一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法，将架空线路上挂接的故障指示器翻牌信息上送到配电网自动化主站系统中，并通过故障定位、故障区域框定图形展示来辅助调度员定位故障区段。本发明提供的结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法提高了配电线路的故障处理效率，缩短了停电时间，从而成为了提高城郊及农村配电网的供电可靠性的有效手段，也是目前投入少见效快的手段之一，技术推广速度较快。
【专利说明】一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电自动化系统技术，尤其涉及一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法。
【背景技术】
[0002]2009年5月，国家电网公司正式对外界公布了“坚强智能电网”计划，并在社会各界人士的参与及配合下，在相关领域进行了大量的科研与实践工作，并取得了一定成果，可以说，我国的智能电网建设已经全面铺开。
[0003]在智能配电网方面，国家电网公司投入大批资金针对配网进行一、二次设备改造工作。现阶段我国大部分一级城市、部分二级城市已经基本完成配网改造工作，例如，银川、杭州、南京、成都等地的配网改造工作已经通过了国网公司的工程验收，以及实用化验收工作，智能配电网建设已经悄无声息的拉开了帷幕；馈线自动化(FA)，作为配网自动化的重要模块之一，其对提高供电可靠性提供了有效的支持手段。
[0004]农网线路有别与城市配电网的一项特点是线路较长，分断开关较少，自动化信息少；为了应对农村电网长线路的检修，采用在架空线路上挂接故障指示器的方法用的越来越多，在线路发生故障的时候，故障指示器依据故障短路电流进行翻牌，辅助巡线人员快速定位故障区段，加快抢修效率，缩短停电时间。
[0005]随着无线通讯技术的发展，可对这部分挂接在配网线路上的故障指示器翻牌信息上送到配网自动化主站系统中，并通过主站系统的分析，辅助调度员定位故障区段，有效指派抢修人员到现场进行维修。
[0006]配电自动化整体技术水平的提高也推动了城郊及农村配电网的发展和建设。当前重点关注的是提高城郊及农村配电网的供电可靠性以及电压合格率。
[0007]采用故障指示器来加快故障定位，提高配电线路的故障处理效率，缩短停电时间是提高城郊及农村配电网的供电可靠性的有效手段，也是目前投入少见效快的手段之一，技术推广速度较快。
【发明内容】
[0008]为了解决故障指示器、故障指示器与配电终端相混合的情况，本发明提供一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法，
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0010]一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法，将架空线路上挂接的故障指示器翻牌信息上送到配电网自动化主站系统中，并通过故障定位、故障区域框定图形展示来辅助调度员定位故障区段，由如下步骤组成:
[0011](I)架空故障指示器设备建模:故障指示器的功能不局限于单遥信(过流动作)，在构建故障指示器模型时，量测信号主要包括三相过流信号、三相电流幅值、装置是否在线.-^4 ，
[0012](2)故障定位:由于部分偏远线路的变点站出线开关信息并未转发到配电自动化主站中，因此无法采用变电站出线开关事故跳闸的启动判据来启动故障分析，利用故障指示器的翻牌信息来触发故障监听，通过故障指示器的动作信息反向找到对应出线开关作为起点，而后再由这个起点向下进行传统方法的拓扑分析；
[0013](3)故障区域框定图形展示:在对故障区间内设备的判断时，要将边界节点所连馈线段都包含在内，将故障区域节点所连的两个馈线段都进行着色，并且以故障指示器、开关为设备边界，使用虚框将故障区域框定起来。
[0014]使用故障指示器定位配电线路故障区段时，将故障指示器信息需要与馈线段关联。
[0015]使用故障指示器定位配电线路故障区段与传统城市配电网馈线自动化之间的功能区别在于:传统城市馈线自动化的故障信息主要与配网自动化开关相关联，而城郊及农村配电网架空线路较长，几乎没有分段开关，故障指示器信息需要与馈线段相关联。
[0016](I)故障定位、故障隔离和故障恢复；
[0017]故障处理依据配电网的网架结构和设备运行的实时信息，结合故障信号，进行故障的定位、隔离和非故障失电区域的恢复供电。所生成的故障处理方案能够直接给出具体的操作开关、刀闸和它们符合调度规程的操作顺序。具有与实际调度过程相一致的可操作性。
[0018]故障处理从简单故障和复杂故障两个层面来考虑。
[0019]如果环网是双电源供电，且满足N-1原则，即当一个电源点发生故障时，对端电源能带动环网上的所有负荷，系统按简单故障处理模式进行处理。断路器出口故障、母线故障、电缆线故障、负荷侧故障、线路末端故障都属于简单故障的范围。下面将分别对其故障处理过程做介绍。
[0020]如果环网具有多电源(大于2)，或虽是双电源供电，但不满足N-1原则，系统将进一步按复杂故障处理模式进行处理。不连续故障、一侧多点故障、一侧及对侧同时故障、开关不可控需要扩大范围的故障、负荷不能全部被转供需要甩负荷的故障、联络开关处故障都属于复杂故障。
[0021]故障定位:故障定位的分析中增加了故障指示器的分析；定位的范围更精确，故障指示器挂靠在馈线段上面，定位点更精确。
[0022]故障隔离:处理配电网络的各种故障类型，对于线路上同时发生的多点故障能根据每条配电线路的重要程度对故障进行优先级划分，重要的配电网故障可以优先进行处理。
[0023]故障恢复:可自动设计非故障区段的恢复供电方案，并能避免恢复过程导致其他线路的过负荷；在具备多个备用电源的情况下，能根据各个电源点的负载能力，对恢复区域进行拆分恢复供电。
