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CN114243679B - 多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端 - Google Patents

多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端 Download PDF

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CN114243679B
CN114243679B CN202111307175.3A CN202111307175A CN114243679B CN 114243679 B CN114243679 B CN 114243679B CN 202111307175 A CN202111307175 A CN 202111307175A CN 114243679 B CN114243679 B CN 114243679B
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许健
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张齐
陈波
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Abstract

本申请涉及一种多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端。通过在中低压配电网中设置中心配电终端与多个子配电终端、智能断路器以及多个电源连接，中心配电终端通过多个开关分别与多个子配电终端连接，在检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号时，根据故障信号确定中低压配电网中的故障位置，根据故障位置确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，从而隔离故障并通过多个电源恢复供电，相较于传统的通过多种不同的设备和终端对电力设备进行监测，本方案通过在中低压配电网中设置中心配电终端对配电网的故障进行监测，并利用多个电源维持配电网的运行，可以实现对高低压电源的协同管理，从而提高电能系统的管理效率的效果。

Description

多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端
技术领域
本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端。
背景技术
电力是维持我国人民生产和生活正常运作的重要资源之一，因此，维护电力的运行安全是电力管理部门的重要工作，电能的管理包括对配电网的监测和管理，目前对配单网的电能管理为在电网中安装多个监测和控制设备，用于实现不同的控制监测等功能。然而，目前的配电网中的监测和控制设备众多，对监测和控制设备的监测的工作量较大，导致对电能的配电管理效率降低。
因此，目前的配电管理存在效率较低的缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高管理效率的多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端。
一种多业务协同配电管理方法，应用于中心配电终端，所述中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，所述中心配电终端分别与所述中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，所述中心配电终端通过多个开关分别与所述多个子配电终端连接，所述多个电源包括高压电源和低压光伏电源，所述方法包括：
检测到所述子配电终端和/或所述智能断路器发送的故障信号；所述故障信号表征所述多个子配电终端间的故障或所述智能断路器间的故障；
根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置；
根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，以隔离所述故障并通过所述多个电源恢复供电。
在其中一个实施例中，所述多个子配电终端包括：第一子配电终端、第二子配电终端以及第三子配电终端；
所述根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置，包括：
若所述故障信号包括所述第一子配电终端上传的故障信息以及所述第二子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第一子配电终端与所述第二子配电终端之间的第一位置；
若所述故障信号包括所述第二子配电终端上传的故障信息以及所述第三子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第二子配电终端与所述第三子配电终端之间的第二位置。
在其中一个实施例中，每个开关分别设置于每个所述子配电终端以及智能断路器中；所述电源包括第一高压电源、第二高压电源以及低压光伏电源；所述智能断路器还包括第一智能断路器和第二智能断路器，所述中心配电终端通过所述第二智能断路器与低压光伏电源连接；所述中心配电终端通过所述第一子配电终端与所述第一高压电源连接；所述中心配电终端通过所述第三子配电终端与所述第二高压电源连接。
在其中一个实施例中，所述根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，包括：
