开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法及装置，所述方法包括：判断配电网是否发生故障；确定配电网故障区域；控制配电网故障区域内的保护开关跳闸；判断配电网故障区域内的保护开关是否发生开关拒动；控制发生开关拒动的保护开关的相邻开关跳闸，所述相邻开关位于配电网故障区域外；恢复模块进行故障恢复；所述装置包括检测模块，分别与配电网和保护开关连接；保护模块，分别与检测模块和保护开关连接；恢复模块，与保护开关连接。与现有技术相比，本发明具有容错能力高、自动化性能强、方法简便易行以及稳健性高等优点。
【专利说明】
开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法及装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及电力系统自动化领域，尤其是涉及一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]配网系统的馈线自动化可分为分布式馈线自动化和集中式馈线自动化，当配电网发生短路故障、单相接地故障时，馈线自动化系统通过配电终端检测故障，根据馈线自动化算法由主站或者分布式配电终端实现故障的自动切除、故障区段的自动隔离、非故障区域的自动恢复供电以及故障点的自动定位等问题，提高供电可靠性。
[0003]目前的馈线自动化系统都是基于通信情况良好，电力设备运行正常等条件下实现的故障检测、故障隔离以及故障恢复。然而在实际的配网系统中仍存在大量的老旧电力设备，经常会出现保护开关临时拒动的情况，目前的馈线自动化系统对开关拒动的情况无解决方案，当开关发生拒动时配网故障无法切除，此时馈线自动化系统进入闭锁状态，不再进行故障隔离和故障恢复，最终引起变电站出线开关跳闸使整条配网线路失电。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述问题提供一种容错能力高、自动化性能强、方法简便易行以及稳健性高的开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法及装置。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法，用于防止配电网内保护开关拒动而导致的变电站出线开关跳闸，其特征在于，所述方法包括下列步骤:
[0007]I)判断配电网是否发生故障，若是则进入步骤2)，若否则返回步骤I);
[0008]2)确定配电网故障区域；
[0009]3)控制配电网故障区域内的保护开关跳闸；
[0010]4)判断配电网故障区域内的保护开关是否发生开关拒动，若是则进入步骤5)，若否则返回步骤I);
[0011]5)控制发生开关拒动的保护开关的相邻开关跳闸，所述相邻开关位于配电网故障区域外；
[0012]6)进行配电网故障恢复；
[0013]7)进行保护开关恢复。
[0014]所述步骤5)具体为:
[0015]51)获取发生开关拒动的保护开关的物理拓扑信息；
[0016]52)查询发生开关拒动的保护开关的所有相邻开关；
[0017]53)判断相邻开关是否位于配电网故障区域以外，并将判断结果传送至保护模块，若是则保护模块控制相邻开关跳闸，若否则保护模块不控制相邻开关跳闸。
[0018]所述步骤7)具体为:
[0019]71)判断配电网故障区域是否完全恢复，若是则进入步骤72)，若否则返回步骤6);
[0020]72)控制跳闸的保护开关依次请求恢复供电；
[0021]73)判断跳闸的保护开关是否全部恢复供电，若是则表明故障解决，若否则返回步骤 72)。
[0022]—种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理装置，其特征在于，所述装置包括:
[0023]检测模块，分别与配电网和保护开关连接，用于检测配电网故障、检测开关拒动、 判断配电网故障范围和获取保护开关的物理拓扑信息；
[0024]保护模块，分别与检测模块和保护开关连接，用于控制保护开关跳闸；
[0025]恢复模块，分别与配电网、保护模块和保护开关连接，用于恢复配电网故障、判断配电网故障区域恢复状态和控制保护开关恢复供电。[〇〇26]所述检测模块包括:
[0027]配电网故障检测单元，与配电网连接，用于检测配电网故障和确定配电网故障范围；
[0028]保护开关检测单元，与保护开关连接，用于检测开关拒动和获取保护开关的物理拓扑信息。[〇〇29]所述恢复模块包括:
[0030]故障恢复单元，与配电网连接，用于恢复配电网故障；
