考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法技术

一种考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法。其包括设置模块；馈线种类划分；配电终端部署配置划分；故障状况划分；量化建模计算所需数据采集；量化建模计算；将信息环节数据传输有误事件进行划分；信息数据采集；对计算过程进行修正；得到馈线配电终端布点规划结果等步骤。本发明专利技术可以有效指导分析“三遥”功能对系统停电时间、综合经济成本以及对配电终端部署位置的影响，有助于更好地提高电网的供电可靠性与电压质量，提升配电终端的管理效率，对提高我国配电自动化水平、推进我国智能电网建设具有指导性意义。

Optimization method of distribution terminal distribution considering the wrong data transmission in information link

An optimization method of distribution terminal arrangement considering the error of data transmission in information link. The feeder comprises a setting module; classification; distribution terminal deployment division; fault classification; data acquisition quantitative modeling; quantitative modeling; information link data transmission error event information classification; data acquisition; calculation of the correction process; get feeder distribution terminal layout planning results. The invention can effectively guide the analysis of the \three remote\ function of system outage time, comprehensive economic cost and the location of the deployment of the distribution terminal, and helps to improve the power supply reliability and voltage quality, improve the management efficiency of distribution terminal, to improve our distribution automation level, promote the guiding significance of our country the construction of smart grid.

【技术实现步骤摘要】
考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法
本专利技术属于馈线配电自动化终端配置
，特别是涉及一种考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法。
技术介绍
配电自动化(DistributionAutomation，DA)系统可视为一类典型的信息物理系统(Cyber-PhysicalSystems，CPS)，其信息环节对所管理的物理配电系统的安全可靠供电具有不可忽略的影响。实际应用中，往往综合以上不同分类标准下的配电自动化终端的特点，将其从总体上分为“三遥”配电终端和“二遥”配电终端两大类。其中，“三遥”功能是指遥信、遥测和遥控功能。配电自动化不同于主网调度自动化(EMS)电网节点全覆盖、设备全监控的要求，由于配网设备点多面广和辐射状运行的特点以及投资等方面的原因，配电自动化的建设一般采取部分节点遥控、部分节点遥测的方式实现10kV配网信息采集，通过数据共享完成配网信息全覆盖和10kV关键节点控制。作为配电网规划中配电自动化规划的重要一环，遥测遥控终端的合理配置对于发挥配电自动化的效益具有至关重要的影响。以配电通信为代表的信息环节是实现配电自动化的重要组成部分。现阶段，针对配电自动化信息环节的研究大多集中在配电自动化通信网络技术([1]韩国政，徐丙垠.