一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统及方法技术方案

一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于它包括中心控制单元、人机交互单元、数据库单元和至少1个信息采集单元；其工作方法包括采集、存储、通讯、恢复；其优越性：装置简单、实用；可靠性高；快速准确；大大降低了故障恢复时间，提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
-种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统及方法 (一）
本专利技术属于电力系统自动化，智能配电网中低压电源故障恢复控制
，尤 其是。 (二） 技术背景 随着城市现代化进程的高速发展，城市配电系统的复杂程度以及用户对供电可 靠性的要求越来越高，呈现出分支多、供电半径小、负荷密集、结构复杂的特点，这大大加 大了配电网故障后的恢复难度。近年来，随着国家对智能电网的重视，智能配电网技术得 到了长足发展，城市配电网自动化水平逐渐提高，大量的数据采集终端设备如FTU(Feeder TerminalUnit)、RTU(RemoteTerminalUnit)的在配电系统的安装应用，以及日渐成熟配 电管理系统对于实现智能电网下的故障恢复功能具有重要支撑意义。 另一方面，城市配电系统规模越来越大、开关组合维数越来越高、结构越来越复杂 等因素，使得传统方法单纯依靠数学途径在求解故障恢复问题产生了较大局限性，近年来 人工智能理论在求解复杂的非线性系统问题的优势弥补了某些传统计算方法难于求解或 不能解决的问题，其中，专家系统算法需要根据电力调度人员的知识与经验来解决故障恢 复问题，启发式算法需根据电网结构和网络搜索进行求解，遗传算法采用概率寻优将问题 进行迭代得到最优解，Petri网法可模拟离散事件发生情况并建立相应模型，粒子群算法 编程简单易实现，蚁群算法根据觅食行为原理采用概率论实现分布式并行寻优。多代理 (Multi-Agent)算法采用模块化设计将复杂的系统模型分解为多个子代理并通过分布式计 算相互协调，但所建模型均面向整个大的配电网且在求解和寻优效率方面尚有欠缺。国内 外不少学者对此作了大量工作并取得一定成效，但如何将理论算法与配电网故障恢复有机 结合解决实际问题还未取得实质性突破。 目前，我国大部分城市电压等级为4?5级，主要电压等级序列为 (500)/220/110/10/0.4kV，其中天津、青岛、威海等城市及上海部分城市地区的电压等级序 列为5级的500/220/35/10/0. 4Kv，而110kV和35kV变电站作为区域用户的电源中心在中 低压配电系统中仍发挥着重要作用。一旦因自然灾害、人为破坏或设备故障等原因造成中 低压配电系统的35kV电源发生永久性故障，往往会引起配电区域大面积失电，造成一系列 严重后果。目前，针对于城市中低压配电网电源故障，特别是35kV电源故障造成大面积失 电时如何快速有效地恢复供电的研究较少。为此，需要在原有配电网建设现状的基础上，克 服现有故障恢复方法存在问题，设计一种适用于智能配电网35kV电源故障的恢复方法，以 实现智能配电网的自愈功能。 (三）
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，当 35kV电源发生永久性故障造成供电区域内大面积失电且短时间内无法修复时，可以克服现 有技术不足，充分利用现有智能配电网技术，结合35kV电源故障的特点，通过中心控制单 元、信息采集单元、数据库单元和人机交互单元间的配合，可快速有效的计算出故障区域失 电负荷供电方案，是一种简单有效且可靠的故障恢复系统及方法。 本专利技术的技术方案：一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于 它包括中心控制单元、人机交互单元、数据库单元和至少1个信息采集单元；其中，所述中 心控制单元和人机交互单元分别与数据库单元呈双向连接；所述信息采集单元均与数据库 单元呈双向连接。 所述中心控制单元由CPU模块、通信处理模块I和I/O模块构成；其中，所述CPU模块与通信处理模块I、CPU模块与I/O模块、I/O模块与通信处理模块I均呈双向连接；所 述I/O模块与人机交互单元的人机交互控制模块呈双向连接；所述中心控制单元的通信处 理模块I与数据库单元的通信处理模块II呈双向连接。 所述CPU模块由CPU核、SDRAM数据存储器、FLASH程序存储器和CPU硬件复位配 置电路构成；所述CPU核采集通讯处理模块I的数据进行计算处理；并将数据输出给FLASH 程序存储器和SDRAM数据存储器；所述FLASH程序存储器和SDRAM数据存储器存储故障恢 复信号；所述CPU硬件复位配置电路为CPU模块提供复位恢复信号，使其恢复到起始状态。 所述通信处理模块I由异步串行通信控制卡、以太网控制卡和高级数据链路控制 卡构成，均为本
常用专用电路设备，负责具体通信协议的处理、协议数据的接收、 发送。 所述人机交互单元由输入设备、输出设备和人机交互控制模块构成，负责对数据 和信息传输和转送；其中，所述人机交互控制模块负责输入、输出数据的转换、收发，与中心 控制单元的I/O模块呈双向连接；输入设备和输出设备分别与人机交互控制模块呈双向连 接。 所述输入设备由键盘和鼠标构成。 所述输出设备由显示器和打印机构成。 所述数据库单元由数据存储模块、通信处理模块II和数据库控制模块构成；其 中，所述数据存储模块和通信处理模块II分别与数据库控制模块呈双向连接；所述通信处 理模块II分别中心控制单元的通信处理模块I和信息采集单元呈双向连接。 所述数据存储模块由SATA磁盘和磁盘驱动电路构成，负责存储电网数据；其中， 所述SATA磁盘与磁盘驱动电路呈双向连接。 所述通信处理模块II与通信处理模块I构造及功能相同，均由异步串行通信控 制卡、以太网控制卡和高级数据链路控制卡构成，负责具体通信协议的处理、协议数据的接 收、发送。 所述数据库控制模块负责控制通信处理模块II的通信协议的进程。 所述信息采集单元由通信处理模块III和信息采集卡构成；其中，信息采集卡与 通信处理模块III呈双向连接；所述通信处理模块III与通信处理模块II呈双向连接。 