[0031]恢复判断单元，分别与故障恢复单元和保护模块连接，用于判断配电网故障区域是否完全恢复；
[0032]开关恢复单元，分别与恢复判断单元和保护开关连接，在恢复判断单元的判断结果为是时响应，用于根据恢复判断单元的反馈结果控制保护开关恢复供电。
[0033]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0034](1)通过控制发生开关拒动的保护开关相邻的开关跳闸来达到扩大故障范围，保证故障切除的目的，可以确保故障隔离，容错能力高。
[0035](2)本方法无需人为监控就可以完成从配电网故障到故障恢复一系列的动作，自动化性能强，便于实现。[〇〇36](3)完成所有步骤只需控制保护开关跳闸即可实现，方法简便易行，节省人力和电力成本。
[0037](4)由于扩大了故障范围，因此可以确保不会发生故障电路没有被隔离开的情况， 保障了整个配电网的稳定，稳健性高。
[0038](5)整个装置设有检测模块、保护模块和恢复模块3个模块，模块化程度高，便于操作和维修。【附图说明】
[0039]图1为本发明的方法流程图；
[0040]图2为只有一个保护开关发生开关拒动的示意图；[0041 ]图3为有两个保护开关发生开关拒动的示意图。【具体实施方式】
[0042]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。[〇〇43]本实施例提供一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法及装置，该方法基于馈线自动化来实现。在配电网运行中，根据馈线自动化系统的拓扑信息，每台保护开关都有相邻开关，根据馈线自动化系统的算法，若某开关在故障区域内，则它两侧的相邻开关，必然一侧在故障区域，另一侧在非故障区域。[〇〇44]根据上述原理得到了一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法，如图 1所示，该方法包括下列步骤:
[0045]1)判断配电网是否发生故障，若是则进入步骤2)，若否则返回步骤1);
[0046]2)确定配电网故障区域；
[0047]3)控制配电网故障区域内的保护开关跳闸；
[0048]4)判断配电网故障区域内的保护开关是否发生开关拒动，若是则进入步骤5)，若否则返回步骤1);
[0049]5)控制发生开关拒动的保护开关的相邻开关跳闸，所述相邻开关位于配电网故障区域外:
[0050]51)获取发生开关拒动的保护开关的物理拓扑信息；
[0051]52)查询发生开关拒动的保护开关的所有相邻开关；[〇〇52]53)判断相邻开关是否位于配电网故障区域以外，并将判断结果传送至保护模块，若是则保护模块控制相邻开关跳闸，若否则保护模块不控制相邻开关跳闸；[〇〇53]6)进行配电网故障恢复；[〇〇54]7)进行保护开关恢复:
[0055]71)判断配电网故障区域是否完全恢复，若是则进入步骤72)，若否则返回步骤6);
[0056]72)控制跳闸的保护开关依次请求恢复供电；
[0057]73)判断跳闸的保护开关是否全部恢复供电，若是则表明故障解决，若否则返回步骤 72)。[〇〇58]为了实现上述方法，本实施例中还提供了一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理装置，该装置包括:检测模块，分别与配电网和保护开关连接，用于检测配电网故障、检测开关拒动、判断配电网故障范围和获取保护开关的物理拓扑信息;保护模块，分别与检测模块和保护开关连接，用于控制保护开关跳闸；恢复模块，分别与配电网、保护模块和保护开关连接，用于恢复配电网故障、判断配电网故障区域恢复状态和控制保护开关恢复供电。
[0059]其中，检测模块包括:配电网故障检测单元，与配电网连接，用于检测配电网故障和确定配电网故障范围;保护开关检测单元，与保护开关连接，用于检测开关拒动和获取保护开关的物理拓扑信息。恢复模块包括:故障恢复单元，与配电网连接，用于恢复配电网故障;恢复判断单元，分别与故障恢复单元和保护模块连接，用于判断配电网故障区域是否完全恢复;开关恢复单元，分别与恢复判断单元和保护开关连接，在恢复判断单元的判断结果为是时响应，用于根据恢复判断单元的反馈结果控制保护开关恢复供电。
[0060]本实施例中使用8台FTU模仿现场连线进行了实验，模拟现场馈线自动化的故障检测、故障隔离以及非故障区域的恢复过程。以实验室的DTU构建的实验系统为例，实验过程中在不同的开关位置人工引入开关故障，系统可以通过本发明中提出的扩大故障隔离区域的方法实现故障点区域的隔离和非故障区域的恢复。
