一种基于配网实时数据和设备拓扑的故障区间定位的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法，该方法为：通过对配网开关，故障指示器的数据和线路设备拓扑的分析，基于配网开关的实时采集信息、故障指示器的动作历史信息，将两种数据统一分析，当线路故障时，根据配网开关的实时采集信息得到故障区间D1，根据故障指示器的动作历史信息得到故障区间D2，利用设备的拓扑连接关系，对两种区间取公共部分D3，并给出故障区间的起点设备和终点设备。将该区间通知巡线人员，将最大程度缩短线路巡线的长度，有助于尽快找到故障设备。从而缩短配网故障抢修时间。

A Fault Zone Location Method Based on Real-time Data and Equipment Topology in Distribution Network

【技术实现步骤摘要】
一种基于配网实时数据和设备拓扑的故障区间定位的方法
本专利技术属于电力故障分析
，涉及一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法。
技术介绍
目前，许多地区的10kV配电网已配置各种方案的配网自动化系统。除供电可靠性要求较高的地区外，以就地型的配网自动化系统或故障指示器系统为主。就地型的配网自动化系统基于在配网线路上配置若干台自动化开关，当线路发生故障时，无需主站控制，通过变电站出口断路器的两次重合，在自动化开关的配合下，即可完成故障区间的隔离，非故障区间恢复供电。故障指示器应用在输配电线路、电力电缆及开关柜进出线上，用于指示故障电流流过的装置。一旦线路发生故障，巡线人员可借助故障定位系统的短信或巡线寻找报警的指示器，确定故障点位于某组故障指示器之后。在实际生产中，一般就地型的配网自动化未配置主站，当发生配网故障，线路就地故障隔离完毕后，调度无法得知故障区间，需通知供电所巡线，寻找闭锁开关。故障指示器系统同样存在以上问题，需要人工在线路最后一个告警的故障指示器到线路末端之间巡线，查找故障点。综上可得，以上两种系统只是在本地指示了故障的范围，均不能直接给出故障区间的起点和终点，在配网抢修过程中，需要花费大量时间确定故障区间，直接影响供电可靠性。尤其是农网线路长、开关位置偏僻，巡线花费的时间更长，该问题更加突出。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法，该方法包括以下步骤：(1)采用电力地理信息系统，应用CIM模型，将配网线路上的杆塔、电缆段、断路器或负荷开关、故障指示器和配电变压器，录入该电力地理信息系统中，生成配网设备的拓扑连接关系，当录入设备时，会给每个设备对象生成拓扑连接的前拓扑点FNODE、后拓扑点PNODE属性，当两个设备被连接起来时，前一个设备的后拓扑点PNODE等于后一个的设备的前拓扑点FNODE，当遍历线路上的所有设备时，假设线路起始的前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE依次递增，通过比较前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE的大小，得到线路上所有设备的分布顺序；(2)利用实时数据采集处理平台，通过APN网络，实时采集配网线路上配置的配网自动化终端的数据，配网自动化终端指电压时间型的配网自动化开关或用户分界开关，采集的数据为线路上每台配网自动化终端采集的负荷侧电压、电压侧电压、开关位置、闭锁和故障信号的遥信信号；通过访问故障定位系统的数据库，获取线路上故障指示器的故障历史记录信息，故障历史记录信息包括故障指示器ID、故障线路和故障发生时间；(3)在经过步骤(2)的数据维护完成后，通过线路拓扑分析。方法是即令变电站出口断路器为首个设备，经若干架空线路段、杆塔，接入故障指示器或开关，依次类推，通过遍历线路设备，比较前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE的大小，得到配网自动化开关、故障指示器在线路上的分布先后顺序；同时，若遍历的设备都是架空线段，将开关之间的多个架空线段计为架空线段区间Dn，则进一步得到线路的形式为架空线段D1-开关1-架空线段D2-开关2-架空线段D3…开关n-架空线段Dn；在经过步骤(2)的数据维护完成后，通过数据表将配网自动化终端id与开关id关联；将配网线路的形式表达为架空线段D1-开关1-架空线段D2-开关2-架空线段D3…开关n-架空线段Dn；设定开关的线路区间范围是该开关与前后相邻开关之间的架空线段；以开关(配网自动化终端)1为例，则该开关的线路区间范围是架空线段D1和D2。