一种适应分布式电源接入的智能分布式fa控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，分布式电源接入配电网，配电网系统由原先的单电源辐射状网络变成含多分布式电源的弱环网络，本发明对现有的基于辐射状配网的分布式FA控制方法进行改进，采用基于XML的相邻节点自描述技术、基于GOOSE的区域信息共享技术、基于功率方向自适应的故障定位技术，实现了一种适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法。本发明具有适应范围广，实时性强、灵活性强等诸多优点，适用于多分布式电源接入的多分支复杂配电网网架结构，具有良好的应用前景。
【专利说明】一种适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源接入和配电网【技术领域】，具体涉及一种实现适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法。
【背景技术】
[0002]分布式电源具有清洁无污染，对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。但是分布式电源大量接入配电网后，将配电网的网架结构由简单的辐射状供电模式变成了复杂的多电源弱环供电模式。各个分布式电源将同时对故障点提供短路电流，原有基于辐射状的FA定位判据可能导致故障定位错误。
[0003]目前的分布式FA技术，中国专利201310413725.9仅公开了其中一种智能分布式FA模型的建模方法，与本文没有相似性。论文《智能配网中智能分布式FA的应用》介绍了一种智能分布式FA，但是文中也提出该方式仅适应于拓扑结构比较简单的环网线路或单线路。
[0004]随着分布式电源的大量接入和配电网网架结构的日趋复杂，需要研究适应大规模分布式电源接入及复杂配电网网架结构的智能分布式FA控制方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于研究一种适应大规模分布式电源及复杂配电网网架结构的智能分布式FA控制方法，对现有基于辐射状配网的分布式FA技术进行改进，采用基于XML的相邻节点自描述技术、基于GOOSE的区域信息共享技术、基于功率方向自适应的故障定位技术实现了适应大规模分布式电源接入及复杂配电网网架结构的智能FA控制方法。
[0006]一种适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，包括以下步骤:
[0007](I)采用XML语言对相邻节点信息进行自描述，描述内容包括上游节点信息、T节点信息、下游节点信息，并生成基于XML语言的相邻节点描述文件；
[0008](2)对步骤(I)中生成的相邻节点描述文件进行解析，开辟本节点内存共享区，并采用GOOSE信息交换技术，实现区域信息共享；
[0009](3)执行复压过流保护元件，如果复压过流保护动作，执行步骤(4)，否则返回；
[0010](4)执行功率方向判断元件，如果功率方向元件为正，进入步骤(5)，如果功率方向元件为反方向，进入步骤(6)；
[0011](5)执行基于功率正方向动作区的故障定位流程；
[0012](6)执行基于功率反方向动作区的故障定位流程。
[0013]所述步骤(I)的具体实现为:
[0014](7)以本节点为中心，连接所有与本节点有物理连接的节点，形成支路连接关系拓扑图；
[0015](8)假设只有主电源供电，以该电源的功率流出方向为全网功率正方向；
[0016](9)从某节点到本节点的支路电流方向与功率正方向一致，则该节点为上游节点，将此类节点配置在上游节点列表中，如果电流方向与功率正方向相反，则此类节点为下游节点，将该节点配置在下游节点列表中，并列节点配置在T节点列表中；
[0017](10)根据配置关系生成基于XML语言的相邻节点描述文件。
[0018]所述步骤(2)的具体实现为:
[0019](11)对XML文件的相邻节点描述信息进行解析，形成相邻节点的描述信息关系表，并开辟内存共享区；
[0020](12) GOOSE接收解析模块实时接收相邻节点信息并进行解析，根据相邻节点描述信息关系表，将接收信息存入对应的共享内存区；
[0021](13)当本节点有复压过流保护动作时，将过流动作信息、方向信息、开关状态信息按照tl = Ims时间间隔，GOOSE报文信息格式对区域节点组播，实现区域信息共享；
[0022](14)当本节点无复压过流保护动作时，将上述信息按照ts= IOms循环时间间隔，GOOSE报文信息格式对区域节点组播，刷新区域信息共享区。
[0023]所述步骤(4)功率方向元件的实现方法为，方向元件采用90度接线，用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的电压死区，死区线电压门槛取10V，当线电压大于IOV时，使用当前线电压，否则使用记忆电压。
[0024]所述步骤(5)基于功率正方向动作区的故障定位具体实现如下为:
[0025](15)根据步骤(2)本节点的相邻节点的描述信息关系表，搜索本节点的所有相邻下游节点信息；
[0026](16)搜索内存共享区，获得本节点的所有相邻下游节点的保护动作信息及功率方向标志；
[0027](17)判断本节点所有相邻的下游节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，否则置故障在本正向区域标志。
[0028]所述步骤(6)基于功率反方向动作区的故障定位具体实现如下:
[0029](18)根据步骤(2)本节点的相邻节点的描述信息关系表，搜索本节点的所有相邻上游节点和T节点信息；
[0030](19)搜索内存共享区，获得本节点的所有相邻上游节点和T节点的保护动作信息及功率方向标志；
