配电网级联开闭所智能管理方法及系统的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种配电网级联开闭所维护及管理，特别是涉及一种配电网级联开闭所智能管理方法及系统。
[0002]【背景技术】:
随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，用户对供电可靠性的要求也越来越高。停电不但给人们的生活造成不便、带来很大的经济损失，而且会对社会造成很大的负面影响。相关研究表明每停一度电平均会给用户带来40元的经济损失，我国每年因停电造成的经济损失达数千亿元。所以配电网的供电可靠性急需提高，解决配电网的故障处理问题是提高配电网供电可靠性的关键。
[0003]郑州是国网公司配电自动化试点城市，目前已在郑东新区和高新技术开发区建立配电自动化系统，采用的是主站+DTU模式，主站根据DTU上传的设备实时信息进行配电网的运行状态分析和监控。这种模式是故障发生时，变电站出口开关跳闸切除故障，然后将信息上传到主站，主站判断故障区间后进行遥控合闸，恢复非故障区域供电，这种故障处理模式的存在一些问题，运行过程中发现一些不足:DTU不具备保护跳闸功能，故障发生后越级至变电站跳闸，扩大事故影响；故障处理控制在主站，故障隔离与供电恢复时间较长，一般为20-30秒；通讯依赖度高，故障隔离与供电恢复易受通讯环节的影响。
[0004]
【发明内容】
:
本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种设计合理、简单实用、处理故障快捷且减少停电时间的配电网级联开闭所智能管理方法及系统。
[0005]本发明的技术方案是:
1、一种配电网级联开闭所智能管理方法，包括以下步骤:
a、在所有的开闭所之间构成有光纤环网，每一所述开闭所均设置有故障处理终端，每一所述故障处理终端均通过以太网交换机与所述光纤环网连接，所述故障处理终端之间利用单元网络之间快速通信，只传递故障信号，自主协商，解决了馈线故障时保护动作的选择性，一次性地实现故障隔离；
b、借助于线路光纤通道，实时地向对侧传递采样数据，同时接受对侧的采样数据，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算，根据电流差动保护的制动特性方程进行判别，判为区内故障时动作跳闸，判为区外故障时保护不动作，同时利用功率方向继电器或功率方向元件判断短路功率的方向以选择启动相应保护装置动作；
c、对开闭所内不同开关配置纵联保护、智能失灵保护、过流保护和速断保护，通过相互协商不依赖于主站来完成级联开闭所间的故障处理实现故障隔离和供电恢复，同时，把采集到的电压、电流、功率、开关位置、故障信息等通过光纤传输到配电主站，进行配电网的实时监视和分析、遥控。
[0006]发生故障时根据自身和相邻开关的故障信息确定自身是否快速动作；失灵保护是在下级开关拒动时，上级开关的失灵保护无时延跳开上级开关，切除故障，消除传统过流后备保护的逐级时延累积效应，缩短故障切除时间。
[0007]当系统发生故障时，检测到故障电流的终端会立刻发送自身的故障信息，同时根据接收相邻终端的信息来判别故障区段，如果终端自己检测到故障，下级终端没有检出故障，则纵联保护立刻动作切除故障；如果终端自己检测到故障，下级终端也检测故障，则终端闭锁自身的纵联保护，后备失灵保护监视下级开关的动作情况，下级开关正常动作，故障被隔离，若下级开关拒动，则智能失灵保护立刻动作切除故障。
[0008]开闭所站内终端通过电信号交互信息，站内故障不再向站外延伸；站间终端通过光信号交互信息，实现站间故障的处理，通过全网毫秒级纵联保护，离故障点最近的开关跳闸，同时配置智能失灵保护为后备保护，定值自动适应不同电源方向的供电方式，确保定值配合的正确性，缩小停电范围，加快故障处理和供电恢复。
[0009]故障隔离和供电恢复不依赖主站，依据配电一次的网架及其供电关系，形成小范围的配电自动化系统，避免故障处理集中在主站，由配电终端自主协商进行故障隔离和供电恢复。
