一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法及系统，方法包括以下步骤：步骤S1，网络拓扑图的建立；步骤S2，配电网线路的分级；步骤S3，故障区段的判断；步骤S4，故障的处理。系统包括配电主站和配电子站，所述配电主站分别与配电网自动化系统和连接配电子站相连接，所述配电子站与配电终端相连接。本发明专利技术使用基于网络拓扑图的配电网智能自愈方法，借助拓扑图形升级了配电网故障区段的判定规则，从而使配电网自动化系统能适应复杂配网线路(即辐射式多分支线路)的需要。

An intelligent self-healing method and system for distribution network based on topology diagram

The invention discloses an intelligent self-healing method and system for distribution network based on topological graph, which comprises the following steps: step S1, establishment of network topology diagram, step S2, classification of distribution network line, step S3, judgment of fault section, step S4 and fault treatment. The system consists of distribution master station and distribution station. The distribution main station is connected with distribution network automation system and connecting distribution station, and the distribution station is connected with distribution terminal. The invention adopts the intelligent self-healing method of distribution network based on the network topology diagram, and upgrades the judgment rules of the fault section of the distribution network by the topological graph, so that the distribution network automation system can adapt to the needs of the complex distribution network line (namely the radiation type multi branch line).

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法及系统
本专利技术涉及配电网自动化
，具体涉及一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法及系统。
技术介绍
随着我国现代化建设的进行，各行各业用电需求的日益增加，特别是经济发展较快的地区的工业和民用负荷上升很快，配电系统及其配电设备数量大幅度增多，配电系统网络结构越来越复杂，供电运行方式变化越来越频繁，对配电网运行的稳定性、调节的有效性、故障区段判断的可靠性有了越来越高的要求。因此，对更加复杂配电网的故障区段准确判定、故障时的快速处理成为配电网工作的重要一环。对区域配电网中所有电力设备的拓扑化，抽象化是配电网分析的重要手段。配电自动化技术作为提升配电系统供电可靠性的重要手段已在全球范围内广泛应用，我国在配电自动化工程建设方面起步较晚，各地区发展水平也参差不齐，存在诸多问题，比如有的配电自动化仅能正确处理集中型设备，有的不能与分界开关正确配合，等等。因此研究如何设计一种能完美处理配网各种类型设备(集中型、电压型、分界型)和所遇各种类型故障(瞬时性、永久性单相接地或多相故障)的配电网智能自愈技术，实现故障定位、隔离、非故障区段自愈送电的高级功能成为一个非常重要和必要的课题。
技术实现思路
针对现有配电网自动化技术存在的缺点，本专利技术提出了一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法及系统。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：本专利技术提供一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，它包括以下步骤：步骤S1，网络拓扑图的建立：配电子站根据配电主站的命令建立配电网自动化系统中各线路、以及各线路中的断路器、隔离开关、分段开关、联络开关和其它配电设备的网络拓扑图；步骤S2，配电网线路的分级：根据所述网络拓扑图，所述配电主站将配电网自动化系统中各线路中的断路器、隔离开关、分段开关和联络开关等各种配电设备按照拓扑关系分级，由上往下依次分为多级开关，所述多级开关由上往下分为第一级开关、第二级开关、第三级开关等等，级次依次向下排列；步骤S3，故障区段的判断：线路或配电网设备发生故障时，由配电网自动化系统中的配电终端检测故障电流，配电主站按照拓扑关系中的级别关系判断最小范围的故障区段；步骤S4，故障的处理：所述配电主站启动故障处理程序，隔离故障点，非故障区段合上联络开关恢复供电。进一步地，所述配电主站通过有线网络与配电子站相连接，所述配电子站通过有线网络与配电终端相连接，所述配电主站负责对配电网自动化系统信息的监测和管理，用以对整个配电网进行数据采集和监控，完成整个配电网范围内的故障处理，同时提供设备管理和地理信息系统，并提供配电网专业软件，以实现对整个配电网系统的运行控制；所述配电子站连接着配电终端和配电主站，用以管理配电站端监控设备，对配电终端的信号进行采集、汇总、上传至配电主站，同时把配电主站的指令转发至配电终端；所述配电终端用以完成对一次设备的数据采集、对开关设备的控制和故障的检测与识别，具有遥测、遥信、遥控、遥调和数据信息传输功能，并将故障信息发送给配电子站和配电主站。进一步地，所述网络拓扑图用于修订升级故障区段判定规则，并将所述判定规则写入配电主站的配电系统控制算法和故障处理程序，使所述基于拓扑图的配电网智能自愈方法适用于处理各种集中型、电压型和分界型配电设备的故障。所述基于拓扑图的配电网智能自愈方法可以用于瞬时性，永久性，单相或多相的各种配电网电力故障，所述基于拓扑图的配电网智能自愈方法还用以实现故障定位、隔离、非故障区段自愈送电的高级功能。进一步地，在步骤S3中，故障区段的判断过程为：将最后一级能检测到故障电流的开关及与其相邻的且检测不到故障电流的下一级所有开关之间线路判为故障区段。所述网络拓扑图的各种配电设备中可引入分界型设备，在每条配电线路中均可配有多个分界开关或分界断路器，用以保证配电终端配合流畅，精确识别故障范围，缩小停电范围。