[0061]如图2所示，A1-A8为负载开关，A6为联络，其中A3存在开关拒动。S1、S2为保护出口开关。故障发生在A3和A4之间，系统首先判断A3和A4开关区间为故障区域，当检测到A3拒动后，系统提取A3的相邻开关信息，发现A2在非故障区域内，系统控制A2跳闸完成故障隔离。A4故障隔离后请求A6恢复供电。故障区域由原来的A3-A4段扩大为A2-A4段，A2-A3的非故障段也被纳入故障段失电。
[0062]如图3所示，A1-A8为负载开关，A6为联络，其中A3和A4均存在开关拒动。S1、S2为保护出口开关。故障发生在A3和A4之间，系统首先判断A3和A4开关区间为故障区域，当检测到A3拒动后，系统提取A3的相邻开关信息，发现A2在非故障区域内，系统控制A2跳闸，当检测至IJA4拒动后，系统提取A4的相邻开关信息，发现A5在非故障区域，系统控制A5跳闸，A5故障隔离后请求A6恢复供电。故障区域由原来的A3-A4段扩大为A2-A5段。
[0063]实验结果表明本发明提出的扩大故障隔离区域的方法可以有效增强馈线自动化在执行故障隔离过程中容错能力，减少人为参与协调控制，提高了系统的稳健性。
【主权项】
1.一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法，用于防止配电网内保护开关拒动而导致的变电站出线开关跳闸，其特征在于，所述方法包括下列步骤: 1)判断配电网是否发生故障，若是则进入步骤2)，若否则返回步骤I); 2)确定配电网故障区域； 3)控制配电网故障区域内的保护开关跳闸； 4)判断配电网故障区域内的保护开关是否发生开关拒动，若是则进入步骤5)，若否则返回步骤I); 5)控制发生开关拒动的保护开关的相邻开关跳闸，所述相邻开关位于配电网故障区域外； 6)进行配电网故障恢复； 7)进行保护开关恢复。2.根据权利要求1所述的开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法，其特征在于，所述步骤5)具体为: 51)获取发生开关拒动的保护开关的物理拓扑信息； 52)查询发生开关拒动的保护开关的所有相邻开关； 53)判断相邻开关是否位于配电网故障区域以外，并将判断结果传送至保护模块，若是则保护模块控制相邻开关跳闸，若否则保护模块不控制相邻开关跳闸。3.根据权利要求1所述的开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理方法，其特征在于，所述步骤7)具体为: 71)判断配电网故障区域是否完全恢复，若是则进入步骤72)，若否则返回步骤6); 72)控制跳闸的保护开关依次请求恢复供电； 73)判断跳闸的保护开关是否全部恢复供电，若是则表明故障解决，若否则返回步骤72)。4.一种开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理装置，其特征在于，所述装置包括: 检测模块，分别与配电网和保护开关连接，用于检测配电网故障、检测开关拒动、判断配电网故障范围和获取保护开关的物理拓扑信息； 保护模块，分别与检测模块和保护开关连接，用于控制保护开关跳闸； 恢复模块，分别与配电网、保护模块和保护开关连接，用于恢复配电网故障、判断配电网故障区域恢复状态和控制保护开关恢复供电。5.根据权利要求4所述的开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理装置，其特征在于，所述检测模块包括: 配电网故障检测单元，与配电网连接，用于检测配电网故障和确定配电网故障范围；保护开关检测单元，与保护开关连接，用于检测开关拒动和获取保护开关的物理拓扑?目息O6.根据权利要求4所述的开关拒动情况下馈线自动化系统的故障处理装置，其特征在于，所述恢复模块包括: 故障恢复单元，与配电网连接，用于恢复配电网故障； 恢复判断单元，分别与故障恢复单元和保护模块连接，用于判断配电网故障区域是否完全恢复；开关恢复单元，分别与恢复判断单元和保护开关连接，在恢复判断单元的判断结果为 是时响应，用于根据恢复判断单元的反馈结果控制保护开关恢复供电。
【文档编号】H02H7/26GK106026052SQ201610608401
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】柳劲松, 陈冉, 黄亮亮, 温彦军, 顾园山
【申请人】国家电网公司, 国网上海市电力公司, 上海金智晟东电力科技有限公司, 华东电力试验研究院有限公司