若所述故障位置为第一位置，分别向所述第一子配电终端以及所述第二子配电终端发送分闸指令，并向所述第三子配电终端发送合闸指令，以使所述第一子配电终端的开关以及所述第二子配电终端的开关分闸，并使所述第三子配电终端的开关合闸以令所述第二高压电源进行供电。
在其中一个实施例中，所述根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，包括：
若所述故障位置为第二位置，分别向所述第二子配电终端以及所述第一智能断路器发送分闸指令，并向所述第二智能断路器发送合闸指令，以使所述第二子配电终端的开关和所述第一智能断路器的开关分闸，并使所述第二智能断路器合闸，令所述低压光伏电源进行供电。
在其中一个实施例中，还包括：
获取所述中低压配电网中的电力负荷；
若所述电力负荷大于预设阈值，向所述第二智能断路器发送合闸指令，使所述低压光伏电源进行供电；
若所述电力负荷小于或等于所述预设阈值，向所述第二智能断路器发送分闸指令，并向所述低压光伏电源发送储能指令，使所述低压光伏电源对电量进行存储。
一种多业务协同配电管理系统，包括：中心配电终端、多个子配电终端、智能断路器以及多个电源；所述中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，所述中心配电终端分别与所述中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，所述中心配电终端通过多个开关分别与所述多个子配电终端连接；
所述子配电终端，用于对该子配电终端进行故障检测，将所述故障检测的检测结果发送至所述中心配电终端；
所述智能断路器，用于对该智能断路器进行故障检测，将所述故障检测的检测结果发送至所述中心配电终端；
所述中心配电终端，用于检测到所述子配电终端和/或所述智能断路器发送的故障信号；所述故障信号表征所述多个子配电终端间的故障或所述智能断路器间的故障，根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置，根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，以隔离所述故障并通过所述多个电源恢复供电。
一种多业务协同配电管理装置，应用于中心配电终端，所述中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，所述中心配电终端分别与所述中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，所述中心配电终端通过多个开关分别与所述多个子配电终端连接，所述多个电源包括高压电源和低压光伏电源，所述装置包括：
检测模块，用于检测到所述子配电终端和/或所述智能断路器发送的故障信号；所述故障信号表征所述多个子配电终端间的故障或所述智能断路器间的故障；
确定模块，用于根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置；
恢复模块，用于根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，以隔离所述故障并通过所述多个电源恢复供电。
一种数字式配电终端，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
上述多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端，通过在中低压配电网中设置中心配电终端与多个子配电终端、智能断路器以及多个电源连接，其中中心配电终端通过多个开关分别与多个子配电终端连接，并在检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号时，根据故障信号确定中低压配电网中的故障位置，并根据故障位置确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，从而隔离故障并通过所述多个电源恢复供电，相较于传统的通过多种不同的设备和终端对电力设备进行监测，本方案通过在中低压配电网中设置中心配电终端对配电网的故障进行监测，并利用多个电源维持配电网的运行，可以实现对高低压电源的协同管理，从而提高电能系统的管理效率的效果。
附图说明
图1为一个实施例中多业务协同配电管理方法的应用环境图；
图2为一个实施例中中心配电终端的结构示意图；
图3为一个实施例中中央处理设备的结构示意图；
图4为一个实施例中多业务协同配电管理方法的流程示意图；
图5为一个实施例中多业务协同配电管理方法装置的结构框图；
图6为另一个实施例中中心配电终端的结构示意图；
图7为一个实施例中数字式配电终端的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的多业务协同配电管理方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，中心配电终端D21通过多个开关分别与多个智能断路器、多个子配电终端以及高压电源和低压光伏电源连接。中心配电终端D21可以检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号，根据故障信号，确定中低压配电网中的故障位置，根据故障位置，确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，以隔离故障并通过多个电源恢复供电。