[0024](2)故障分析新方法
[0025]针对仅有故障指示器、故障指示器与配电终端相混合的情况做综合考虑，并对故障指示器离线、故障指示器信号缺失等情况做异常处理。
[0026](3)故障识别的新方法
[0027]由于部分偏远线路的变点站出线开关信息并未转发到配电自动化主站中，因此无法采用变电站出线开关事故跳闸的启动判据来启动故障分析，需要利用故障指示器的翻牌信息来触发故障监听。通过故障指示器的动作信息反向找到对应出线开关作为起点，而后再由这个起点向下进行传统方法的拓扑分析。
[0028](4)故障区域框定图形展示
[0029]针对架空故障指示器，可能出现故障区域中只有一个节点，因此在对故障区间内设备的判断时，要将边界节点所连馈线段都包含在内。将故障区域节点所连的两个馈线段都进行着色。并且以故障指示器、开关为设备边界，使用虚框将故障区域框定起来。
[0030](5)满足基于配电网地理图定位及可视化互动操作的需求
[0031]地理图快速定位:针对供电距离较长的架空线路，故障定位以地理图显示的方式效果较好，能够让配调人员快速得知是在哪个地理位置发生故障，定位时直接报出故障指示器所在杆塔，方便调度员与抢修人员进行沟通。
[0032]智能告警:由于未来挂接故障指示器进行故障定位的线路会越来越多，覆盖区域相对城区要大的多，需要有针对性的向各负责片区的检修人员发送短信告警信息。系统将根据故障所在线路的责任区，自动向该责任区管理人员发送短信报警信息。
[0033]可视化互动操作:在发生配电网故障时，配网主站系统将针对故障指示器所在位置，对故障区段进行框定，并为调度员提供画面操作的互动手段，方便调度员进行故障快速隔离以及负荷转代的策略选择。
[0034](5)辅助功能
[0035]负荷电流数据查询:采用图表和曲线图方式展现采集点电流数据，可以按日期查询过滤。查询结果数据可以打印、导出。
[0036]故障指示器管理:可将故障指示器与历史告警信息相关联，一方面可检查故障指不器的基础信息，另一方面可对故障指不器上报的信息准确性做一个核查。
[0037]本发明提供的结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法提高了配电线路的故障处理效率，缩短了停电时间，从而成为了提高城郊及农村配电网的供电可靠性的有效手段，也是目前投入少见效快的手段之一，技术推广速度较快。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明所述结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0039]如图1所示，本发明所述结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法，不仅满足配网调度信息安全的需求，还满足基于配网地理图快速定位及可视化互动操作，是立足于故障指示器和配电终端的新的故障分析方法。
[0040]因此在构建故障指示器模型时，需要考虑的量测信号主要包括三相过流信号、三相电流幅值、装置是否在线等。
[0041]使用故障指示器定位配电线路故障区段与传统城市配电网馈线自动化之间的功能区别在于:传统城市馈线自动化的故障信息主要与配网自动化开关相关联，而城郊及农村配电网架空线路较长，几乎没有分段开关，故障指示器信息需要与馈线段相关联。
[0042]由于部分偏远线路的变点站出线开关信息并未转发到配电自动化主站中，因此无法采用变电站出线开关事故跳闸的启动判据来启动故障分析，需要利用故障指示器的翻牌信息来触发故障监听。通过故障指示器的动作信息反向找到对应出线开关作为起点，而后再由这个起点向下进行传统方法的拓扑分析。
[0043]和正常的故障区间有所不同，原来的边界设备是不在故障着色区域内的，但是针对架空故障指示器，可能出现故障区域中只有一个节点，因此在对故障区间内设备的判断时，要将边界节点所连馈线段都包含在内。故障指示器信息上送到配网自动化主站系统之后，需要依据故障信息启动故障分析，并将故障分析结果采用地理图定位、智能告警、可视化互动操作的方式提供给配调人员。
【权利要求】
1.一种结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法，其特征在于:将架空线路上挂接的故障指示器翻牌信息上送到配电网自动化主站系统中，并通过故障定位、故障区域框定图形展示来辅助调度员定位故障区段，由如下步骤组成: (1)架空故障指示器设备建模:故障指示器的功能不局限于单遥信(过流动作)，在构建故障指示器模型时，量测信号主要包括三相过流信号、三相电流幅值、装置是否在线； (2)故障定位:由于部分偏远线路的变点站出线开关信息并未转发到配电自动化主站中，因此无法采用变电站出线开关事故跳闸的启动判据来启动故障分析，利用故障指示器的翻牌信息来触发故障监听，通过故障指示器的动作信息反向找到对应出线开关作为起点，而后再由这个起点向下进行传统方法的拓扑分析； (3)故障区域框定图形展示:在对故障区间内设备的判断时，要将边界节点所连馈线段都包含在内，将故障区域节点所连的两个馈线段都进行着色，并且以故障指示器、开关为设备边界，使用虚框将故障区域框定起来。
2.根据权利要求1所述的结合故障指示器和配电终端的建模和故障分析方法，其特征在于:使用故障指示器定位配电线路故障区段时，将故障指示器信息需要与馈线段相关联。
【文档编号】G01R31/08GK104237735SQ201310243111
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】李迎军, 张俊锋, 苏标龙, 时金媛, 张晓锋, 韩韬, 尚健, 周三山, 苏光, 苏克明 申请人:国家电网公司, 江西九江供电公司, 国电南瑞科技股份有限公司