一种分布式馈线自动化终端及配电线路故障定位方法与流程

本发明涉及一种终端设备及故障定位方法，尤其是一种分布式馈线自动化终端以及配电线路故障定位方法。

背景技术：

在电网的建设和日常运维中，抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰、降低运营成本、促进节能减排为未来电力系统重要的工作之一，这就要求电网必须提高其灵活性和兼容性,依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。配电自动化作为智能电网建设中的重要一环，在智能电网的发展大潮中也被注入了新的内涵，迎来新一轮建设的高潮。因此必须积极探索和实践智能电网建设新形势下的配电自动化发展理念和实现模式，建设先进、实用、开放、互动、稳定、可靠的配电自动化系统，实现故障的快速隔离、非故障区域快速恢复供电，提高配电网生产运行管理水平，并为下一阶段配电自动化的全面推广和应用积累经验，提供示范。

目前在现阶段配电自动化系统的建设及运行过程中，配电自动化系统故障定位、隔离及恢复主要依赖于集中式FA来完成，但是集中式FA动作效果主要依赖于配电自动化主站的全局信息的准确性。面对供电可靠性越来越高的要求，近年来越来越多的科研人员开始研究使用智能分布式FA来实现配电自动化系统故障的快速定位、隔离和非故障区域恢复供电，从而实现故障的快速隔离和自愈，且因其不依赖于配电自动化主站或者子站的全局信息，且对配电线路适应性更好、更加易于维护等特点，在配电自动化系统的建设过程中越来越受到电力生产部门的关注，但是在目前的智能分布式FA应用过程中，其可维护性和对于配电线路变更的适应性依然存在很大的不足，主要由于智能分布式FA的设备自组网能力差：由于其动作的准确性依赖于环网智能配电终端之间的相互通信且与配电线路网络拓扑结构紧密相关，当配电线路网络拓扑结构发生改变时，尚无对安装于线路智能配电终端内的网络拓扑模型进行更新的手段和方法，即智能配电终端无法在配电线路网络拓扑结构发生变化时实现自组网功能。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有的分布式馈线自动化终端可维护性和对于配电线路变更的适应性依然存在很大的不足，自组网能力差。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种分布式馈线自动化终端，包括控制模块、电流采集模块以及对等通信模块；

电流采集模块，用于获取本地分布式馈线自动化终端位置处的线路端点处的电流信号；

对等通信模块，用于配电线路中各个分布式馈线自动化终端间的信号传输，传输信号包括静态拓扑模型、动态拓扑模型、电流采集模块获取的电流信号以及故障对时信号；

控制模块，用于生成和更新静态拓扑模型和动态拓扑模型，并在过流时生成故障对时信号，静态拓扑模型由控制模块根据配电线路拓扑连接关系生成，动态拓扑模型由控制模块根据供电电源点、供电路径、节点状态及节点联络开关生成。

本发明还提供了一种分布式馈线自动化终端的配电线路故障定位方法，包括以下步骤：

步骤1，电流采集模块实时获取电流信号，并由控制模块判断电流是否过流，若未出现过流，则进入步骤2，若出现过流，则进入步骤3；

步骤2，对等通信模块将静态拓扑模型、动态拓扑模型以及电流采集模块获取的电流信号定时分发给配电线路上的各个分布式馈线自动化终端，各个分布式馈线自动化终端的控制模块根据接收的静态拓扑模型和动态拓扑模型进行拓扑连接信息更新，再根据更新的拓扑连接信息将接收的静态拓扑模型、动态拓扑模型以及电流信号通过对等通信模块发给配电线路上的各个分布式馈线自动化终端，再返回步骤1；

步骤3，控制模块生成故障对时信号，并通过对等通信模块将故障对时信号分发给配电线路上的各个分布式馈线自动化终端进行同步对时；

步骤4，控制模块判断故障对时信号时刻本地电流采集模块获取的电流信号是否过流，同时判断故障对时信号时刻由对等通信模块获取的电流信号是否过流信号，故障位于同时过流的本地分布式馈线自动化终端与发送过流信号的分布式馈线自动化终端之间的配电线路区域内。