其中，中心配电终端的结构示意图可以如图2所示，图2为一个实施例中中心配电终端的结构示意图。其中，中央处理设备102可以分别与遥信扩展设备104、遥控扩展设备106和交流采样扩展设备108进行通信。中央处理设备102的结构示意图可以如图3所示，图3为一个实施例中中央处理设备的结构示意图。中央处理设备102、遥信扩展设备104、遥控扩展设备106和交流采样扩展设备108可以设置在中心配电终端D21中，中心配电终端D21可以通过中央处理设备102向遥信扩展设备104发送第一检测信号，令遥信扩展设备104根据第一检测信号获取配电台区的设备的多种故障信号，从而中央处理设备102可以根据故障信号进行故障监测；中央处理设备102可以向遥控扩展设备106发送第二检测信号，遥控扩展设备102根据第二检测信号获取配电台区的设备的开关动作、操作闭锁和储能到位信息，令中央处理设备102根据这些信息对配电台区的设备进行开关监测；中央处理设备102可以向交流采样扩展设备108发送第三检测信号，交流采样扩展设备108根据第三检测信号获取配电台区的设备爱的交流电压和交流电流并令中央处理设备102根据上述交流电压和交流电流对配电台区的设备进行电能质量监测。其中，中央处理设备102可以但不限于是各种计算芯片，例如，在一个实施例中，中央处理设备102的结构示意图可以如图2所示，图2为一个实施例中央处理设备的结构示意图。中央处理设备102可以是一种FUXI-EC边缘计算芯片，FUXI-EC是一种自主6核处理器的电力专用边缘计算芯片，主频可达1GHz，具备2个810实时核，4个860非实时核。遥信扩展设备104、遥控扩展设备106以及交流采样扩展设备108均可以用与上述中央处理设备102通过设定接口进行连接的组件来实现。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种多业务协同配电管理方法，以该方法应用于图1中的中心配电终端为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S202，检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号；故障信号表征多个子配电终端间的故障或智能断路器间的故障。
其中，中心配电终端D21设置于中低压配电网的配电台区中，中心配电终端D21分别与中低压配电网中的智能断路器以及多个子配电终端连接，中心配电终端D21通过多个开关分别与多个子配电终端连接。如图1所示，在中压配电网的环网柜和柱上开关安装终端D11、D12、D13、D14、D15，在配电台区安装中心配电终端D21，低压配电线路分支节点安装智能断路器K11、K12、K21、K22、K23、K24、K25、K26、K31、K32、K33，中压故障信息通过5G传到中心配电终端，低压故障信息通过本地无线或载波通信传到中心配电终端，中心配电终端F21还可以接入高压电源和光伏电站，将光伏电站作为备用电源或者补充电源接入低压电网。其中光伏电站可以是一种低压电源，例如可以是400V电源；高压电源可以是设置在高压配电网中的电源，例如图1中的电源1和电源2，可以是10000V电源。中心配电终端D21可以获取中低压配电网中的子配电终端的故障信号，也可以获取智能断路器的故障信号，其中故障信号表征多个子配电终端间的故障或智能断路器间的故障。
步骤S204，根据故障信号，确定中低压配电网中的故障位置。
其中，故障位置可以是上述多个子配电终端之间的连接位置，例如图1中的F1和F2，或智能断路器间的连接位置，例如图1中的F3。中心配电终端D21可以根据上述的故障信号确定故障位置。
步骤S206，根据故障位置，确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，以隔离故障并通过多个电源恢复供电。
其中，中心配电终端D21确定故障位置后，可以对中低压配电网中的多个开关进行调配，例如令某个开关合闸，或令某个开关分闸等。从而中心配电终端D21可以隔离故障并恢复配电台区的供电，上述开关合闸和分闸时会令相应的电源停止供电，从而中心配电终端D21可以在检测到某个电源因为上述分闸或合闸而导致停止供电时，可以通过控制其他开关合闸或分闸以连接其他电源供电，并且中心配电终端D21还可以协同管理低压光伏电源和高压电源，无需将低压光伏电源和高压电源分别通过不同终端进行管理。其中，中心配电终端D21可以通过发送指令信号的方式令开关进行分闸与合闸。
上述多业务协同配电管理方法中，通过在中低压配电网中设置中心配电终端与多个子配电终端、智能断路器以及多个电源连接，其中中心配电终端通过多个开关分别与多个子配电终端连接，并在检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号时，根据故障信号确定中低压配电网中的故障位置，并根据故障位置确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，从而隔离故障并通过所述多个电源恢复供电，相较于传统的通过多种不同的设备和终端对电力设备进行监测，本方案通过在中低压配电网中设置中心配电终端对配电网的故障进行监测，并利用多个电源维持配电网的运行，可以实现对高低压电源的协同管理，从而提高电能系统的管理效率的效果。
在一个实施例中，根据故障信号，确定中低压配电网中的故障位置，包括：若故障信号包括第一子配电终端上传的故障信息以及所述第二子配电终端上传的无故障信息，确定故障位置为第一子配电终端与第二子配电终端之间的第一位置；若故障信号包括第二子配电终端上传的故障信息以及第三子配电终端上传的无故障信息，确定故障位置为第二子配电终端与第三子配电终端之间的第二位置。
本实施例中，多个子配电终端包括：第一子配电终端、第二子配电终端以及第三子配电终端。如图1中所示，故障发生前，电源1和电源2正常供电，电源3不投入，联络开关D13分闸，D11、D12、D14、D15合闸。当故障发生在D11和D12之间的F1点，子配电终端D11检测到故障信息，同步向相邻节D12点询问是否有故障产生，D11将本节点有故障和D12无故障的信息通过5G网络上传到中心配电终端D21，从而中心配电终端D21可以确定故障位置在F1处。
