自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统及其工作方法技术方案

一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统及其工作方法。涉及电力系统配网自动化的技术领域，尤其涉及一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统及其工作方法。提供了一种不仅能应对辐射型、手拉手环网等简单网架，还能应对网络状的复杂网架，并自适应网架范围内的所有运行方式的故障处理且响应速度快，稳定性高，定位精准的自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统及其工作方法。所述智能终端包括逻辑运算模块、逻辑判断模块、指令模块和隔离动作模块，所述逻辑运算模块通过模数转换器与电压传感器、电流传感器分别连接，所述隔离动作模块连接隔离开关。本发明专利技术自由度高，适用范围大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统配网自动化的
，尤其涉及一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统及其工作方法。
技术介绍
馈线自动化(FA，FeederAutomation)，是指利用自动化装置或系统监视配电线路的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，并恢复对非故障区间的供电。配电网线路保护与输电网线路的保护有着较大的区别，尤其是中低压配网线路与输电线路相比，通常两开关之间距离较短（通常不会超过1km），这样不同区段的故障电流差异很小可以忽略不计，按照故障电流的级差来实现线路保护显然不可能；从时间上的配合来说，由于配网一条馈线的开关数量较多，但变电站出口开关通常整定故障出口时间为0，即使将时间加长，为了保护站所内的设备，也不会整定超过500ms，这样在时间上也很难实现多级的配合。因此，配网的线路保护很难采用线路保护中多级配合的方式完成故障区段的隔离。当前配电自动化中主要采用集中式馈线自动化技术或就地顺序重合馈线自动化技术。集中式馈线自动化技术是将一个区域内的故障相关信息上传至主站或子站，由主站或子站进行故障诊断，进而完成故障处理；就地顺序重合馈线自动化技术是利用电压或电流与时间进行配合，通过多个开关重合的方式完成故障处理。集中式馈线自动化技术受制于区域的规模，实时性随着区域内设备增多而大打折扣，影响供电可靠性；就地顺序重合方式以时间和非故障区域的停电，甚至以多次重合冲击系统为代价完成故障的隔离，同样影响着供电的实时性、安全性和可靠性。智能分布式馈线自动化技术基于相邻开关的终端之间对等通信实现故障处理，但寻求一种适用于各种运行方式下复杂网架的故障定位，仍是当前要解决的问题。国家知识产权局2015-2-18公开的一项专利技术专利申请（申请号：2014106386640，名称：利用方向元件改进含分布式电源的配电网故障区段定位方法）具体公开了一种利用方向元件改进含分布式电源的配电网故障区段定位方法，包括：步骤1：含分布式电源的配电网发生故障后，根据故障点周围开关上报的故障电流方向，判断故障发生在T接区域或者不含T接的其他区域；步骤2：若由主电源提供故障电流一侧的方向元件上报故障方向信息为正方向，而由分布式电源提供故障电流一侧的方向元件上报故障方向信息为反方向，据此判断故障发生在T接区域，从而隔离故障；步骤3：若故障点周围的馈线开关提供的故障电流方向信息相同，则判断故障发生在不含T接的其他区域；由于故障点两侧开关的故障电流幅值不同，而故障点一侧的开关经历的故障电流大小近似相同，据此可以判断出故障发生的具体区段并进行故障隔离。但是这种方式存在如下缺陷：1）网络中只有一个主电源，T节点的引入完全为了帮助判别分布式电源接入后的故障判断，意味着只能处理开环运行+分布式电源的情形；2）明确由主电源提供故障电流为正方向，这种方式在简单拓扑中是可行的，但在较复杂的环网中，无法根据其故障判据判定故障所在。所以，该方案仅能够仅能够应对简单的单主电源+分布式电源模式；无法定位到“环状”网络拓扑的故障，无法适应越来越复杂的电网架构。国家知识产权局2016-4-20公开的一项专利技术专利申请（申请号201610021123.2，名称：一种智能配电网分布式故障检测方法）具体公开了一种智能配电网分布式故障检测方法，包括：确定各智能配电终端的保护范围；各智能配电终端与相邻的智能配电终端对等通信，交互各自所在位置处的网络拓扑结构信息；智能配电终端根据获取到的相邻智能配电终端计算得到的故障信息，基于区域纵联比较保护原理判断出故障位置；确定故障位置所在的线路后，根据网络拓扑结构确定与所述线路相对应的开关类型，根据开关类型做出相应的故障隔离策略。本专利技术有益效果：智能配电终端能够根据当前网络拓扑结构与相邻智能配电终端对等交互故障信息，实现对故障区域的准确有效隔离，满足智能配电网对故障检测与隔离的快速性、灵活性和可靠性要求。但是在定位隔离过程中需要对每个开关进行编号并对其电流方向进行定向，算法复杂响应慢，仅能够应对简单的单主电源+分布式电源模式；无法定位到“环状”网络拓扑的故障，仍然存在无法适应越来越复杂的电网架构的问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提供了一种不仅能应对辐射型、手拉手环网等简单网架，还能应对网络状的复杂网架，并自适应网架范围内的所有运行方式的故障处理且响应速度快，稳定性高，定位精准的自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统及其工作方法。