基于IEC61850的高级配电自动化开放式通信体系[J].电网技术，2011，35(4)：183-186.[2]蔺丽华，刘健.配电自动化系统的混合通信方案[J].电力系统自动化，2001，25(23)：52-54.[3]刘健，张志华，张小庆，等.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电力系统保护与控制，2011，39(16)：53-57.)、配电自动化故障处理应用技术([3]刘健，张志华，张小庆，等.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电力系统保护与控制，2011，39(16)：53-57.[4]刘健，张小庆，赵树仁，等.配电自动化故障处理性能主站注入测试法[J].电力系统自动化，2012，36(18)：67-71)和通信系统的架构和建设设计([5]刘文霞，张力欣.基于FAHP与改进D-S理论的配电自动化系统信息安全等级评估[J].华东电力，2010，38(1)：67-71)方面，如何考虑配电自动化系统中信息环节的影响，将其作为一个完整的CPS系统研究其终端的数量规划和具体部署位置的布点规划问题仍有较多基础工作亟待开展。刘晓忠(基于EPON技术的配电自动化通信系统设计与实现[D].北京：华北电力大学，2014)提出在配电自动化中采取有效的通信手段可以提高数据传输的正确率，使得配电终端设备可以准确反映操作人员的操作指令，进而提高配网可靠性。吴琳等(无线专网通信在大连配电自动化中的应用[J].电力系统通信，2012，22(231)：107-111)阐述了大连无线专网通信自动化中应用的关键技术，提出了无线网加密与专网的建设要求，可以为配电自动化通信网络建设提供示范作用。唐琳(配电自动化通信系统的设计与实现[J].电力系统通信，2003，(12)：45-47)在分析配电自动化通信系统功能需求的基础上，提出了配电自动化层次结构、通信方式等的要求及实现方法。王学仑等(配电自动化设计中的信息安全研究[C].中国电机工程学会年会，四川成都，2013)针对配电自动化网络信息安全技术，提出了一套智能配电网信息安全设计方案。林永峰等(配电自动化终端信息安全风险测评方法研究[J].自动化与仪表，2015，(12)：11-14)从配电自动化的系统层、通信层和配置层分析可能的风险问题，提出了一套信息安全评测方法与评测流程，对解决配电自动化终端的信息安全问题具有指导性意义，同时为配电自动化系统的安全评测与漏洞检测提供了平台。综上，目前有关配电自动化信息环节的研究主要集中于信息安全评估与配电自动化系统架构设计等，但缺少从配电自动化CPS的整体角度考虑，计及信息环节的影响，开展兼顾配电系统可靠性和经济性的配电终端具体部署位置的布点优化配置方法方面的研究。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法包括按顺序进行的下列步骤：1)首先根据配电自动化系统中配电终端配置数量规划的内容，初步计算出待分析的馈线所需配置的配电终端数量，然后设置执行本考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法所需模块，包括：馈线种类划分模块、配电终端部署配置划分模块、故障状况划分模块、数据采集模块、量化计算模块、配电终端布点规划模块、数据有误事件划分模块、信息环节数据采集模块、信息环节量化修正模块和“三遥”功能影响分析模块；2)利用馈线种类划分模块，根据馈线上是否安装联络开关而将馈线分为以下两类：①未装设联络开关的馈线；②存在联络开关的馈线；3)利用配电终端部署配置划分模块，将配电终端的配置情况划分为以下三类：①全部配置“三遥”配电终端；②全部配置“二遥”配电终端；③混合配置“三遥”和“二遥”配电终端；4)利用故障状况划分模块，将故障发生后对故障的处理分为三个阶段，①故障定位阶段；②人工故障隔离阶段；③故障修复阶段；5)利用数据采集模块，根据所述步骤2)、3)和4)中的结果，对在上述三类配电终端配置情况下，两类馈线的三个故障处理阶段内的系统停电时间和停电负荷量化建模计算所需数据进行采集，所需数据包括：馈线上分段开关数量及所处位置、馈线上联络开关数量及所处位置、故障率、馈线各分段长度、与分段区域相连的等效负荷之和、故障定位时间、人工故障隔离时间和故障修复时间；6)利用量化计算模块，根据所述步骤2)、3)和4)中的结果及步骤5)中采集的数据，对在上述三类配电终端配置情况下，两类馈线的三个故障阶段内的系统停电时间和停电负荷进行量化建模计算，其中，系统停电时间和停电负荷的量化建模计算包括：①未装设联