一种可重构的馈线终端系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种可重构的馈线终端系统，其包括多个相同的馈线模块，每个馈线模块对应控制一个断路器；多个馈线模块按不同线路段分组，各组中包括一个组长馈线模块和多个成员馈线模块；各组中，任意一个馈线模块皆可作为组长馈线模块；组长馈线模块接收本组内各成员馈线模块的馈线信息；多个组的组长馈线模块之间相互通信；各馈线模块包括控制单元，以及与控制单元相连接的实时测量单元、含有保护限值存储部分的存储单元、含有负荷运算部分的逻辑运算单元和通信单元。本实用新型专利技术通过组长管理制的模式，根据实时测量参数对线路段上的断路器进行开断控制，快速隔离故障的同时实现配电网系统的自动重构，缩短了非故障段线路恢复供电的时间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统配电网监控管理
，特别是一种具有电力网络可重构的馈线终端系统。
技术介绍
馈线自动化远方终端FTU(Feeder Terminal Unit)是馈线自动化系统的核心设备，用于实现配电网监控，是馈线自动化系统与一次设备一配电开关的接口部分，其与馈线主站通信，提供配电系统运行控制及管理所需的数据，执行主站给出的对配电设备的控制调节命令，以实现馈线自动化的各项功能。在传统FTU多终端的系统中一般采用GPRS与INTERNET结合，与工作站进行通信，工作站的后台软件对系统中的各终端进行分别在线监控。但在终端和变电站较少的偏远地区，首先各终端离调度中心较远，去现场排除故障等很不方便，操作不具有灵活性；其次一旦某条线路段上出现故障，故障段所属线路段的其它线路上的用户也将面临停电，同时供电电源即变电站不能得到最大化、最有效的利用，因停电引起的电力资源浪费和损耗大大提高了电力系统的成本。如果可以实现馈线终端系统的自动重构，将大大降低线路维护的成本，提高电网利用率和供电可靠性。
技术实现思路
本技术提供一种可重构的馈线自动化终端系统，其通过对同一系统中的多个终端模块进行分组，多组模块之间设置组长对成员模块进行控制，同时多组模块的组长之间相互通信以达到系统重构的目的，提高电网的利用率。为实现上述目的，本技术采取的方案为一种可重构的馈线自动化终端系统，包括多个相同的馈线模块，每个馈线模块对应控制一个断路器；多个馈线模块按不同线路段分组，各组中包括一个组长馈线模块和多个成员馈线模块；各组中，任意一个馈线模块皆可作为组长馈线模块；组长馈线模块接收本组内各成员馈线模块的的馈线信息；多个组的组长馈线模块之间相互通信；各馈线模块包括控制单元，以及与控制单元相连接的实时测量单元、存储单元、逻辑运算单元和通信单元；存储单元中包括保护限值存储部分；逻辑运算单元包括负荷运算部分；各馈线模块中，实时测量单元实时测量相应断路器的运行参数，并将运行参数传输至控制单元；控制单元将接收到的运行参数与存储单元中的保护限值作比较，将比较结果通过通信单元传输至所属线路段的组长馈线模块的控制单元中；组长馈线模块根据接收到的比较结果，判断出故障所在；各馈线模块中，实时测量单元实时测量相应断路器的运行参数，并将运行参数传输至控制单元；控制单元将接收到的运行参数与存储单元中保护限值存储部分的保护限值作比较，将比较结果通过通信单元传输至所属线路段的组长馈线模块的控制单元中；组长馈线模块根据接收到的比较结果，判断出故障所在，并通过通信单元向组内与故障断路器相应的成员馈线模块输出开断指令；同时向其它成员馈线模块输出断路器闭锁的指令；组内各成员馈线模块的控制单元根据接收到的指令完成相应操作。逻辑运算单元的负荷运算部分用于故障隔离后，计算失电状态的线路段与预专供的正常线路段上的总负荷，并判断是否超负荷。具体的，当故障断路器分断过程完毕，各线路段的组长馈线模块进行通信；处于失电状态的线路段，其组长馈线模块与其它任一个处于正常状态的线路段上的组长馈线模块进行运行参数信息交互，并通过逻辑运算单元的负荷计算部分计算失电状态的线路段与正常线路段上的总负荷，并判断总负荷会不会造成转供电后的过载情况；如判断结果为转供电后不会过载，则由相应的组长馈线模块，向相应的成员馈线 模块发送闭合指令，使得位于两个线路段之间的断路器闭合；此时失电线路段恢复供电，重构完成；如判断结果为转供电后会造成过载，则处于失电状态的线路段，其组长馈线模块放弃之前选择的线路段，重新选择其它正常线路段，进行负荷计算、过载判断，直至所选择的线路段可供其转供电，最后进行转供操作，使得所有非故障线路段皆恢复供电。本技术中，所述多个即为I个以上，实际应用中，因为系统中的断路器数量较多，也就需要相应数量较多的馈线模块，所以用分组的形式来对系统进行控制，分散控制的方法比后台统一控制的方法效率大大提高，最大化缩短了非故障段线路恢复供电的时间。