一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法技术

一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，该方法将传统的采用集中式数据存储和管理的方式改变为分布式数据存储和管理的方式，并在配网拓扑配置中应用，通过配网终端单元实现局部区域信息存储和管理，局部节点的增加和退出后实现自适应配置，且在整个配网集群而言，可以一键收集局部信息获取整网的拓扑及配置信息，具备集中和分布式数据管理灵活切换的能力。基于分布式存储单元提出分布式差动保护和分布式馈线自动化的实现方法。相对于集中式的管理，分布式的数据管理方式减少了单个DTU数据传输的负担和压力，更加灵活、可靠。

Adaptive topology protection method for distribution network based on distributed storage

A distributed storage distribution network topology adaptive protection method based on this method, the traditional centralized data storage and management mode for the storage and management of distributed data, and application in distribution network topology configuration, the Regional Bureau of the Ministry of information storage and management through the distribution network terminal unit, realize the adaptive configuration of local nodes increase and after the exit, and the cluster distribution, can be a key to collect local information and topology configuration information of the whole network, with centralized and distributed data management and flexible switching capability. Based on the distributed memory cell, a method of distributed differential protection and distributed feeder automation is proposed. Compared with centralized management, distributed data management reduces the burden and pressure of single DTU data transmission, and makes it more flexible and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法
本专利技术公开了一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，属于配电网自动化领域。
技术介绍
随着电力系统的建设和发展，配电网自动化成为必然趋势，其中网络拓扑的分析和自适应成为研究的关键问题。现有的研究主要以集中式的方式面向对象对全配电网的设备进行建模，生成全网的拓扑，该方式依赖于集中控制器，且通讯的负担随着全网拓扑的复杂度增加，将持续增加，严重影响系统的可靠性、安全性和工作效率。近年来提出了分布式存储的概念，目标是将数据分散存储在多台独立的设备上，减少集中式存储的存储压力。然而在配电网中尚未对该技术充分应用，且结合配电网的特点，以及配电网中新能源接入后，即插即用、分布式保护技术的迫切需求，需要对分布式存储进行升级，参考配网主站的DMS系统，实现局部网络的分布式数据存储和管理，提高配电网对新能源的接纳能力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，需要解决的技术问题包括：(1)解决配电网集中式控制方式下的对集中控制器的过渡依赖性，可靠性差的问题。(2)解决集中式控制方式下通讯的负担大的问题，且随着全网拓扑的复杂度增加，将持续增加，严重影响系统的可靠性、安全性和工作效率。(3)解决分布式存储在配电网拓扑自适应中的应用问题，满足配电网中新能源接入后，即插即用、分布式保护技术的迫切需求，需要对分布式存储进行升级的应用需求。为了更好地理解本申请的技术方案，现对本申请中出现的技术术语说明如下：配电网终端单元：配电网测控保护一体化设备，可作为实现本专利技术的硬件基础，该设备以开关为单位进行测量、控制、保护。