与开关同理，得到每组故障指示器告警对应的故障区间指示范围，即架空线段区间；(4)当同时配置配网自动化开关和故障定位系统的线路发生永久性故障时，实时数据采集平台立即采集到配网自动化终端上传的负荷侧电压、电压侧电压、开关位置、闭锁和故障信号的遥信变位信号，在线路故障隔离动作结束后，收到故障区间的配网自动化开关上传的闭锁变位信号，通过收到的线路的闭锁信号，信号报文中含有终端ID字段，得到一组的开关ID，同时通过查询故障定位系统中的故障历史记录表，记录中含有故障指示器ID、故障线路和故障发生时间等字段，得到的该时刻线路上的故障指示器ID，则得到告警的故障指示器ID；(5)步骤(4)中得出的故障区间两端的开关ID，通过该开关的ID按照步骤(3)中开关的线路区间范围是该开关与前后相邻开关之间的架空线段的规则，得出配网开关对应的线路区间D1，步骤(4)中得出的有故障告警的故障指示器ID，在步骤(3)中按照故障指示器的线路区间范围是该开关与前后相邻开关之间的架空线段的规则，故障指示器对应的线路区间D2；(6)步骤(5)中得出的故障区间D1、故障区间D2，对两个区间求公共部分可得到D3，方法是遍历区间D1的每一个设备时，比较遍历到设备是否是区间D2的设备，取出公共的设备集合记为D3，PNODE最小的为起点设备，FNODE最小的为终点设备，即可得到最短的故障区间范围。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过对配网开关，故障指示器的数据和线路设备拓扑的分析，将两种数据统一分析，得出故障区间的起点设备和终点设备，给出两个故障区间的公共区间，最大程度缩短线路巡线的长度，从而缩短配网故障抢修时间。附图说明图1是本专利技术故障区间计算流程示意图；图2是本专利技术的实施例提供的典型的带联络开关的配网线路示意图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。实施例1：如图1-图2所示，一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法，该方法包括以下步骤：(1)采用电力地理信息系统，将配网线路上的杆塔、架空线段、配网自动化开关(配网自动化终端)、故障指示器和配电变压器，录入该电力地理信息系统中，具体录入信息为：变电站出口FCB、架空线段ABCDEF、配网自动化开关PVS1、PVS2、PVS3和故障指示器FID1、FID2、FID3，当录入以上设备时，会给每个设备对象生成拓扑连接的FNODE(前拓扑点)、PNODE(后拓扑点)属性，如按图2所示，令FCB的PNODE＝990001，电缆段A的FNODE＝990001、PNODE＝990002，FID1FNODE＝990002、PNODE＝990003，依次可得到线路设备的拓扑连接关系，即配网自动化开关在该线路的分布顺序按距离电源的距离排列，顺序为PVS1、PVS2、PVS3，故障指示器在线路上的分布顺序按距离电源的距离排列，顺序为FID1、FID2、FID3；(2)利用实时数据采集处理平台，通过APN网络，实时采集配网线路上配置的配网自动化终端的数据，配网自动化开关指电压时间型的配网自动化开关PVS1、PVS2、PVS3，对应配网自动化终端RTU1、RTU2、RTU3，上送信息有开关位置、闭锁和故障信号的遥信信号，通信协议为IEC101协议；定期每分钟访问故障定位系统的数据库，获取线路上故障指示器FID1、FID2、FID3的故障历史记录信息，故障历史记录信息包括故障指示器ID、故障线路和故障发生时间；(3)经过步骤(1)的分析，得到线路上所有设备的分布顺序。即变电站出口断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）采用电力地理信息系统，应用CIM模型，将配网线路上的杆塔、电缆段、断路器或负荷开关、故障指示器和配电变压器，录入该电力地理信息系统中，生成配网设备的拓扑连接关系，当录入设备时，会给每个设备对象生成拓扑连接的前拓扑点FNODE、后拓扑点PNODE属性，当两个设备被连接起来时，前一个设备的后拓扑点PNODE等于后一个的设备的前拓扑点FNODE，当遍历线路上的所有设备时，假设线路起始的前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE依次递增，通过比较前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE的大小，得到线路上所有设备的分布顺序；（2）利用实时数据采集处理平台，通过APN网络，实时采集配网线路上配置的配网自动化终端的数据，配网自动化终端指电压时间型的配网自动化开关或用户分界开关，采集的数据为线路上每台配网自动化终端采集的负荷侧电压、电压侧