利用主站识别动态拓扑的配电线路双向允许式保护方法技术

本发明专利技术公开了一种利用主站识别动态拓扑的配电线路双向允许式保护方法，首先，将FTU划分为边界FTU和中间FTU，主站通过动态拓扑识别确定边界FTU为始端FTU还是尾端FTU；根据FTU是否可以感受到过电流，判断是否向其上下级FTU发送允许信号；始端FTU、尾端FTU和中间FTU，根据其是否感受到过电流，以及在规定时间内是否接收到允许信号，控制相应断路器是否进行动作，若在故障后()时间，仍存在过电流，出口断路器动作，实现始端FTU与出线断路器之间故障的保护。该方法利用网络通信技术，完成相邻上下级保护之间动作信息的交换，有效缩短多级配合带来的动作延时，实现故障快速隔离，减小故障危害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统配电线路继电保护领域，尤其涉及一种利用主站识别动态拓扑的配电线路双向允许式保护方法。
技术介绍
传统继电保护多是利用整定值大小以及时间上的配合来实现线路故障的检测和隔离，利用定值不易配合，易越级动作。利用时间配合，故障切除时间长，有可能危害主变等设备。且继电保护和安全自动装置相互之间缺乏配合，相互独立，不能进行数据共享。总之现有的保护及安全自动装置已不能满足电力系统发展的要求。近年来，配电网自动化技术，特别是基于对等通信的分布式智能控制技术的快速发展，为改善电力系统配电线路继电保护提供了契机，涌现出闭锁式保护、差动保护、允许式保护等一批新技术。但由于管理体制的原因，大多数出口断路器不纳入配电网自动化管理体制，不能和线路自动化或保护设备进行深度配合。同时，配电网闭环设计，开环运行，实际供电过程中存在停电专供、网络拓扑结构变化的问题。而现有的利用FTU之间交换信息的继电保护方法均为未考虑到这两点问题，导致现场应用存在许多问题。《重庆大学学报》中论文《配电线路快速保护原理及分析》中提到了两种保护方法：双向闭锁式过电流保护和双向允许式过电流保护，其中，双向允许式过电流保护又分为判断故障电流方向的双向允许式过电流保护和不判断故障电流方向的双向允许式过电流保护。双向允许式过电流保护方法的工作原理是：判别电流方向，FTU向故障电流流出方向发允许信号,对于故障电流流入方向不发信号，同样是FTU仅向其相邻一侧的FTU发送信号。对于双向允许式过电流保护以及双向闭锁式过电流保护两种保护方法均需判别故障电流方向，不适用于现场应用。不判别故障电流方向的双向允许式过电流保护方法不判别电流方向，FTU感受到过电流后向其相邻两侧发允许信号，要求出口断路器参与允许信号的发送，不能适应现场出口断路器不参与信号发送或是接收的情况。
技术实现思路
本专利技术是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种利用光纤通信技术实现FTU之间的信息交换，实现故障的准确快速定位、隔离，减小故障危害的一种利用主站识别动态拓扑的配电线路双向允许式保护方法。本专利技术针对闭环结构开环运行（即存在备用电源转供）且出口断路器不参与允许信号收发的配电线路，利用线路终端（FTU）之间的对等通信，相邻上下级之间交换故障和动作信息，实现短路故障双向允许式保护。本专利技术解决技术问题采取的技术方案是：将FTU划分为边界FTU和中间FTU，主站通过动态拓扑识别确定边界FTU为始端FTU还是尾端FTU，并将相应信息下发给各FTU；FTU在未感受到过电流时，向其相邻FTU发送允许信号，允许相邻FTU进行跳闸动作；始、尾端和中间FTU，根据其是否感受到过电流，以及在规定时间内是否接收到允许信号，控制相应断路器是否进行动作；若在故障后()时间，仍存在过电流，出口断路器动作，实现首端FTU与出线断路器之间故障的保护。具体实现方法包括以下步骤：步骤1：将FTU划分为边界FTU和中间FTU；步骤2：针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义电源出口断路器的下一个FTU为边界FTU，其余全部FTU为中间FTU；步骤3：主站通过动态拓扑识别确定边界FTU为始端FTU还是尾端FTU，具体为：1）若监测到边界FTU处开关闭合，且其上游出口断路器处于闭合状态，则其为始端FTU；2）若监测到边界FTU处开关闭合，且其上游出口断路器处于断开状态，则其为尾端FTU；步骤4：设置继电保护动作电流整定值，具体为：1）若采样电流值，则表明无过电流出现；2）若采样电流值超过，则表明有过电流出现；步骤5：在线路中感受到过电流的FTU向相邻FTU发送询问信号；步骤6：接收到询问信号的边界和中间FTU：1）若未感受到过电流时，向相邻FTU发允许信号，并开始计时；2）若感受到过电流，则不会向相邻FTU发送允许信号；步骤7：设定时间T1,当时,各未检测到过流的FTU根据接受到允许信号决策是否动作，具体为：1）对于始端FTU，感受到过电流后向相邻FTU发送询问信号后，A、若邻居感受到过电流，则不会向始端FTU回馈允许信号，相应断路器不动作；B、若邻居未感受到过电流，则会对始端FTU发送允许跳闸信号，相应断路器动作；2）对于尾端FTU，感受到过电流，相应断路器动作；3）对于中间FTU，A、若接收到邻居对其发送的允许信号，则其相应断路器动作跳闸；B、若未接收到邻居对其发送的允许信号，则不动作。步骤8：设定时间()，故障后时，出口断路器决策是否动作，具体为，在故障后()时间，即时刻，若仍存在过电流，出口断路器动作，实现始端FTU与出线断路器之间故障的保护。