当故障发生在D12和D13之间的F2点，子配电终端D12检测到故障信息，同步向相邻节D13点询问是否有故障产生，D12将本节点有故障和D13无故障的信息通过5G网络上传到中心配电终端D21，从而中心配电终端D21可以确定故障位置在F2处。
通过本实施例，中心配电终端D21可以利用子配电终端的故障检测结果确定配电台区中的故障位置，从而提高电能管理的效率。
在一个实施例中，根据故障位置，确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，包括：若故障位置为第一位置，分别向第一子配电终端以及第二子配电终端发送分闸指令，并向第三子配电终端发送合闸指令，以使第一子配电终端的开关以及第二子配电终端的开关分闸，并使第三子配电终端的开关合闸以令第二高压电源进行供电；若故障位置为第二位置，分别向第二子配电终端以及第一智能断路器发送分闸指令，并向第二智能断路器发送合闸指令，以使第二子配电终端的开关和第一智能断路器的开关分闸，并使第二智能断路器合闸，令低压光伏电源进行供电。
本实施例中，每个开关分别设置于每个子配电终端以及智能断路器中；电源包括第一高压电源、第二高压电源以及低压光伏电源；其中第一高压电源可以是如图1中的电源1，第二高压电源可以是如图1中的电源2，低压光伏电源可以是图1中的电源3；智能断路器还包括第一智能断路器和第二智能断路器，中心配电终端通过第二智能断路器与低压光伏电源连接；中心配电终端通过第一子配电终端与第一高压电源连接；中心配电终端通过第三子配电终端与第二高压电源连接。中心配电终端D21确定故障位置为F1后，中心配电终端D21定位故障发生D11和D12之间，对D11和D12发出分闸指令，隔离故障；由于D11和D12分闸，配电台区失电，D21检测到配电台区高压侧失电，发送合闸指令到D13，通过连接第二高压电源从而恢复配电台区供电。
中心配电终端D21确定故障位置为F2后，中心配电终端D21定位故障发生D12和D13之间，对D12发出分闸指令，隔离故障，且配电台区失电；由于故障发生D12和D13之间，不能通过电源2对配电台区进行供电；中心配电终端D21检测到配电台区失电，通过本地无线/载波通信将分闸指令发送到第一智能断路器K11，合闸指令发送到第二智能断路器K12，通过电源3光伏电站，即低压光伏电源给台区用户供电。
通过本实施例，中心配电终端D21可以通过对配电台区的开关进行控制，从而在发送电力故障时利用不同的电源恢复台区的供电，实现了对高低压侧电源的协同管理，从而提高了电能管理的效率的效果。
在一个实施例中，还包括：获取中低压配电网中的电力负荷；若电力负荷大于预设阈值，向第二智能断路器发送合闸指令，使低压光伏电源进行供电；若电力负荷小于或等于预设阈值，向第二智能断路器发送分闸指令，并向低压光伏电源发送储能指令，使低压光伏电源对电量进行存储。
本实施例中，中心配电终端D21可以对配电台区进行充电管理，台区用户有普通居民用户，充电桩线路1，充电桩线路2，每条充电桩线路安装有充电设备若干，有序充电管理流程为：中心配电终端D21实时计算台区变压器功率，电量，电流数据，通过本地无线/载波通信收集各智能断路器功率，电量，电流数据。当充电桩线路的负荷增大，超过台区变压器供电允许容量时，通过D21的电压，电流，相位，功率监测，达到分布式电源并网条件，将K12合闸，将光伏电站电源接入，提高配电台区供电能力，实现充电高峰电力供给。当台区变压器自身供电可以满足负荷要求时，将K12分闸，同时启动光伏电站储能系统，将多余发电量进行存储。
通过本实施例，中心配电终端D21可以通过对电力负荷进行检测，实现源网荷互动，以及计量，监测，控制业务的协同工作，实现对高低压侧电源的协同管理，从而提高了电能管理的效率的效果。
应该理解的是，虽然图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种多业务协同配电管理装置，包括：检测模块500、确定模块502和恢复模块504，其中：
检测模块500，用于检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号；故障信号表征多个子配电终端间的故障或智能断路器间的故障。
确定模块502，用于根据故障信号，确定中低压配电网中的故障位置。
恢复模块504，用于根据故障位置，确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，以隔离故障并通过多个电源恢复供电。
在一个实施例中，上述确定模块502，具体用于若故障信号包括第一子配电终端上传的故障信息以及所述第二子配电终端上传的无故障信息，确定故障位置为第一子配电终端与第二子配电终端之间的第一位置；若故障信号包括第二子配电终端上传的故障信息以及第三子配电终端上传的无故障信息，确定故障位置为第二子配电终端与第三子配电终端之间的第二位置。
在一个实施例中，上述恢复模块504，具体用于若故障位置为第一位置，分别向第一子配电终端以及第二子配电终端发送分闸指令，并向第三子配电终端发送合闸指令，以使第一子配电终端的开关以及第二子配电终端的开关分闸，并使第三子配电终端的开关合闸以令所述第二高压电源进行供电；若故障位置为第二位置，分别向第二子配电终端以及第一智能断路器发送分闸指令，并向第二智能断路器发送合闸指令，以使第二子配电终端的开关和第一智能断路器的开关分闸，并使第二智能断路器合闸，令低压光伏电源进行供电。
在一个实施例中，上述装置还包括：负荷管理模块，用于获取中低压配电网中的电力负荷；若电力负荷大于预设阈值，向第二智能断路器发送合闸指令，使低压光伏电源进行供电；若电力负荷小于或等于预设阈值，向第二智能断路器发送分闸指令，并向低压光伏电源发送储能指令，使低压光伏电源对电量进行存储。