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；②存在联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；7)利用数据有误事件划分模块将信息环节数据传输有误事件进行划分：①事件A——配电终端的遥信-遥控有误但遥测无误；②事件B——遥信-遥控无误但遥测有误；③事件C——遥信-遥控和遥测均有误；8)利用信息环节数据采集模块，根据所述步骤2)至步骤7)中的结果，对步骤7)中所划分事件的量化建模计算所需数据进行采集，所需数据包括：对遥信功能进行检查并对信息进行修正的时间；对遥控信息进行检查修正并重新对故障进行隔离处理所需的时间；对遥控和遥信的功能及信息进行检查修正重新对故障进行隔离处理所需的时间；对遥测功能进行检查并对信息进行纠正，人工寻找定位正确的故障位置的时间；对遥测信息进行纠正，重新判断故障种类的时间；各个事件发生的概率；9)利用信息环节量化修正模块，根据所述步骤2)至7)中的结果以及步骤8)中采集的数据，对所述步骤7)中所有子事件进行量化建模计算，并对计算过程进行修正；10)利用“三遥”功能影响分析模块，根据上述步骤2)至步骤9)的结果对配电自动化终端装置在馈线上的具体布点位置进行优化配置，在给定配电终端配置数量的基础上，利用上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：1)首先根据配电自动化系统中配电终端配置数量规划的内容，初步计算出待分析的馈线所需配置的配电终端数量，然后设置执行本考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法所需模块，包括：馈线种类划分模块、配电终端部署配置划分模块、故障状况划分模块、数据采集模块、量化计算模块、配电终端布点规划模块、数据有误事件划分模块、信息环节数据采集模块、信息环节量化修正模块和“三遥”功能影响分析模块；2)利用馈线种类划分模块，根据馈线上是否安装联络开关而将馈线分为以下两类：①未装设联络开关的馈线；②存在联络开关的馈线；3)利用配电终端部署配置划分模块，将配电终端的配置情况划分为以下三类：①全部配置“三遥”配电终端；②全部配置“二遥”配电终端；③混合配置“三遥”和“二遥”配电终端；4)利用故障状况划分模块，将故障发生后对故障的处理分为三个阶段，①故障定位阶段；②人工故障隔离阶段；③故障修复阶段；5)利用数据采集模块，根据所述步骤2)、3)和4)中的结果，对在上述三类配电终端配置情况下，两类馈线的三个故障处理阶段内的系统停电时间和停电负荷量化建模计算所需数据进行采集，所需数据包括：馈线上分段开关数量及所处位置、馈线上联络开关数量及所处位置、故障率、馈线各分段长度、与分段区域相连的等效负荷之和、故障定位时间、人工故障隔离时间和故障修复时间；6)利用量化计算模块，根据所述步骤2)、3)和4)中的结果及步骤5)中采集的数据，对在上述三类配电终端配置情况下，两类馈线的三个故障阶段内的系统停电时间和停电负荷进行量化建模计算，其中，系统停电时间和停电负荷的量化建模计算包括：①未装设联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；②存在联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；7)利用数据有误事件划分模块将信息环节数据传输有误事件进行划分：①事件A——配电终端的遥信‑遥控有误但遥测无误；②事件B——遥信‑遥控无误但遥测有误；③事件C——遥信‑遥控和遥测均有误；8)利用信息环节数据采集模块，根据所述步骤2)至步骤7)中的结果，对步骤7)中所划分事件的量化建模计算所需数据进行采集，所需数据包括：对遥信功能进行检查并对信息进行修正的时间；对遥控信息进行检查修正并重新对故障进行隔离处理所需的时间；对遥控和遥信的功能及信息进行检查修正重新对故障进行隔离处理所需的时间；对遥测功能进行检查并对信息进行纠正，人工寻找定位正确的故障位置的时间；对遥测信息进行纠正，重新判断故障种类的时间；各个事件发生的概率；9)利用信息环节量化修正模块，根据所述步骤2)至7)中的结果以及步骤8)中采集的数据，对所述步骤7)中所有子事件进行量化建模计算，并对计算过程进行修正；10)利用“三遥”功能影响分析模块，根据上述步骤2)至步骤9)的结果对配电自动化终端装置在馈线上的具体布点位置进行优化配置，在给定配电终端配置数量的基础上，利用上述各配置情况的停电负荷建立目标函数，以供电可靠性条件为约束，进而得到馈线配电终端布点规划结果；并有效指导分析“三遥”功能对系统停电时间、综合经济成本以及对配电终端部署位置的影响。...