进一步地，所述配电终端包括FTU、DTU和TTU，FTU是馈线终端设备，所述馈线终端设备安装在馈线开关旁，用于对馈线开关进行监控，DTU是开闭所终端设备，所述开闭所终端设备安装在常规的开闭所、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站处，用以完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电，部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能，TTU是配变终端设备，所述配变终端设备用以监测并记录配电变压器运行工况，根据低压侧三相电压、电流采样值，每隔1～2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数。进一步地，所述网络拓扑图是由配电主站对配电网进行拓扑分析后得到的，配电网络的拓扑分析是根据配电电气元件的连接关系，把整个配电网络看成线与点结合的网络拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个网络的拓扑连线分析，拓扑关系是配电网络进行状态估计、潮流计算、故障定位、隔离及供电恢复、网络重构等其它分析的基础。本专利技术提供的一种基于拓扑图的配电网智能自愈系统，它包括配电主站和配电子站，所述配电主站分别与配电网自动化系统和连接配电子站相连接，用以对配电网自动化系统信息的监测和管理，以及对整个配电网进行数据采集和监控；所述配电子站与配电终端相连接，用以管理配电站端监控设备，并对配电终端的信号进行采集、汇总、上传至配电主站，同时把配电主站的指令转发至配电终端；所述配电终端用以完成对一次设备的数据采集、对开关设备的控制和故障的检测与识别，具有遥测、遥信、遥控、遥调和数据信息传输功能，并将故障信息发送给配电子站和配电主站。进一步地，所述配电主站通过有线网络与配电子站相连接，所述配电子站通过有线网络与配电终端相连接。进一步地，所述配电终端包括FTU、DTU和TTU，FTU是馈线终端设备，所述馈线终端设备安装在馈线开关旁，用于对馈线开关进行监控，DTU是开闭所终端设备，所述开闭所终端设备安装在常规的开闭所、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站处，用以完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电，部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能，TTU是配变终端设备，所述配变终端设备用以监测并记录配电变压器运行工况，根据低压侧三相电压、电流采样值，每隔1～2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数。进一步地，所述一次设备包括配电网线路中的断路器、隔离开关、分段开关和联络开关。本专利技术的有益效果是：本专利技术使用基于网络拓扑图的配电网智能自愈方法，借助拓扑图形升级了配电网故障区段的判定规则，从而使配电网自动化系统能适应复杂配网线路(即辐射式多分支线路)的需要。此外，本专利技术有助于配电网中分界型设备的运用，并使之与主线设备顺利配合，若分界开关后段发生故障能迅速切除，避免影响到主线运行安全，缩小了故障停电范围和故障巡查范围，提高了配电抢修效率和供电可靠性。本专利技术提供了一种与实际运行线路相匹配的能处理各种类型故障(瞬时性、永久性单相接地或多相故障)的配电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，其特征是，包括以下步骤：步骤S1，网络拓扑图的建立：配电子站根据配电主站的命令建立配电网自动化系统中各线路、以及各线路中的断路器、隔离开关、分段开关、联络开关和其它配电设备的网络拓扑图；步骤S2，配电网线路的分级：根据所述网络拓扑图，所述配电主站将配电网自动化系统中各线路中的断路器、隔离开关、分段开关和联络开关按照拓扑关系分级，由上往下依次分为多级开关；步骤S3，故障区段的判断：线路或配电网设备发生故障时，由配电网自动化系统中的配电终端检测故障电流，配电主站按照拓扑关系中的级别关系判断最小范围的故障区段；步骤S4，故障的处理：所述配电主站启动故障处理程序，隔离故障点，非故障区段合上联络开关恢复供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，其特征是，包括以下步骤：步骤S1，网络拓扑图的建立：配电子站根据配电主站的命令建立配电网自动化系统中各线路、以及各线路中的断路器、隔离开关、分段开关、联络开关和其它配电设备的网络拓扑图；步骤S2，配电网线路的分级：根据所述网络拓扑图，所述配电主站将配电网自动化系统中各线路中的断路器、隔离开关、分段开关和联络开关按照拓扑关系分级，由上往下依次分为多级开关；步骤S3，故障区段的判断：线路或配电网设备发生故障时，由配电网自动化系统中的配电终端检测故障电流，配电主站按照拓扑关系中的级别关系判断最小范围的故障区段；步骤S4，故障的处理：所述配电主站启动故障处理程序，隔离故障点，非故障区段合上联络开关恢复供电。2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，其特征是，所述配电主站通过有线网络与配电子站相连接，所述配电子站通过有线网络与配电终端相连接，所述配电主站负责对配电网自动化系统信息的监测和管理，用以对整个配电网进行数据采集和监控，完成整个配电网范围内的故障处理，同时提供设备管理和地理信息系统，并提供配电网专业软件，以实现对整个配电网系统的运行控制；所述配电子站连接着配电终端和配电主站，用以管理配电站端监控设备，对配电终端的信号进行采集、汇总、上传至配电主站，同时把配电主站的指令转发至配电终端；所述配电终端用以完成对一次设备的数据采集、对开关设备的控制和故障的检测与识别，具有遥测、遥信、遥控、遥调和数据信息传输功能，并将故障信息发送给配电子站和配电主站。3.根据权利要求1所述的一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，其特征是，所述网络拓扑图用于修订升级故障区段判定规则，并将所述判定规则写入配电主站的配电系统控制算法和故障处理程序。4.根据权利要求1所述的一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，其特征是，在步骤S3中，故障区段的判断过程为：将最后一级能检测到故障电流的开关及与其相邻的且检测不到故障电流的下一级所有开关之间线路判为故障区段。5.根据权利要求1所述的一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法，其特征是，所述配电终端包括FTU、DTU和TTU，FTU是馈线终端设备，所述馈线终端设备安装在馈线开关旁，用于对馈线开关进行监控，DTU是开闭所终端设备，所述开闭所终端设备安装在常规的开闭所、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站处，用以完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和电能量数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾世龙，杨福，刘红霞，乔荣飞，马志强，别炜，王志君，屈超，辛海波，李鲁彬，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37