关于多业务协同配电管理装置的具体限定可以参见上文中对于多业务协同配电管理方法的限定，在此不再赘述。上述多业务协同配电管理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于数字式配电终端中的处理器中，也可以以软件形式存储于数字式配电终端中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种多业务协同配电系统。包括：中心配电终端D21、子配电终端以及智能断路器；中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，中心配电终端分别与中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，中心配电终端通过多个开关分别与多个子配电终端连接。
其中，子配电终端，用于对该子配电终端进行故障检测，将故障检测的检测结果发送至中心配电终端D21；
智能断路器，用于对该智能断路器进行故障检测，将故障检测的检测结果发送至中心配电终端D21；
中心配电终端D21，用于检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号；故障信号表征多个子配电终端间的故障或智能断路器间的故障，根据故障信号，确定中低压配电网中的故障位置，根据故障位置，确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，以隔离故障并通过多个电源恢复供电。
关于多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端的描述参照上述对多业务协同配电管理方法的描述，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图6所示，图6为另一个实施例中中心配电终端的结构示意图。中心配电终端D21包括：中央处理设备102、遥信扩展设备104、遥控扩展设备106和交流采样扩展设备108；其中遥信扩展设备104可以通过48路接口接入中央处理设备102、遥控扩展设备106可以通过32路接口接入中央处理设备，交流采样扩展设备108可以通过32路接口接入中央处理设备102。
遥信扩展设备104和遥控扩展设备106，均可以用于检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号。
其中，中央处理设备102可以设置于中心配电终端D21中，中央处理设备102可以是中心配电终端D21中的核心组件，而上述遥信扩展设备104可以是中心配电终端D21中的遥信扩展组件，遥控扩展设备106可以是中心配电终端D21中的遥控扩展组件，交流采样扩展设备108可以是中心配电终端D21中的交流采样扩展组件。中心配电终端D21可以是一种模块化数字式配电终端，可以由多种组件组成，例如，中心配电终端D21可以由核心组件、遥信扩展组件、遥控扩展组件和交流采样扩展组件等。其中，中央处理设备102，即上述核心组件，可以包括CUP、电源以及存储设备，例如，核心组件可以包含主板，接口板，电源板，载波组件，以太网通信组件，无线通信组件，遥信遥控交流采样组件等。其中CUP可以是FUXI-EC边缘计算芯片，存储设备可以包括eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)、flash闪存和DDR(Double Data Rate，双倍速率)等类型的存储设备，并且核心组件中还包括多个接口，可以用于接入不同类型的功能模块和设备，从而实现相应的功能。其中，上述FUXI-EC可以是一种自主6核处理器，主频可达1GHz，具备2个810实时核，4个860非实时核，2个实时核主要完成保护运算和电能质量数据分析，4个860非实时核主要完成和主站之间的协议通讯，下行设备的数据的抄读和低压电能计量。如图7所示，FUXI-EC小主板搭载的DDR3的类型可以是SCB13H8G162BF，QSPI Flash的类型可以是GD25Q256DFIGR，eMMC的类型可以是FEMDRW008G，利用FUXI-EC的强大算力实现中低压协同管理以及多业务协同的数字电网边缘计算控制。
上述遥信扩展组件、遥控扩展组件和交流采样扩展组件可以与核心组件连接，并且也可以进行灵活拆除，拆除后转换为如图2所示的核心组件，核心组件可独立运行，支持8路以太网接口，6路RS232或RS485接口，12路遥信接口，4路控制接口，8路交流电压采样，8路交流电流采样。核心组件可应用于中压柱上开关控制和低压配电台区监控，替代原有FTU(Feeder Terminal Unit，配电开关监控终端)和TTU(distribution Transformersupervisory Terminal Unit，配电变压器监测终端)两大产品。遥信扩展组件、遥控扩展组件和交流采样扩展组件可以与核心组件进行组合连接，可将遥信扩展到48路接入，遥控扩展到32路接入，交流采样扩展到32路接入，实现8路中压开关的监测与控制，替代原有DTU功能。将数字式配电终端安装于配电房后，可实现配电房内中压监测与保护功能，同时实现低压线路监测与保护功能，替代原有配电房内中压的DTU(Data Transfer unit，数据传输单元)和保护产品，同时替代原有低压的TTU产品，实现三大类产品融合。其中，DTU功能可以包括采集交流电压、电流，支持越限上送；单相接地故障检测，短路故障检测，过流、过负荷保护；采集开关动作、操作闭锁、储能到位等状态量信息等。