【技术特征摘要】
1.一种考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：1)首先根据配电自动化系统中配电终端配置数量规划的内容，初步计算出待分析的馈线所需配置的配电终端数量，然后设置执行本考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法所需模块，包括：馈线种类划分模块、配电终端部署配置划分模块、故障状况划分模块、数据采集模块、量化计算模块、配电终端布点规划模块、数据有误事件划分模块、信息环节数据采集模块、信息环节量化修正模块和“三遥”功能影响分析模块；2)利用馈线种类划分模块，根据馈线上是否安装联络开关而将馈线分为以下两类：①未装设联络开关的馈线；②存在联络开关的馈线；3)利用配电终端部署配置划分模块，将配电终端的配置情况划分为以下三类：①全部配置“三遥”配电终端；②全部配置“二遥”配电终端；③混合配置“三遥”和“二遥”配电终端；4)利用故障状况划分模块，将故障发生后对故障的处理分为三个阶段，①故障定位阶段；②人工故障隔离阶段；③故障修复阶段；5)利用数据采集模块，根据所述步骤2)、3)和4)中的结果，对在上述三类配电终端配置情况下，两类馈线的三个故障处理阶段内的系统停电时间和停电负荷量化建模计算所需数据进行采集，所需数据包括：馈线上分段开关数量及所处位置、馈线上联络开关数量及所处位置、故障率、馈线各分段长度、与分段区域相连的等效负荷之和、故障定位时间、人工故障隔离时间和故障修复时间；6)利用量化计算模块，根据所述步骤2)、3)和4)中的结果及步骤5)中采集的数据，对在上述三类配电终端配置情况下，两类馈线的三个故障阶段内的系统停电时间和停电负荷进行量化建模计算，其中，系统停电时间和停电负荷的量化建模计算包括：①未装设联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；②存在联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；7)利用数据有误事件划分模块将信息环节数据传输有误事件进行划分：①事件A——配电终端的遥信-遥控有误但遥测无误；②事件B——遥信-遥控无误但遥测有误；③事件C——遥信-遥控和遥测均有误；8)利用信息环节数据采集模块，根据所述步骤2)至步骤7)中的结果，对步骤7)中所划分事件的量化建模计算所需数据进行采集，所需数据包括：对遥信功能进行检查并对信息进行修正的时间；对遥控信息进行检查修正并重新对故障进行隔离处理所需的时间；对遥控和遥信的功能及信息进行检查修正重新对故障进行隔离处理所需的时间；对遥测功能进行检查并对信息进行纠正，人工寻找定位正确的故障位置的时间；对遥测信息进行纠正，重新判断故障种类的时间；各个事件发生的概率；9)利用信息环节量化修正模块，根据所述步骤2)至7)中的结果以及步骤8)中采集的数据，对所述步骤7)中所有子事件进行量化建模计算，并对计算过程进行修正；10)利用“三遥”功能影响分析模块，根据上述步骤2)至步骤9)的结果对配电自动化终端装置在馈线上的具体布点位置进行优化配置，在给定配电终端配置数量的基础上，利用上述各配置情况的停电负荷建立目标函数，以供电可靠性条件为约束，进而得到馈线配电终端布点规划结果；并有效指导分析“三遥”功能对系统停电时间、综合经济成本以及对配电终端部署位置的影响。2.根据权利要求1所述的考虑信息环节数据传输有误影响的配电终端布点优化方法，其特征在于：在步骤6)中，所述的未装设联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算按照配电终端的配置情况分为以下三类：a.全部配置“三遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；b.全部配置“二遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；c.混合配置“三遥”和“二遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；a.全部配置“三遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算步骤如下：(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算：第i段区域线路故障的故障定位阶段对应的系统停电时间为：式中，T1i代表第i段区域线路故障的故障定位阶段对应的系统停电时间，t1i为第i段区域的故障定位时间，Ui代表第i段区域供电的用户总数；li代表第i段区域的等效线路长度；fi代表第i段区域的等效设备故障率，单位为次/km·a；m代表馈线的分段数量；故障定位阶段对应的系统停电时间T1为：相应的系统停电负荷为：式中，E1i代表第i段区域线路故障的故障定位阶段对应的系统停电负荷，Pi代表第i段区域供电的全部负荷的等效负荷之和；故障定位阶段对应的系统停电负荷E1为：(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算：第i段区域线路故障的人工故障隔离阶段对应的系统停电时间为：式中，T2i代表第i段区域线路故障的人工故障隔离阶段对应的系统停电时间，t2i为第i段区域的人工故障隔离时间；人工故障隔离阶段对应的系统停电时间T2为：相应的系统停电负荷为：式中，E2i代表第i段区域线路故障的人工故障隔离阶段对应的系统