分布式存储单元：配电网终端单元的信息存储部分。开关：线路通断设备，可以代表某段线路的基本情况。因此配电网中一般以开关为对象，对该开关的电气量开关量进行测量和控制。每一开关均对应一配电网终端单元，相应地也唯一对应一分布式存储单元。上下游节点：开关上游或者下游开关连接点为开关的上下游节点，在本申请中也称作分布式存储单元上下游节点或者配电网终端单元的上下游节点。上下游开关：开关两侧的开关分别为上游开关和下游开关，上下游开关对应的配电网终端单元(分布式存储单元)在本申请中又称作上下游配电网终端单元(分布式存储单元)。据此，本专利技术提供了一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，其特征在于，所述自适应保护方法包括以下步骤：步骤1：以配电网终端单元的信息存储部分作为分布式存储单元，对配电网中所有分布式存储单元进行初始化，构建通用的分布式存储单元拓扑信息模型，基于分布式存储单元进行保护配置，所有配电网终端单元通过采集本配电网终端单元所对应开关即本开关信息、基于SV实时快速通讯获取相邻上游配电网终端单元对应开关即上游开关的信息和下游配电网终端单元对应开关即下游开关的信息；步骤2：当配电网中有开关退出或增加引起配电网拓扑变化时，根据增加或退出的开关及其两侧相邻开关的拓扑信息模型实现配电网拓扑配置自适应；步骤3：任一配电网终端单元能够向上下游配电网终端单元下发获取指令获取整个配电网拓扑信息；步骤4：分别通过投入分布式差动保护功能和分布式馈线自动化功能实现分布式差动保护和分布式馈线自动化。本专利技术进一步包括以下优选方案：所述步骤1具体包括以下内容：步骤1.1：建立分布式存储单元拓扑信息模型，拓扑信息模型包括本配电网终端单元对应的开关即本开关信息存储集KGx、上游开关信息存储集KGm[i]、下游开关信息存储集:KGn[j]，其中i为上游开关的个数，j为下游开关的个数；所述上游为以本开关任意一侧定义为上游，则另一侧定义为下游；步骤1.2：基于分布式存储单元，进行保护配置，分别以一个开关的上下游节点为对象，对节点上的所有开关做差动电流计算，设定差动保护定值，并且设定上下游节点各支路的正方向为流向节点的方向；步骤1.3：分布式存储单元采集本开关信息，本开关信息包括本开关的地址信息、本开关的电压和电流、本开关的开关量信息；步骤1.4：分布式存储单元基于SV实时快速通讯获取相邻的上游开关信息和相邻的下游开关信息；上下游开关信息包含上下游开关的地址信息、上下游开关的电压和电流、上下游开关的开关量信息；步骤1.5：将步骤1.3、步骤1.4获取的本开关信息以及相邻上游开关、相邻下游开关信息分别存储在本开关信息存储集KGx、上游信息存储集KGm[i]、下游信息存储集:KGn[j]中。在步骤2中，当有开关退出时，配电网的拓扑自适应包括以下内容：步骤2.1.1：退出开关向相邻配电网终端单元发送“开关退出指令”；步骤2.1.2：当退出开关的下游配电网终端单元接收到退出开关所发送的“开关退出指令”后，将所存储的该退出开关的信息存储集删除，并将退出开关分所对应的布式存储单元存储的所有上游开关信息存储集增加到下游分布式存储单元的上游开关信息存储集中；步骤2.1.2：当退出开关的上游配电网终端单元接收到退出开关所发送的“开关退出指令”后，将所存储的该退出开关的信息存储集删除，并将退出开关所对应的分布式存储单元存储的所有下游开关信息存储集增加到下游分布式存储单元的下游开关信息存储集中。在步骤2中，当有开关增加时，配电网的拓扑自适应包括以下内容：步骤2.2.1：增加开关建立分布式存储单元拓扑信息模型，并向相邻配电网终端单元发送“开关增加指令”；步骤2.2.2：当增加开关的下游配电网终端单元接收到增加开关所发送的“开关增加指令”后，下游分布式存储单元获取增加开关所对应的分布式存储单元存储的所有上游开关信息存储集以替代该下游分布式存储单元所存储的相同的上游开关信息，并添加增加开关对应分布式存储单元所存储的该增加开关的信息存储集；步骤2.2.3：当增加开关的上游配电网终端单元接收到增加开关所发送的“开关增加指令”后，上游分布式存储单元获取增加开关所对应的分布式存储单元存储的所有下游开关信息存储集以替代该上游分布式存储单元所存储的相同的下游开关信息并添加增加开关对应分布式存储单元存储的该增加开关的信息存储集。