进一步地，步骤1中，电流采集模块获取的电流信号为智能分布式馈线自动化终端位置处的线路端点处的电流信号。

进一步地，步骤2中，静态拓扑模型由控制模块根据配电线路拓扑连接关系生成，动态拓扑模型由控制模块根据供电电源点、供电路径、节点状态及节点联络开关生成。

本发明的有益效果在于：

1、克服了智能分布式馈线自动化终端动作的准确性依赖于环网智能配电终端之间的相互通信且与配电线路网络拓扑结构紧密相关，当配电线路网络拓扑结构发生改变时，利用实时更新的静态拓扑模型和动态拓扑模型对安装于线路智能配电终端内的网络拓扑模型进行更新。

2、在进行电流采集及故障判别时采用基于同步采样对时的方法，保证了对时精度能实现准确判别配电网故障区域。

附图说明

图1为本发明的分布式馈线自动化终端在配电线路中的使用状态图；

图2为本发明的电网故障区域定位流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

如图1所示，本发明提供的分布式馈线自动化终端，包括控制模块、电流采集模块以及对等通信模块；

电流采集模块，用于获取本地分布式馈线自动化终端位置处的线路端点处的电流信号；

对等通信模块，用于配电线路中各个分布式馈线自动化终端间的信号传输，传输信号包括静态拓扑模型、动态拓扑模型、电流采集模块获取的电流信号以及故障对时信号；

控制模块，用于生成和更新静态拓扑模型和动态拓扑模型，并在过流时生成故障对时信号，静态拓扑模型由控制模块根据配电线路拓扑连接关系生成，动态拓扑模型由控制模块根据供电电源点、供电路径、节点状态及节点联络开关生成。

在图1中，该实施例中采用两个分布式馈线自动化终端及一个新增的分布式馈线自动化终端用以改变拓扑连接，分布式馈线自动化终端还可以更多，分布在配电线路的各个端点处，具体可以根据需要进行布置，通过接口接收相应信号来实现。控制模块在线路发生故障时生成故障对时信号，控制各分布式馈线自动化终端进行同步对时。各分布式馈线自动化终端在各自位于的各个端点，同步采样线路电流并进行判断是否过流，在控制模块的控制下将录波的电流信号通过对等通信模块传输给相邻的分布式馈线自动化终端，各分布式馈线自动化终端比较以对等通信方式获得的过流信号及本地的电流信号的幅值大小，从而根据是否同时过流来判断故障区域。

如图2所示，本发明提供的分布式馈线自动化终端的配电线路故障定位方法，包括以下步骤：

步骤1，电流采集模块实时获取电流信号，并由控制模块判断电流是否过流，若未出现过流，则进入步骤2，若出现过流，则进入步骤3；

步骤2，对等通信模块将静态拓扑模型、动态拓扑模型以及电流采集模块获取的电流信号定时分发给配电线路上的各个分布式馈线自动化终端，各个分布式馈线自动化终端的控制模块根据接收的静态拓扑模型和动态拓扑模型进行拓扑连接信息更新，再根据更新的拓扑连接信息将接收的静态拓扑模型、动态拓扑模型以及电流信号通过对等通信模块发给配电线路上的各个分布式馈线自动化终端，再返回步骤1；

步骤3，控制模块生成故障对时信号，并通过对等通信模块将故障对时信号分发给配电线路上的各个分布式馈线自动化终端进行同步对时；

步骤4，控制模块判断故障对时信号时刻本地电流采集模块获取的电流信号是否过流，同时判断故障对时信号时刻由对等通信模块获取的电流信号是否过流信号，故障位于同时过流的本地分布式馈线自动化终端与发送过流信号的分布式馈线自动化终端之间的配电线路区域内。

进一步地，步骤1中，电流采集模块获取的电流信号为智能分布式馈线自动化终端位置处的线路端点处的电流信号。

进一步地，步骤2中，静态拓扑模型由控制模块根据配电线路拓扑连接关系生成，动态拓扑模型由控制模块根据供电电源点、供电路径、节点状态及节点联络开关生成。

本发明实施例的配电线路故障定位方法，在配电线路的两端或多端均设置分布式馈线自动化终端，在配电线路两端或多端由分布式馈线自动化终端同步采样线路电流信号并判断是否过流，若线路发生故障则相邻分布式馈线自动化终端通过对等通信的方式进行传递，然后在分布式馈线自动化终端通过相邻两端采样的电流信号判断是否同时过流来实现故障定位及故障隔离。在进行电流采集及故障判别时采用基于同步采样的方法，保证了对时精度能实现准确判别配电网故障区域。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。