本专利技术的技术方案是：一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统，包括电网母线，在电网母线上设有若干开关，每个所述开关上设有电压传感器、电流传感器和智能终端，所述电压传感器和电流传感器通过模数转换器与所述智能终端相连；相邻的所述智能终端间设有信号传输模块，用于相邻的智能模块间的对等通信；所述开关内还设有隔离开关，所述隔离开关与所述智能终端连接，所述隔离开关用于隔离故障的开关。所述智能终端包括逻辑运算模块、逻辑判断模块、指令模块和隔离动作模块，所述逻辑运算模块通过模数转换器与电压传感器、电流传感器分别连接，所述逻辑运算模块、逻辑判断模块、指令模块、隔离动作模块依次连接，所述隔离动作模块连接隔离开关。所述指令模块通过所述信号传输模块与相邻的指令模块连接。一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统的工作方法，按如下步骤工作：1）电压传感器和电流传感器采集开关的电压、电流信号通过模数转换器送至智能终端处理；2）智能终端判断开关过流信息，功率方向，开关状态，并发送给相邻开关的终端；3）智能终端判断本开关是否故障，若故障则转步骤5），若不故障则转至步骤4）；4）判断相邻开关是否故障；5）进行故障位置判定，若故障位置在本开关与相邻开关之间，则转至步骤6），若故障位置不在本开关与相邻开关之间，则转至步骤7）；5.1）判断本开关上游相邻区段是否故障，若本开关上游相邻区段有故障，则转至步骤6），若本开关上游相邻区段没有有故障，则转至步骤7）；5.2）判断本开关下游相邻区段是否故障，若本开关下游相邻区段有故障，则转至步骤6），若本开关下游相邻区段没有有故障，则转至步骤7）；6）进行故障隔离，断开故障点两侧开关；7）不做处理，完毕。所述步骤5.1）中智能终端判断上游故障位置的具体步骤如下：5.11）检测开关是否合闸，若是，转至步骤5.12），若否，判定无故障；5.12）检测开关是否故障，若是，转至步骤5.13），若否，转至步骤5.14）；5.13）检测故障是否为反方向故障，若是，转至步骤5.14），若否，判定无故障；5.14）检测开关的上游开关是否故障，若是，转至步骤5.15）若否，转至步骤5.17）5.15）检测故障是否为反方向故障，若是，转至步骤5.16），若否，转至5.17）5.16）检测本开关的上游开关是否合闸，若是，不动作，若否，转至步骤5.17）5.17）检测本开关上游相邻开关是否故障，若是，转步骤5.18），若否，转步骤5.19）5.18）判定故障是否为反方向故障，若是，不动作，若否，转步骤9)5.19）判定开关上游相应区段故障；所述步骤5.2）中智能终端判断上游故障位置的具体步骤如下：5.21）检测开关是否合闸，若是，转至步骤5.22），若否，判定无故障；5.22）检测开关是否故障，若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统，包括电网母线，在电网母线上设有若干开关，其特征在于，每个所述开关上设有电压传感器、电流传感器和智能终端，所述电压传感器和电流传感器通过模数转换器与所述智能终端相连；相邻的所述智能终端间设有信号传输模块，用于相邻的智能模块间的对等通信；所述开关内还设有隔离开关，所述隔离开关与所述智能终端连接，所述隔离开关用于隔离故障的开关。

【技术特征摘要】
1.一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统，包括电网母线，在电网母线上设有若干开关，其特征在于，每个所述开关上设有电压传感器、电流传感器和智能终端，所述电压传感器和电流传感器通过模数转换器与所述智能终端相连；相邻的所述智能终端间设有信号传输模块，用于相邻的智能模块间的对等通信；所述开关内还设有隔离开关，所述隔离开关与所述智能终端连接，所述隔离开关用于隔离故障的开关。2.根据权利要求1所述的一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统，其特征在于，所述智能终端包括逻辑运算模块、逻辑判断模块、指令模块和隔离动作模块，所述逻辑运算模块通过模数转换器与电压传感器、电流传感器分别连接，所述逻辑运算模块、逻辑判断模块、指令模块、隔离动作模块依次连接，所述隔离动作模块连接隔离开关。3.根据权利要求2所述的一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统，其特征在于，所述指令模块通过所述信号传输模块与相邻的指令模块连接。4.一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统的工作方法，其特征在于，按如下步骤工作：1）电压传感器和电流传感器采集开关的电压、电流信号通过模数转换器送至智能终端处理；2）智能终端判断开关过流信息，功率方向，开关状态，并发送给相邻开关的终端；3）智能终端判断本开关是否故障，若故障则转步骤5），若不故障则转至步骤4）；4）判断相邻开关是否故障；5）进行故障位置判定，若故障位置在本开关与相邻开关之间，则转至步骤6），若故障位置不在本开关与相邻开关之间，则转至步骤7）；5.1）判断本开关上游相邻区段是否故障，若本开关上游相邻区段有故障，则转至步骤6），若本开关上游相邻区段没有有故障，则转至步骤7）；5.2）判断本开关下游相邻区段是否故障，若本开关下游相邻区段有故障，则转至步骤6），若本开关下游相邻区段没有有故障，则转至步骤7）；6）进行故障隔离，断开故障点两侧开关；7）不做处理，完毕。5.根据权利要求4所述的一种自适应配电网运行方式的故障定位隔离系统的工作方法，其特征在于，所述步骤5.1）中智能终端判断上游故障位置的具体步骤如下：5.11）检测开关是否合闸，若是，转至步骤5.12），若否，判定无故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，杨川，赵亮，张蕾，赵季平，詹昕，罗海波，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司扬州供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32