停电负荷；人工故障隔离阶段对应的系统停电负荷E2为：(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算：第i段区域线路故障的故障修复阶段对应的系统停电时间为：式中，T3i代表第i段区域线路故障的故障修复阶段对应的系统停电时间，t3i为第i段区域的故障修复时间；zk＝0代表相应位置配置配电终端，zk＝1代表相应位置不配置配电终端；故障修复阶段对应的系统停电时间T3为：相应的系统停电负荷为：式中，E3i代表第i段区域线路故障的故障修复阶段对应的系统停电负荷；故障修复阶段对应的系统停电负荷E3为：(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算：T＝T1+T2+T3(13)式中，T为整个故障处理阶段对应的系统停电时间，单位h；T1、T2和T3分别对应上述故障定位阶段、人工故障隔离阶段和故障修复阶段的系统停电时间，单位均为h；E＝E1+E2+E3(14)式中，E为整个故障处理阶段对应的系统停电负荷，单位kWh；E1、E2和E3分别对应上述故障定位阶段、人工故障隔离阶段和故障修复阶段的系统停电负荷，单位均为kWh；b.全部配置“二遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算步骤如下：(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(1)—(4)一致，但由于每一段区域的人工故障负荷隔离时间t2i不为0，因此计算结果不为0；(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(5)—(8)一致，但由于每一段区域的人工故障负荷隔离时间t2i不为0，因此计算结果不为0；(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(9)—(12)一致；(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(13)和(14)一致。c.混合配置“三遥”和“二遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算步骤如下：(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(1)—(4)一致，但由于每一段区域的人工故障负荷隔离时间t2i不为0，因此计算结果不为0；(2)人工故障隔离阶段系统系统停电时间和停电负荷的量化建模计算：首先，假设配置“三遥”配电终端的线路分段开关共M-1个，则基于所有“三遥”配电终端线路分段开关划分得到的“三遥”区域共M个。为分析人工故障隔离阶段的系统停电时间和停电负荷，用Ωi’表示第i’个“三遥”配电终端区域内的负荷集合，|Ωi’|为该区域内的用户总数；用事件组W＝(w1,w2,…,w2i’-1,w2i’,…,w2M-1,w2M)代表故障位置所处的“三遥”配电终端所确定的区域及区域中“二遥”配电终端装置的配置情况，共包括2M个事件，具体表示为：w2i’-1：故障发生在第i’个“三遥”配电终端所确定的区域，且该区域内配置有“二遥”配电终端；w2i’：故障发生第i’个“三遥”配电终端所确定的区域，但区域内未配置有“二遥”配电终端；则第i段区域线路故障的人工故障隔离阶段对应的系统停电时间为：相应的系统停电负荷为：(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(9)—(12)一致。(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(13)和(14)一致。存在联络开关的馈线的系统停电时间和停电负荷建模计算按照配电终端的配置情况分为以下三类：a.全部配置“三遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；b.全部配置“二遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；c.混合配置“三遥”和“二遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；a.全部配置“三遥”配电终端时的系统停电时间和停电负荷的量化建模计算步骤如下：(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(4)故障处理阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算；(1)故障定位阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(1)—(4)一致，但由于每一段区域的人工故障负荷隔离时间t2i为0，因此计算结果为0；(2)人工故障隔离阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算公式与式(5)—(8)一致，但由于每一段区域的人工故障负荷隔离时间t2i为0，因此计算结果为0。(3)故障修复阶段系统停电时间和停电负荷的量化建模计算：第i段区域线路故障的故障修复阶段对应的系统停电时间为：

【专利技术属性】
技术研发人员：罗凤章，张天宇，魏冠元，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12