中心配电终端D21可以通过中央处理设备102进行对配电台区的设备的多种类型的监测，例如，中央处理设备102可以控制遥信遥控扩展设备检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号。其中，中央处理设备102还可以通过不同的内核进行上述各个检测信号的发送，例如，在一个实施例中，中央处理设备102中包括两个实时核，为第一实时核以及第二实时核，实时核是指嵌入系统中要求内核具有较强实时性约束，能对快速处理外部请求，并在规定时间内对请求做出响应的内核。中央处理设备102可以调用第一实时核，获取遥信遥控扩展设备发送的子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号，调用第二实时核，获取交流采样扩展设备发送的中低压配电网的交流电压和交流电流。
上述数字式配电终端，即中心配电终端D21，可以通过其中运行的操作系统对各个设备进行调用，例如，数字式配电终端中可以运行有SylixOS，并且可以同时运行3个操作系统。其中，SylixOS1运行于4个非实时核上，负责数据中心，系统管理，MQTT总线等平台支持的应用，以及监测与计量业务的实现，SylixOS2运行于实时核1，负责保护，控制业务的实现，SylixOS3运行于实时核2，负责电能质量，PMU业务的实现。并且，中心配电终端D21中的FUXI-EC芯片运行自主CPU多核架构的内嵌式多操作系统，集成智能台区TTU的功能，并且包括容器APP，计量APP等功能，可实现常规配电终端的模拟量采集、计算，遥信量采集，遥控的执行，可实现多种业务协同工作。
在一个实施例中，中央处理设备102可以控制遥信扩展设备104接收故障信号，或控制遥控扩展那设备102接收故障信号。遥信扩展设备104可以是与中央处理设备102进行连接的扩展组件，遥信扩展设备104可以获取故障信号，从而获取配电台区中的多种故障信号，包括接地信号、短路信号、过流信号和负荷信号等，并将上述采集的接地信号、短路信号、过流信号和负荷信号发送至中央处理设备102，从而中央处理设备102，即上述核心组件，可以根据上述接地信号、短路信号、过流信号和负荷信号对配电台区进行故障监测。例如，上述中央处理设备102可以根据上述接地信号判断配电台区是否发生单相接地故障；中央处理设备102可以根据上述短路信号监测配电台区是否发生短路故障；中央处理设备102可以根据上述过流信号监测配电台区是否发生过流故障，若检测为是，则中央处理设备102可以对配电台区进行过流保护；中央处理设备102可以根据上述负荷信号监测配电台区是否发生过负荷故障，若检测为是，则中央处理设备102可以对配电台区的设备进行过负荷保护。
另外，中央处理设备102也可以控制遥控扩展设备106接收故障信号，遥控扩展设备106可以是与中央处理设备102进行连接的扩展组件，遥控扩展设备106可以获取上述故障信号，还可以获取配电台区中的多种开关信号，包括开关动作、操作闭锁和储能到位信息等，并将上述采集的开关动作、操作闭锁和储能到位信息发送至中央处理设备102，从而中央处理设备102，即上述核心组件，可以根据上述开关动作、操作闭锁和储能到位信息对配电台区的设备进行开关监测。其中，操作闭锁包括防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(接地开关)；防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)等检测内容。储能到位是指电能的储存是否到达预设阈值。
在一个实施例中，中心配电终端D21中还包括交流采样扩展设备108，用于获取中低压配电网的交流电压和交流电流并发送至中央处理设备；
中央处理设备102，用于根据交流电压和交流电流对中低压配电网进行电能质量监测。
上述多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端中，通过在中低压配电网中设置中心配电终端与多个子配电终端和智能断路器连接，其中中心配电终端通过多个开关分别与多个子配电终端连接，并检测到子配电终端和/或智能断路器发送的故障信号，根据故障信号确定中低压配电网中的故障位置，并根据故障位置确定中低压配电网中的多个开关的闭合方式，从而隔离故障并恢复供电，相较于传统的通过多种不同的设备和终端对电力设备进行监测，本方案通过在中低压配电网中设置中心配电终端对配电网进行监测，可以实现对高低压电源的协同管理，从而提高电能系统的管理效率的效果。
在一个实施例中，系统还包括：航插接入设备、互感器和信号调理电路；航插接入设备，用于获取配电台区的中压电压电流信号，将中压电压电流信号发送至互感器；互感器，用于将中压电压电流信号进行隔离，将隔离后的中压电压电流信号发送至信号调理电路；信号调理电路，用于通过运算放大器，将隔离后的中压电压电流信号进行模数转换，将模数转换后的中压电压电流信号发送至中央处理设备102；中央处理设备102，用于通过串行外设接口获取模数转换后的中压电压电流信号，并根据模数转换后的中压电压电流信号对配电台区进行中压电压电流监测。
通过本实施例，通过在同一中心配电终端D21中的航插接入设备、互感器、信号调理电路和中央处理设备102，实现了对中压电压电流信号的采集和检测，提高了电能系统的管理效率。
在一个实施例中，上述系统还包括：隔离运算放大器；隔离运算放大器，用于获取配电台区的设备的直流电压，根据预设隔离电压值对直流电压进行隔离，根据预设放大倍数对隔离后的直流电压进行放大，将放大后的直流电压发送至中央处理设备；中央处理设备，用于根据放大后的直流电压，对配电台区的设备进行直流电压监测。
在一个实施例中，上述系统还包括：授时设备以及实时时钟设备；授时设备，用于获取当前精确卫星时间，将当前精确卫星时间发送至中央处理设备102；中央处理设备102，用于将当前精确卫星时间发送至实时时钟设备；实时时钟设备，用于根据当前精确卫星时间对配电台区的设备进行授时。