作为一种改进，所述各馈线模块还包括可与通信单元进行信息交互的手机用户。手机用户与控制器之间的信息交互包括手机通过控制器对保护限值设定模块中的保护限值进行设定或读取，即发送遥信量；手机向控制器发送断路器分断或闭合的指令，即发送遥控量；控制器接收到指令后输出控制量，使相应的断路器开断或闭合。本技术中，可与各馈线模块的控制单元交换数据的手机用户包括I个以上，其中有I个高级用户和多个普通用户，普通用户可以查询信息以及接收信息，但不能修改和控制，用户等级信息储存在与控制模块相连的存储器中；控制单元可根据收到的高级用户手机端发出的修改用户指令对手机用户的权限进行修改变更。作为一种改进，所述各馈线模块还包括键盘输入单元，用户可通过键盘输入单元对保护限值设定单元中的保护限值进行设定。主要是用于工作人员在现场时对馈线模块的操作。作为一种改进,所述各馈线模块还包括显示单元,显示单元连接控制单元；显示单元显示的数据包括存储单元中的保护限值部分的数据，以及实时测量单元测量的实时运行参数。优选的，所述各馈线模块中的控制单元、存储单元、逻辑运算单元通过一个集成芯片实现。针对FTU装置采集速度快、数据处理量大、算法复杂、实时性高、通信频繁等特点，本技术优选的集成芯片为现有技术中的单片机AT91RM9200处理器，它所使用的是ARM9TDMI处理器内核，其包含16位的Thumb指令集，使用该指令集可以以16位的系统开销得到32位具有体积小、低功耗、低成本、高性能，支持Thumb (16位)/ARM(32位)双指令集，大量使用寄存器，寻址方式灵活简单，指令执行速效率更快等特点。此外，集成芯片也可采用其它的单片机实现，相关逻辑运算及控制程序可根据现有成熟的编程技术完成，程序的升级也可通过现有技术中的在线可编程控制器实现。关于存储单元也可利用单片机外部扩展的存储器来实现。优选的，所述通信单元为GPRS通讯单元，可以通过现有成熟的GPRS技术实现手机用户与各馈线模块之间，以及各馈线模块之间的信息交互。本技术优选的单片机AT91RM9200处理器内部集成有GPRS功能接口，通过配置现有的GPRS通信的短信模块或电路，直接与单片机 的相应功能接口连接来完成数据的接收和发送。对于遥控量的输出，本技术通过现有技术中的继电器模块来实现，继电器模块连接控制单元的遥控量输出端口，端口脉冲电平的高低可决定继电器的通断，从而控制断路器的闭合或开断。优选的，本技术采用的继电器模块具有防跳功能，即继电器模块中包括防跳继电器。优选的，所述实时测量单元包括电压测量部分、电流测量部分，分别对相应断路器所在线路的三相电压和电流进行测量。控制单元接收到测量数据后计算出有功功率和无功功率，并保存在存储器中本技术的可重构馈线系统，在点对点通信的基础上，通过组长管理制的结构实现了配电网络出现故障时，配电网络的及时重构和故障隔离，缩短了恢复供电的时间，优化了供电模式。同时利用GPRS通信模块实现了远程终端利用手机短信进行“四遥”的功能，对于少量终端，大大降低了成本，提高了效率；在馈线自动化终端较少的偏远地区，可以完全代替后台监控中心的作用，并且相当于多个监控中心，方便一线电力工作人员灵活操作，大大节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构的馈线终端系统，其特征是：包括多个相同的馈线模块，每个馈线模块对应控制一个断路器；多个馈线模块按不同线路段分组，各组中包括一个组长馈线模块和多个成员馈线模块；各组中，任意一个馈线模块皆可作为组长馈线模块；组长馈线模块接收本组内各成员馈线模块的的馈线信息；多个组的组长馈线模块之间相互通信；各馈线模块包括控制单元，以及与控制单元相连接的实时测量单元、存储单元、逻辑运算单元和通信单元；存储单元中包括保护限值存储部分；逻辑运算单元包括负荷运算部分；各馈线模块中，实时测量单元实时测量相应断路器的运行参数，并将运行参数传输至控制单元；控制单元将接收到的运行参数与存储单元中保护限值存储部分的保护限值作比较，将比较结果通过通信单元传输至所属线路段的组长馈线模块的控制单元中；组长馈线模块根据接收到的比较结果，判断出故障所在，并通过通信单元向组内与故障断路器相应的成员馈线模块输出开断指令；同时向其它成员馈线模块输出断路器闭锁的指令；组内各成员馈线模块的控制单元根据接收到的指令完成相应操作；逻辑运算单元的负荷运算部分用于故障隔离后，计算失电状态的线路段与预专供的正常线路段上的总负荷，并判断是否超负荷。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建源，王益涛，吴世宝，王博，
申请(专利权)人：南京因泰莱配电自动化设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：