恢复供电的目的。

第二故障诊断采集单元200因集RTU功能为一体，故可直接判断线路过流。又因采用类GOOSE试的通信机制，任意一台单元产生过流，所有的单元都会知道，故可快速判断出故障点在哪，不需要检测电压就能进行馈线自动化操作。

另外，系统不设置固定分断点，而是动态检测分断点。

综上所述，本发明的类GOOSE的矩阵式网络通讯方式有如下优点：

独立性高：真正的矩阵式网络通信和真正的矩阵式馈线自动化，所有的故障判断、异常闭锁、故障隔离、非故障区恢复供电由本机完成。采用类GOOSE式的通信机制；

供电恢复速度快：断路器故障跳开后，只需两步，分开两个隔离负荷开关，合断路器和分断点的负荷开关。

负荷开关操作次数少：一次馈线自动化运行，需动作的负荷开关只需动作一次。

需要辅助条件少：只需加装CT，采集电流信号，判断线路是否发生短路故障。无需加装PT，逻辑中不用失压信号。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定                                                

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Claims (9)

1.一种智能配电监控系统，应用于配电环网，所述配电环网包括电源站和多个配电子站，所述配电子站均与所述电源站连接，其特征在于，每一个所述配电子站均设置有故障诊断控制单元，所述电源站用于实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令，每一个所述故障诊断控制单元用于接收所述保护启动信号指令，于接收所述保护启动信号指令后同步采集其所属的所述配电子站以及除其所属以外的其他所述配电子站的状态信息，并处理所述状态信息，如所述状态信息为无故障，则指令所述配电子站重合闸，如所述状态信息为有故障，则检测故障，并排除故障形成处理结果，然后将所述处理结果反馈给所述电源站。

2.根据权利要求1所述的智能配电监控系统，其特征在于，所述故障诊断控制单元与所述配电子站分体设置。

3.根据权利要求1所述的智能配电监控系统，其特征在于，所述故障诊断控制单元与所述配电子站一体设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的智能配电监控系统，其特征在于，所述检测故障包括检测故障发生点、检测要隔离故障的装置、检测分段点装置或启动保护的电源站中的任一者或者其组合。

5.一种智能配电监控方法，其特征在于，所述方法应用于配电环网，所述配电环网包括电源站和多个配电子站，所述配电子站均与所述电源站连接，每一个所述配电子站均设置有故障诊断控制单元所述方法包括如下步骤：

步骤1：所述电源站实时向每一个所述故障诊断控制单元发送保护启动信号指令；

步骤2：每一个所述故障诊断控制单元接收所述保护启动信号指令，然后等待重合闸时间，如果重合闸成功，则馈线自动化不启动，如果重合闸不成功，则所述故障诊断控制单元检测故障；

步骤3：排除故障；

步骤4：复归：线路中所有的馈线自动化装置操作结束后，统一复归馈线自动化执行信号，开始检测下次保护启动信号。

6.如权利要求5所述的智能配电监控方法，其特征在于，所述检测故障包括检测故障发生点，要隔离故障的装置、分段点装置和启动保护的变电站中的任一者或者其组合。

7.如权利要求6所述的智能配电监控方法，其特征在于，若步骤2中所述检测故障为检测要隔离故障的装置，则步骤3中所述排除故障为隔离故障。

8.如权利要求6所述的智能配电监控方法，其特征在于，若步骤2中所述检测故障为检测分段点装置，则步骤3中所述排除故障为合断路器，确定故障隔离之后，合分段点。

9.如权利要求6所述的智能配电监控方法，其特征在于，若步骤2中所述检测故障为检测检测启动保护的电源站，则步骤3中所述排除故障为确定故障隔离之后，合断路器。

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