通过本实施例，利用设置在同一中心配电终端D21中的授时设备、实时时钟设备和中央处理设备102，实现对多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端以及电力设备的时间同步，提高了多业务协同配电方法、系统、装置和数字式配电终端的管理效率。
在一个实施例中，上述系统还包括：电源设备、隔离电源设备、电压转换器；电源设备，用于向隔离电源设备传输输入电压；隔离电源设备，用于将输入电压降低为第一电压值，将第一电压值输入电压转换器；电压转换器，用于将第一电压值降低为第二电压值，将第二电压值输入中央处理设备102；中央处理设备102，用于根据第二电压值，对中央处理设备102进行供电。
另外，在一个实施例中，上述系统还包括：超级电容；隔离电源设备，还用于将第一电压值输入超级电容；超级电容，用于根据第一电压值，对超级电容进行充电。
另外，在一个实施例中，隔离电源设备，还用于：将第一电压值转换为隔离第一电压值，将隔离第一电压值发送至通信接口；通信接口，用于根据隔离第一电压值，对通信接口进行供电。
通过上述实施例，利用设置在同一中心配电终端D21中的电源设备、隔离电源设备、电压转换器以及超级电容，实现对多业务协同配电系统的供电，提高了多业务协同配电系统的管理效率。
在一个实施例中，提供了一种数字式配电终端，该数字式配电终端可以是中心配电终端，其内部结构图可以如图7所示。该数字式配电终端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该数字式配电终端的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该数字式配电终端的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种多业务协同配电管理方法。该数字式配电终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该数字式配电终端的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是数字式配电终端外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的数字式配电终端的限定，具体的数字式配电终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种数字式配电终端，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述的多业务协同配电管理方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多业务协同配电管理方法，其特征在于，应用于中心配电终端，所述中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，所述中心配电终端分别与所述中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，所述中心配电终端通过多个开关分别与所述多个子配电终端连接，所述多个电源包括高压电源和低压光伏电源，所述方法包括：
检测到所述子配电终端和/或所述智能断路器发送的故障信号；所述故障信号表征所述多个子配电终端间的故障或所述智能断路器间的故障，其中，所述多个子配电终端间的故障通过遥信扩展设备检测，所述智能断路器间的故障通过遥控扩展设备检测；
根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置；
根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，以隔离所述故障并通过所述多个电源恢复供电；
所述多个子配电终端包括：第一子配电终端、第二子配电终端以及第三子配电终端；
所述根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置，包括：
若所述故障信号包括所述第一子配电终端上传的故障信息以及所述第二子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第一子配电终端与所述第二子配电终端之间的第一位置；
若所述故障信号包括所述第二子配电终端上传的故障信息以及所述第三子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第二子配电终端与所述第三子配电终端之间的第二位置；
每个开关分别设置于每个所述子配电终端以及智能断路器中；所述电源包括第一高压电源、第二高压电源以及低压光伏电源；所述智能断路器还包括第一智能断路器和第二智能断路器，所述中心配电终端通过所述第二智能断路器与低压光伏电源连接；所述中心配电终端通过所述第一子配电终端与所述第一高压电源连接；所述中心配电终端通过所述第三子配电终端与所述第二高压电源连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，包括：
若所述故障位置为第一位置，分别向所述第一子配电终端以及所述第二子配电终端发送分闸指令，并向所述第三子配电终端发送合闸指令，以使所述第一子配电终端的开关以及所述第二子配电终端的开关分闸，并使所述第三子配电终端的开关合闸以令所述第二高压电源进行供电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，包括：