电压、开关位置、闭锁和故障信号的遥信信号；通过访问故障定位系统的数据库，获取线路上故障指示器的故障历史记录信息，故障历史记录信息包括故障指示器ID、故障线路和故障发生时间；（3）在经过步骤（2）的数据维护完成后，通过线路拓扑分析；方法是即令变电站出口断路器为首个设备，经若干架空线路段、杆塔，接入故障指示器或开关，依次类推，通过遍历线路设备，比较前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE的大小，得到配网自动化开关、故障指示器在线路上的分布先后顺序；同时，若遍历的设备都是架空线段，将开关之间的多个架空线段计为架空线段区间Dn，则进一步得到线路的形式为架空线段D1‑开关1‑架空线段D2‑开关2‑架空线段D3…开关n‑架空线段Dn；在经过步骤（2）的数据维护完成后，通过数据表将配网自动化终端id与开关id关联；将配网线路的形式表达为架空线段D1‑开关1‑架空线段D2‑开关2‑架空线段D3…开关n‑架空线段Dn；设定开关的线路区间范围是该开关与前后相邻开关之间的架空线段；与开关同理，得到每组故障指示器告警对应的故障区间指示范围，即架空线段区间；（4）当同时配置配网自动化开关和故障定位系统的线路发生永久性故障时，实时数据采集平台立即采集到配网自动化终端上传的负荷侧电压、电压侧电压、开关位置、闭锁和故障信号的遥信变位信号，在线路故障隔离动作结束后，收到故障区间的配网自动化开关上传的闭锁变位信号，通过收到的线路的闭锁信号，信号报文中含有终端ID字段，得到一组的开关ID，同时通过查询故障定位系统中的故障历史记录表，记录中含有故障指示器ID、故障线路和故障发生时间等字段，得到的该时刻线路上的故障指示器ID，则得到告警的故障指示器ID；（5）步骤（4）中得出的故障区间两端的开关ID，通过该开关的ID按照步骤（3）中开关的线路区间范围是该开关与前后相邻开关之间的架空线段的规则，得出配网开关对应的线路区间D1，步骤（4）中得出的有故障告警的故障指示器ID，在步骤（3）中按照故障指示器的线路区间范围是该开关与前后相邻开关之间的架空线段的规则，故障指示器对应的线路区间D2；（6）步骤（5）中得出的故障区间D1、故障区间D2，对两个区间求公共部分可得到D3，方法是遍历区间D1的每一个设备时，比较遍历到设备是否是区间D2的设备，取出公共的设备集合记为D3， PNODE最小的为起点设备，FNODE最小的为终点设备，即可得到最短的故障区间范围。...

【技术特征摘要】
1.一种基于配网实时数据和设备拓扑信息的故障区间定位的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）采用电力地理信息系统，应用CIM模型，将配网线路上的杆塔、电缆段、断路器或负荷开关、故障指示器和配电变压器，录入该电力地理信息系统中，生成配网设备的拓扑连接关系，当录入设备时，会给每个设备对象生成拓扑连接的前拓扑点FNODE、后拓扑点PNODE属性，当两个设备被连接起来时，前一个设备的后拓扑点PNODE等于后一个的设备的前拓扑点FNODE，当遍历线路上的所有设备时，假设线路起始的前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE依次递增，通过比较前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE的大小，得到线路上所有设备的分布顺序；（2）利用实时数据采集处理平台，通过APN网络，实时采集配网线路上配置的配网自动化终端的数据，配网自动化终端指电压时间型的配网自动化开关或用户分界开关，采集的数据为线路上每台配网自动化终端采集的负荷侧电压、电压侧电压、开关位置、闭锁和故障信号的遥信信号；通过访问故障定位系统的数据库，获取线路上故障指示器的故障历史记录信息，故障历史记录信息包括故障指示器ID、故障线路和故障发生时间；（3）在经过步骤（2）的数据维护完成后，通过线路拓扑分析；方法是即令变电站出口断路器为首个设备，经若干架空线路段、杆塔，接入故障指示器或开关，依次类推，通过遍历线路设备，比较前拓扑点FNODE和后拓扑点PNODE的大小，得到配网自动化开关、故障指示器在线路上的分布先后顺序；同时，若遍历的设备都是架空线段，将开关之间的多个架空线段计为架空线段区间Dn，则进一步得到线路的形式为架空线段D1-开关1-架空线段D2-开关2-架空线段D3…...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雄坤，周宏志，聂辉，陈满超，吴捷，袁忠军，王丹，段湛辉，陈业伟，李明勇，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52