[0010]每一所述故障处理终端均设置有通讯服务器，所有的所述通讯服务器均与配电主站连接，检测信息和处理信息及时传输到配电主站中。
[0011]系统通讯故障时会投入后备保护，后备保护仅采用开闭所内部或开闭所之间的故障电压、故障电流之间的逻辑关系，综合运用开闭所内部逻辑判断就地控制、电压和功率方向配合、开闭所节点时间级差技术；自动计算、判断、处理实现四级级联开闭所间的故障隔离及非故障区域的供电恢复；同时把采集到的电压、电流、功率、开关位置、故障信息等通过GPRS传输到配电主站，以便进行配电网的实时监视和分析；开闭所的故障处理和供电恢复不依赖于GPRS通讯，GPRS通讯仅作为数据传输通道。
[0012]结合首半波和零序电流群体比幅比相法，采集母线上所有出线的零序电流先进行幅值比较，选出越过整定值几个线路再进行1/4周波相位比较，如果某条线路零序电流的相位与其它线路不同，则其为故障线路，如果所有零序电流同相位，则为母线故障，采用具有微小电流检测的电流互感器，一次电流在几十毫安就进入线性变换，大电流时速饱和，励磁电流微弱，二次可以输出毫安级，保证采集电流的精准。
[0013]一种配电网级联开闭所智能管理系统，包括至少两个开闭所，所有的所述开闭所之间构成有光纤环网，每一所述开闭所均设置有故障处理终端，每一所述故障处理终端均通过以太网交换机与所述光纤环网连接，每一所述故障处理终端均设置有通讯服务器，所有的所述通讯服务器均与配电主站连接。
[0014]所述故障处理终端安装在所述开闭所或者配电室内的机柜内；所述通讯服务器包括0LT设备、0NU设备和分光器；所述0LT设备采用多Ρ0Ν 口设备，所述0NU设备选用双Ρ0Ν口上联接口，下联自动化终端采用网口。
[0015]本发明的有益效果是:
1、本发明将故障处理的功能下放到终端上，当线路发生故障时，不依赖通讯或主站，主要通过终端之间自主协商进行故障处理，使离故障点最近的开关最先保护动作，最大程度的减小停电范围。
[0016]2、本发明将线路光纤差动保护和方向保护的思想引入配电网的故障处理，根据供电关系形成配电网级联开闭所智能管理系统。终端之间利用单元网络之间快速通信，只传递故障信号，自主协商，解决了馈线故障时保护动作的选择性，一次性地实现故障隔离。
[0017]3、本发明是对现有配电自动化系统的补充和完善，也是对现有配电自动化系统功能的提升，进而更好的实现配电自动化主站高级功能的应用，便于对整个配电网进行配电管理。
[0018]4、本发明系统之间是无主结构，通过系统内置的工业光纤以太网模块组成环网，对开闭所内不同开关配置纵联保护、智能失灵保护、过流保护、速断保护等，通过相互协商不依赖于主站来完成级联开闭所间的故障处理实现故障隔离和供电恢复。
[0019]5、本发明故障隔离与供电恢复快，开闭所间终端设备利用光纤通讯自主协商处理，以毫秒级的速度隔离故障，适应任意复杂的电网结构。整个故障隔离过程不需要主站参与。
[0020]6、本发明设计合理、简单实用、处理故障快捷且减少停电时间，其适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。
[0021]【附图说明】:
图1为配电网级联开闭所智能管理系统的结构图；
图2为配电网级联开闭所智能管理系统实施结构图之一；
图3为配电网级联开闭所智能管理系统实施结构图之二。
[0022]【具体实施方式】:
实施例:参见图1-图3，图中，1-故障处理终端，2-通讯服务器，3-以太网交换机，4-光纤环网，5-配电主站。
[0023]一种配电网级联开闭所智能管理方法，包括以下步骤:
a、在所有的开闭所之间构成有光纤环网4，每一开闭所均设置有故障处理终端1，每一故障处理终端1均通过以太网交换机3与光纤环网4连接，故障处理终端1之间利用单元网络之间快速通信，只传递故障信号，自主协商，解决了馈线故障时保护动作的选择性，一次性地实现故障隔离；
b、借助于线路光纤通道，实时地向对侧传递采样数据，同时接受对侧的采样数据，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算，根据