若所述故障位置为第二位置，分别向所述第二子配电终端以及所述第一智能断路器发送分闸指令，并向所述第二智能断路器发送合闸指令，以使所述第二子配电终端的开关和所述第一智能断路器的开关分闸，并使所述第二智能断路器合闸，令所述低压光伏电源进行供电。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述中低压配电网中的电力负荷；
若所述电力负荷大于预设阈值，向所述第二智能断路器发送合闸指令，使所述低压光伏电源进行供电。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述中低压配电网中的电力负荷之后，还包括：
若所述电力负荷小于或等于所述预设阈值，向所述第二智能断路器发送分闸指令，并向所述低压光伏电源发送储能指令，使所述低压光伏电源对电量进行存储。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心配电终端采用FUXI-EC边缘计算芯片作为中央处理设备。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压电源为10000V电源，所述低压光伏电源为400V电源。
8.一种多业务协同配电管理系统，其特征在于，包括：中心配电终端、多个子配电终端、智能断路器以及多个电源；所述中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，所述中心配电终端分别与所述中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，所述中心配电终端通过多个开关分别与所述多个子配电终端连接，所述多个电源包括高压电源和低压光伏电源；所述中心配电终端包括：中央处理设备、遥信扩展设备、遥控扩展设备和交流采样扩展设备；其中，所述遥信扩展设备、所述遥控扩展设备和所述交流采样扩展设备均接入中央处理设备；
所述子配电终端，用于对该子配电终端进行故障检测，将所述故障检测的检测结果发送至所述中心配电终端；
所述智能断路器，用于对该智能断路器进行故障检测，将所述故障检测的检测结果发送至所述中心配电终端；
所述中心配电终端，用于检测到所述子配电终端和/或所述智能断路器发送的故障信号；所述故障信号表征所述多个子配电终端间的故障或所述智能断路器间的故障，根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置，根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，以隔离所述故障并通过所述多个电源恢复供电；
所述所述中心配电终端，还用于：
若所述故障信号包括第一子配电终端上传的故障信息以及第二子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第一子配电终端与所述第二子配电终端之间的第一位置；
若所述故障信号包括所述第二子配电终端上传的故障信息以及第三子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第二子配电终端与所述第三子配电终端之间的第二位置；
所述多个子配电终端包括：第一子配电终端、第二子配电终端以及第三子配电终端；
每个开关分别设置于每个所述子配电终端以及智能断路器中；所述电源包括第一高压电源、第二高压电源以及低压光伏电源；所述智能断路器还包括第一智能断路器和第二智能断路器，所述中心配电终端通过所述第二智能断路器与低压光伏电源连接；所述中心配电终端通过所述第一子配电终端与所述第一高压电源连接；所述中心配电终端通过所述第三子配电终端与所述第二高压电源连接。
9.一种多业务协同配电管理装置，其特征在于，应用于中心配电终端，所述中心配电终端设置于中低压配电网的配电台区中，所述中心配电终端分别与所述中低压配电网中的智能断路器、多个子配电终端以及多个电源连接，所述中心配电终端通过多个开关分别与所述多个子配电终端连接，所述多个电源包括高压电源和低压光伏电源，所述中心配电终端包括：中央处理设备、遥信扩展设备、遥控扩展设备和交流采样扩展设备；其中，所述遥信扩展设备、所述遥控扩展设备和所述交流采样扩展设备均接入中央处理设备；
所述装置包括：
检测模块，用于检测到所述子配电终端和/或所述智能断路器发送的故障信号；所述故障信号表征所述多个子配电终端间的故障或所述智能断路器间的故障；
确定模块，用于根据所述故障信号，确定所述中低压配电网中的故障位置；
恢复模块，用于根据所述故障位置，确定所述中低压配电网中的所述多个开关的闭合方式，以隔离所述故障并通过所述多个电源恢复供电；
所述确定模块，还用于：
若所述故障信号包括第一子配电终端上传的故障信息以及第二子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第一子配电终端与所述第二子配电终端之间的第一位置；
若所述故障信号包括所述第二子配电终端上传的故障信息以及第三子配电终端上传的无故障信息，确定所述故障位置为所述第二子配电终端与所述第三子配电终端之间的第二位置；
所述多个子配电终端包括：第一子配电终端、第二子配电终端以及第三子配电终端；
每个开关分别设置于每个所述子配电终端以及智能断路器中；所述电源包括第一高压电源、第二高压电源以及低压光伏电源；所述智能断路器还包括第一智能断路器和第二智能断路器，所述中心配电终端通过所述第二智能断路器与低压光伏电源连接；所述中心配电终端通过所述第一子配电终端与所述第一高压电源连接；所述中心配电终端通过所述第三子配电终端与所述第二高压电源连接。
10.一种数字式配电终端，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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