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术利用主站识别动态拓扑的双向允许式保护新方法，利用光纤通信技术实现FTU之间的信息交换，实现故障的准确快速定位、隔离，减小故障危害，充分考虑到了现场大多数出口断路器不参与允许式分段保护的现状，通过主站决策识别边界FTU为始端FTU还是尾端FTU，对始端、尾端、中间FTU设置各自相应的动作判据，配合后备保护，可有效适应于现场情况，并且本专利技术不需要判定功率方向，更加简单本方法。利用计算机网络通信技术实现FTU之间的信息交换，实现故障的准确快速定位、隔离，减小故障危害。充分考虑到了现场大多数出口断路器不参与时间内根据过电流判定是否发送允许式信号的现状，准确定位、隔离故障。并考虑到配电网闭环设计、开环运行的问题，在进行停电转供，网络拓扑变化后，仍能准确定位、隔离故障。附图说明附图1为系统结构图；附图2为配电自动化结构图；附图3为LB断开状态下A电源单独供电线路结构图；附图4为A电源退出运行，区域1、2、3、4由B电源转供线路结构图；附图5为A电源退出运行，区域3、4由B电源转供线路结构图。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。实施例11、线路设备配置一般手拉手环节的配电网都是闭环设计，开环运行，系统结构如附图1所示。由A、B两电源供电，各断路器装设相对应FTU，其中，、为出口断路器，出口保护设备不参与允许信号的接收或发送，相对应的出线保护为CB1、CB7；、为出口断路器的下一断路器，定义相对应的FTU2、FTU6为边界FTU，根据运行情况，由主站识别其为始端或是尾端FTU；、、为中间断路，LB为联络开关，定义相对应的FTU3、FTU4、FTU5、FTU8为中间FTU，FTU8仅在在LB闭合状态下参与允许信号的接收或发送；在正常运行时，LB处于断开状态，两边各自供电，区域1、2、3、4由A电源供电，区域5、6、7由B电源供电；供电转供时，有关断路器跳开，LB闭合，完成供电的转供。2、配电自动化的结构配电自动化的结构如附图2所示，主站位于控制中心，是配网自动化的核心和大脑，从整体上实现了SCADA、馈线自动化（FA）等功能。子站（通信集中器）一般位于变电站，属于网络汇接设备，起着承上启下的作用，将分散在配电线路上的配电终端的信息汇集到一起上传给主站，将主站下发的信息转发给相应的配电终端。配电终端包括馈线终端FTU，配变终端TTU、开闭所终端DTU等。3、配电自动化系统的通信1）主站与配电终端之间的通信主站和终端之间的通信采用客户/服务器模型。数据发送采用IEC61850的报告（Reporti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用主站识别动态拓扑的配电线路双向允许式保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将FTU划分为边界FTU和中间FTU；步骤2：针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义电源出口断路器的下一个FTU为边界FTU，其余全部FTU为中间FTU；步骤3：主站通过动态拓扑识别确定边界FTU为始端FTU还是尾端FTU，具体为：1）若监测到边界FTU处开关闭合，且其上游出口断路器处于闭合状态，则其为始端FTU；2）若监测到边界FTU处开关闭合，且其上游出口断路器处于断开状态，则其为尾端FTU；步骤4：设置继电保护动作电流整定值，具体为：1）若采样电流值，则表明无过电流出现；2）若采样电流值超过，则表明有过电流出现；步骤5：在线路中感受到过电流的FTU向相邻FTU发送询问信号；步骤6：接收到询问信号的边界和中间FTU：1）若未感受到过电流时，向相邻FTU发允许信号，并开始计时；2）若感受到过电流，则不会向相邻FTU发送允许信号；步骤7：设定时间T1, 当时,各未检测到过流的FTU根据接受到允许信号决策是否动作，具体为：1）对于始端FTU，感受到过电流后向相邻FTU发送询问信号后，A、若邻居感受到过电流，则不会向始端FTU回馈允许信号，相应断路器不动作；B、若邻居未感受到过电流，则会对始端FTU发送允许跳闸信号，相应断路器动作；2）对于尾端FTU，感受到过电流，相应断路器动作；3）对于中间FTU，A、若接收到邻居对其发送的允许信号，则其相应断路器动作跳闸；B、若未接收到邻居对其发送的允许信号，则不动作；步骤8：设定时间()，故障后时，出口断路器决策是否动作，具体为，在故障后()时间，即时刻，若仍存在过电流，出口断路器动作，实现始端FTU与出线断路器之间故障的保护。...

【技术特征摘要】
1.一种利用主站识别动态拓扑的配电线路双向允许式保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将FTU划分为边界FTU和中间FTU；步骤2：针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义电源出口断路器的下一个FTU为边界FTU，其余全部FTU为中间FTU；步骤3：主站通过动态拓扑识别确定边界FTU为始端FTU还是尾端FTU，具体为：1）若监测到边界FTU处开关闭合，且其上游出口断路器处于闭合状态，则其为始端FTU；2）若监测到边界FTU处开关闭合，且其上游出口断路器处于断开状态，则其为尾端FTU；步骤4：设置继电保护动作电流整定值，具体为：1）若采样电流值，则表明无过电流出现；2）若采样电流值超过，则表明有过电流出现；步骤5：在线路中感受到过电流的FTU向相邻FTU发送询问信号；步骤6：接收到询问信号的边界和中间FTU：1）若未感受到...

【专利技术属性】
技术研发人员：任力，贾廷波，李兵，尹德强，王晓梅，申磊，王毅，刘永，朱晓东，王邦惠，孙晓斌，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37