一种电力网络中基于区域保护的智能终端及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网故障处理技术领域，尤其涉及一种电力网络中基于区域保护的智能终端及其控制方法。
【背景技术】
[0002]配电自动化是智能电网的重要组成部分，其核心为配电网故障处理，对于提高供电可靠性，扩大供电能力和实现电网的高效经济运行具有重要意义，因此为了更好的实现配电自动化目标，产生了一种新型的保护策略，即区域保护。区域保护采用了一种全新的分布式保护配合思路，保证离故障点最近的断路器速断跳闸，其它开关进入后备，不跳闸，使故障停电范围最小、故障停电时间最短。同时，一次设备就地智能化，只需要在一次设备安装位置附近加装合并单元把相关的信号接入，把一次设备接入的信号转换为数字信号通过光纤发送。大大减少智能电网建设过程中电缆的铺设，节省了材料，提高了信号传递的抗干扰性。
[0003]目前，配电网智能保护包括集中式智能保护和分布式智能保护两种模式，具体如下:
(1)集中式智能保护模式:配电网的所有数据都由作为控制中心的主站进行处理，在线路上发生故障时，现场的馈线终端设备将故障信息通过通信通道送到主站，主站根据开关状态、故障检测信息、网络拓扑分析，判断故障区段，下发遥控命令，执行一系列自动操作，重构网络，以隔离故障和恢复非故障区段的供电。
[0004]该保护模式的优点在于:能够控制准确，适合各种复杂系统，且经济成本相对较低，但缺点在于:需要有可靠的通讯通道和控制中心的计算机软、硬件系统，且只能适用于供电可靠率要求不高区域的输电线路上。
[0005](2)分布式智能保护模式:配电网的所有数据处理都可由智能终端单元根据预设在其微处理机上的程序在当地完成，无需作为控制中心的主站进行干预，在故障处理完成后，将报警及开关触头状态反馈给控制中心，从而实现分布式智能。
[0006]该保护模式的优点在于:一方面不再依赖于主站来处理现场发生的每一个故障，即使通讯中断，也不会影响故障处理的速度和恢复供电的时间，另一方面故障自动定位和网络重构的速度会有显著提高，但缺点在于:由于现有的智能终端功能单一，在分布式电源接入配电网的位置不固定时，使得智能终端上的保护整定值及策略与分布式电源随机性之间难以有效协调匹配，从而导致故障隔离及负荷转供操作出现严重失误。
[0007]因此，亟需一种智能终端，可适用于各种网架结构及不同的系统运行方式，具有多种功能，能够与分布式电源随机性之间有效协调匹配，快速实现故障切除、隔离及负荷转供，降低网络重构时间，提高智能电网运行的安全性和可靠性。
【发明内容】
[0008]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电力网络中基于区域保护的智能终端及其控制方法，可适用于各种网架结构及不同的系统运行方式，具有多种功能，能够与分布式电源随机性之间有效协调匹配，快速实现故障切除、隔离及负荷转供，降低网络重构时间，提高智能电网运行的安全性和可靠性。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电力网络中基于区域保护的智能终端，其与多个联接开关及多个用于采集相应联接开关电压或电流信息的合并单元相配合，所述智能终端包括由ARM主芯片及其相应的外围电路形成的主控制器，以及与所述主控制器均相连的数据通信单元、供电电源单元和遥控遥信单元:其中，
所述数据通信单元还与所述电力网络中每一合并单元均相连；
所述遥控遥信单元还与所述电力网络中每一联接开关均相连，其包括用于信号输出的遥控模块和用于信号输入的遥信模块；其中，所述遥控模块上设有三级电子锁看门狗以及闭锁防跳回路以解除因开关拒动对装置造成的致命破坏；所述遥信模块上设有用于防止信号干扰的滤波电路和光电隔离电路。
[0010]其中，所述数据通信单元包括有线通信模块和无线通信模块；其中，所述无线通信模块包括GPRS子通信模块、Zigbee通信子模块、WIFI通信子模块及蓝牙通信子模块之中其一种或多种；所述有线通信模块包括10/100BASE-T自适应以太网络子模块、RS-485接口子模块、RS-232接口子模块、光纤接口子模块之中其一种或多种。
[0011]其中，所述供电电源单元提供两路电源AC220V或者DC200V输入。
[0012]本发明实施例还提供了一种电力网络中基于区域保护的智能终端的控制方法，其在包括前述的智能终端上实现，所述控制方法包括:
智能终端确定出电力网络的当前网架结构及其所含每一联接开关的当前类型；其中，所述网架结构支持多电源、开环、闭环之中其一形成的网络结构；所述联接开关的类型为断路器、负荷开关之中其一种或多种；
实时获取所述电力网络中每一合并单元发送的电压或电流信息，并根据所述获取到的实时电压或电流信息，检测出瞬间故障电流对应的合并单元及其对应的联接开关；
将所述检测出的合并单元及其相邻合并单元对应的电压或电流信息进行分析处理，并根据处理结果，以及当前网架结构和每一联接开关的当前类型，控制相应的联接开关合闸或分闸，实现故障隔离。
[0013]其中，所述控制方法进一步包括:
待所述电力网络的当前网架结构为开环模式时，所述智能终端实现故障隔离后，发送开关位置信号，使得所述电力网络中的联络开关迅速合闸且不会合到故障上。
[0014]其中，所述控制方法进一步包括:
所述智能终端具有负荷监测功能，根据所控制联接开关故障前负荷情况，及联络开关自身整定的带负荷能力，判断是否合闸，确保合闸后不会出现过负荷。
[0015]实施本发明实施例，与现有技术相比具有如下有益效果:
1)一次设备就地智能化，大大减少智能电网建设过程中电缆的铺设，节省了材料，提高了信号传递的抗干扰性；
2)传统一次设备的可靠性和稳定性提高了智能电网运行的安全性和可靠性。
[0016]3)采用区域保护策略:故障处理时效性强；逻辑算法简单可靠，计算和交互信息量较少，处理快捷；不依赖子站；提供后备保护；转供优化:故障隔离采用级联通信，联络开关收到该信号后，立刻合闸；保证联络开关合闸迅速且不会合到故障上。智能终端具有负荷监测功能，联络开关转供时要考虑自身带载能力，确保合闸后不会出现过负荷。能方便的适用于各级电压等级的电力网络，而不必担心网络的连接结构和系统的运行方式。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0018]图1为本发明实施例提供的电力网络中基于区域保护的智能终端的系统框图；
图2为本发明实施例提供的电力网络中基于区域保护的智能终端中配电网的连接示意图；
图3为本发明实施例提供的电力网络中基于区域保护的智能终端中控制开关工作原理的一结构不意图；
图4为本发明实施例提供的电力网络中基于区域保护的智能终端中控制开关工作原理