在步骤3中，任一配电网终端单元获取配电网拓扑信息的步骤如下：步骤3.1：以当前配电网终端单元的分布式存储单元为起点，逐级向上游和下游分布式存储单元发送“获取指令”以及当前分布式存储单元的“目标地址”，直至无下游或无上游的末端分布式存储单元；步骤3.2：收到“获取指令”的分布式存储单元记录需要获取配电网拓扑信息的当前配电网终端单元的“目标地址”；步骤3.3：所有下游分布式存储单元按照从下游至上游的次序依次将对应开关信息按“目标地址”向相邻上游分布式存储单元发送，当相邻上游分布式存储单元接收到相邻下游分布式存储单元发送的开关信息后，将下游各开关信息与本分布式存储单元对应的开关信息拼接后再次按“目标地址”向相邻上游分布式存储单元发送；所有上游分布式存储单元按照从上游至下游的次序依次将对应开关信息按“目标地址”向相邻下游分布式存储单元发送，当相邻下游分布式存储单元接收到相邻上游分布式存储单元发送的开关信息后，将上游各开关信息与本分布式存储单元对应开关信息拼接后再次按“目标地址”向相邻下游分布式存储单元发送；步骤3.4：需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，其特征在于，所述自适应保护方法包括以下步骤：步骤1：以配电网终端单元的信息存储部分作为分布式存储单元，对配电网中所有分布式存储单元进行初始化，构建通用的分布式存储单元拓扑信息模型，基于分布式存储单元进行保护配置，所有配电网终端单元通过采集本配电网终端单元所对应开关即本开关信息、基于SV实时快速通讯获取相邻上游配电网终端单元对应开关即上游开关的信息和下游配电网终端单元对应开关即下游开关的信息；步骤2：当配电网中有开关退出或增加引起配电网拓扑变化时，根据增加或退出的开关及其两侧相邻开关的拓扑信息模型实现配电网拓扑配置自适应；步骤3：任一配电网终端单元能够向上下游配电网终端单元下发获取指令获取整个配电网拓扑信息。步骤4：分别通过投入分布式差动保护功能和分布式馈线自动化功能实现分布式差动保护和分布式馈线自动化。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，其特征在于，所述自适应保护方法包括以下步骤：步骤1：以配电网终端单元的信息存储部分作为分布式存储单元，对配电网中所有分布式存储单元进行初始化，构建通用的分布式存储单元拓扑信息模型，基于分布式存储单元进行保护配置，所有配电网终端单元通过采集本配电网终端单元所对应开关即本开关信息、基于SV实时快速通讯获取相邻上游配电网终端单元对应开关即上游开关的信息和下游配电网终端单元对应开关即下游开关的信息；步骤2：当配电网中有开关退出或增加引起配电网拓扑变化时，根据增加或退出的开关及其两侧相邻开关的拓扑信息模型实现配电网拓扑配置自适应；步骤3：任一配电网终端单元能够向上下游配电网终端单元下发获取指令获取整个配电网拓扑信息。步骤4：分别通过投入分布式差动保护功能和分布式馈线自动化功能实现分布式差动保护和分布式馈线自动化。2.根据权利要求1所述的基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下内容：步骤1.1：建立分布式存储单元拓扑信息模型，拓扑信息模型包括本配电网终端单元对应的开关即本开关信息存储集KGx、上游开关信息存储集KGm[i]、下游开关信息存储集:KGn[j]，其中i为上游开关的个数，j为下游开关的个数；所述上游为以本开关任意一侧定义为上游，则另一侧定义为下游；步骤1.2：基于分布式存储单元，进行保护配置，分别以一个开关的上下游节点为对象，对节点上的所有开关做差动电流计算，设定差动保护定值，并且设定上下游节点各支路的正方向为流向节点的方向；步骤1.3：分布式存储单元采集本开关信息，本开关信息包括本开关的地址信息、本开关的电压和电流、本开关的开关量信息；步骤1.4：分布式存储单元基于SV实时快速通讯获取相邻的上游开关信息和相邻的下游开关信息；上下游开关信息包含上下游开关的地址信息、上下游开关的电压和电流、上下游开关的开关量信息；步骤1.5：将步骤1.3、步骤1.4获取的本开关信息以及相邻上游开关、相邻下游开关信息分别存储在本开关信息存储集KGx、上游信息存储集KGm[i]、下游信息存储集:KGn[j]中。3.根据权利要求2所述的基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，其特征在于，在步骤2中，当有开关退出时，配电网的拓扑自适应包括以下内容：步骤2.1.1：退出开关向相邻配电网终端单元发送“开关退出指令”；步骤2.1.2：当退出开关的下游配电网终端单元接收到退出开关所发送的“开关退出指令”后，将所存储的该退出开关的信息存储集删除，并将退出开关分所对应的布式存储单元存储的所有上游开关信息存储集增加到下游分布式存储单元的上游开关信息存储集中；步骤2.1.2：当退出开关的上游配电网终端单元接收到退出开关所发送的“开关退出指令”后，将所存储的该退出开关的信息存储集删除，并将退出开关所对应的分布式存储单元存储的所有下游开关信息存储集增加到下游分布式存储单元的下游开关信息存储集中。4.根据权利要求2或3所述的基于分布式存储的配电网拓扑自适应保护方法，其特征在于，在步骤2中，当有开关增加时，配电网的拓扑自适应包括以下内容：步骤2.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维芳，金鑫，文安，丁晓兵，李正红，陈凤超，何锡祺，魏承志，刘琨，牟敏，张国翊，朱海龙，连伟华，吴恒，徐骏，乔峰，李继晟，许健，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44