所述信息采集卡安装在35kV变电站、配电网的FTU和RTU设备上，采集网络参数、 节点电压、支路电流、故障后网络拓扑信息、配电网的始端电压、断路器开关状态、节点负荷 及其优先等级及邻近35kV电源点负荷信息。 所述信息采集单元中的通信处理模块III与中心控制单元中的通信处理模块I结 构及功能相同，由异步串行通信控制卡、以太网控制卡和高级数据链路控制卡构成，负责具 体通信协议的处理、协议数据的接收、发送。 -种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统的工作方法，其特征在于它包括 以下步骤： (1)用户可通过人机交互单元的输入设备将35kV电源故障恢复程序指令存储在 中心控制单元的FLASH程序存储器或修改指令； (2)信息采集单元通过安装在35kV变电站、配电网FTU和RTU设备上的信息采集 卡实时采集配电网网络参数、节点电压、支路电流、故障后网络拓扑信息、配电网的始端电 压、断路器开关状态、节点负荷及其优先等级及邻近35kV电源点负荷信息，并经信息采集 单元的通信处理模块传输至数据库单元的通信处理模块II; (3)数据库单元的通信处理模块II将收到的配电网节点的潮流信息和网络拓扑 信息，经数据库控制模块处理后存储至数据存储模块； (4)中心控制单元的CPU模块通过调用通信处理模块I读取数据库单元的配电网 信息，并经CPU模块处理后将结果暂存至SDRAM数据存储器； (5)当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于它包括中心控制单元、人机交互单元、数据库单元和至少1个信息采集单元；其中，所述中心控制单元和人机交互单元分别与数据库单元呈双向连接；所述信息采集单元均与数据库单元呈双向连接。

【技术特征摘要】
1. 一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于它包括中也控制单元、 人机交互单元、数据库单元和至少1个信息采集单元；其中，所述中也控制单元和人机交互 单元分别与数据库单元呈双向连接；所述信息采集单元均与数据库单元呈双向连接。2. 根据权利要求1所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述中也控制单元由CPU模块、通信处理模块I和I/O模块构成；其中，所述CPU模块与通信 处理模块I、CPU模块与I/O模块、I/O模块与通信处理模块I均呈双向连接；所述I/O模块 与人机交互单元的人机交互控制模块呈双向连接；所述中也控制单元的通信处理模块I与 数据库单元的通信处理模块II呈双向连接。3. 根据权利要求2所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述CPU模块由CPU核、SDRAM数据存储器、FLA甜程序存储器和CPU硬件复位配置电路构成； 所述CPU核采集通讯处理模块I的数据进行计算处理；并将数据输出给FLA甜程序存储器 和SDRAM数据存储器；所述FLA甜程序存储器和SDRAM数据存储器存储故障恢复信号；所述 CPU硬件复位配置电路为CPU模块提供复位恢复信号，使其恢复到起始状态；述通信处理模 块I由异步串行通信控制卡、W太网控制卡和高级数据链路控制卡构成，均为本【技术领域】 常用专用电路设备，负责具体通信协议的处理、协议数据的接收、发送。4. 根据权利要求1所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述人机交互单元由输入设备、输出设备和人机交互控制模块构成，负责对数据和信息传输 和转送；其中，所述人机交互控制模块负责输入、输出数据的转换、收发，与中也控制单元的 I/O模块呈双向连接；输入设备和输出设备分别与人机交互控制模块呈双向连接。5. 根据权利要求4所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述输入设备由键盘和鼠标构成；所述输出设备由显示器和打印机构成。6. 根据权利要求1所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述数据库单元由数据存储模块、通信处理模块II和数据库控制模块构成；其中，所述数据 存储模块和通信处理模块II分别与数据库控制模块呈双向连接；所述通信处理模块II分 别中也控制单元的通信处理模块I和信息采集单元呈双向连接。7. 根据权利要求6所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述数据存储模块由SATA磁盘和磁盘驱动电路构成，负责存储电网数据；其中，所述SATA磁 盘与磁盘驱动电路呈双向连接； 所述通信处理模块II与通信处理模块I构造及功能相同，均由异步串行通信控制卡、 W太网控制卡和高级数据链路控制卡构成，负责具体通信协议的处理、协议数据的接收、发 送。 所述数据库控制模块负责控制通信处理模块II的通信协议的进程。8. 根据权利要求1所述一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统，其特征在于所 述信息采集单元由通信处理模块III和信息采集卡构成；其中，信息采集卡与通信处理模 块III呈双向连接；所述通信处理模块III与通信处理模块II呈双向连接； 所述信息采集卡安装在35kV变电站、配电网的FTU和RTU设备上，采集网络参数、节点 电压、支路电流、故障后网络拓扑信息、配电网的始端电压、断路器开关状态、节点负荷及其 优先等级及邻近35kV电源点负荷信息。 所述信息采集单元中的通信处理模块HI与中也控制单元中的通信处理模块I结构及 功能相同，由异步串行通信控制卡、w太网控制卡和高级数据链路控制卡构成，负责具体通 信协议的处理、协议数据的接收、发送。9. 一种基于智能配电网35kV电源故障的恢复系统的工作方法，其特征在于它包括W 下步骤： (1) 用户可通...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪松，侯兆豪，马幼捷，王德祥，刘伟，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12