[0031](20)判断本节点所有的相邻上游节点是否有反方向过流动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，返回；
[0032](21)判断本节点所有的相邻T节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志,返回；
[0033](22)置故障在本反向区域标志，返回。
[0034]本发明的有益之处在于:
[0035]I)现有的分布式FA故障定位技术仅针对辐射状配电网，本发明通过复压闭锁过流保护技术及功率方向元件判断技术实现了功率方向判断，适应分布式电源接入后多电源引起的潮流不确定性。
[0036]2)现有的分布式FA故障定位技术，采用点对点的通讯方式，本发明采用基于GOOSE的区域信息共享技术，GOOSE快速、可靠的传输数据机制有效解决了现有通讯方式延时时间长的问题，实时性强，适应分布式电源接入后的复杂网架配电网运行方式。[0037]3)本发明采用基于功率方向自适应的故障定位技术，根据不同的功率方向自动执行相对应的策略，灵活性强。
[0038]本发明有效解决了现有仅针对辐射状的FA故障定位技术的局限性，采用基于XML的相邻节点自描述技术、基于GOOSE的区域信息共享技术、基于功率方向自适应的故障定位技术，具有适应范围广，实时性强、灵活性强等诸多优点，具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]附图1是本发明具体实现流程图。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0041 ] 本发明对现有的基于辐射状配网的分布式FA控制方法进行改进，采用基于XML的相邻节点自描述技术、基于GOOSE的区域信息共享技术、基于功率方向自适应的故障定位技术实现了适应多分布式电源接入的不确定潮流配电网智能FA。
[0042]采用基于XML的相邻节点自描述技术，采用可扩标语言(XML语言)对相邻节点关系进行自描述，有着可扩展性、可读性良好、解析方便可靠等诸多优点。实现包括以下步骤:
[0043]第一步，以本节点为中心，连接所有与本节点有物理连接的节点，形成支路连接关系拓扑图；
[0044]第二步，统计本节点的所有相邻节点，相邻节点为与本节点存在物理连接的全部节点；
[0045]第三步，建立本节点的相邻节点描述信息，描述内容包括上游节点信息、T节点信息、下游节点信息；
[0046]第四步，假设只有主电源供电，以该电源的功率流出方向为全网功率正方向；
[0047]第五步,从某节点到本节点的支路电流方向与功率正方向一致，则该节点为上游节点，将此类节点配置在上游节点列表中，如果电流方向与功率正方向相反，则此类节点为下游节点，将该节点配置在下游节点列表中，并列节点配置在T节点列表中；
[0048]第六步，根据配置关系生成基于XML语言的相邻节点描述文件。
[0049]采用基于GOOSE的区域信息共享技术，GOOSE提供了快速、可靠的传输数据的机制。GOOSE报文直接映射到数据链路层，减少了传输延时，GOOSE当地事务的变化检测机制可以快速检测到数据的更新并第一时间发布，实现包括以下步骤:
[0050]第一步，对XML文件的相邻节点描述信息进行解析，形成相邻节点的描述信息关系表，并开辟内存共享区；
[0051]第二步，GOOSE接收解析模块实时接收相邻节点信息并进行解析，根据相邻节点描述信息关系表，将接收信息存入对应的共享内存区。
[0052]第三步，当本节点有复压过流保护动作时，将过流动作信息、方向信息、开关状态信息按照tl = Ims时间间隔，GOOSE报文信息格式对区域节点组播，实现区域信息共享；
[0053]第四步，当本节点无复压过流保护动作时，将上述信息按照ts = IOms循环时间间隔，GOOSE报文信息格式对区域节点组播，刷新区域信息共享区。[0054]采用基于功率方向自适应的故障定位技术，所述功率方向判断元件，方向元件采用90度接线(规定主电源母线指向线路为正方向)，并且采用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的电压死区，死区线电压门槛取10V，当线电压大于IOV时，使用当前线电压，否则使用记忆电压；具体实现为:
[0055]第一步，执行功率方向判断元件，如果功率方向元件为正，进入第二步，执行基于功率正方向动作区的故障定位流程；如果功率方向元件为反方向，进入第五步，执行基于功率反方向动作区的故障定位流程；
[0056]第二步，根据本节点的相邻节点的描述信息关系表，搜索本节点的所有相邻下游节点信息；
[0057]第三步，搜索内存共享区，获得本节点的所有相邻下游节点的保护动作信息及功率方向标志；
[0058]第四步，判断本节点所有相邻的下游节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，否则置故障在本正向区域标志。返回；
[0059]第五步，根据本节点的相邻节点的描述信息关系表，搜索本节点的所有相邻上游节点和T节点信息；
[0060]第六步，搜索内存共享区，获得本节点的所有相邻上游节点和T节点的保护动作信息及功率方向标志；
[0061]第七步，判断本节点所有的相邻上游节点是否有反方向过流动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，返回。
[0062]第八步，判断本节点所有的相邻T节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，返回。
[0063]第九步，置故障在本反向区域标志，返回。
[0064]本发明具体实现流程如图1所示，包括以下步骤:
[0065]第I步，判断是否有GOOSE接收信息，如果有，执行步骤2)，否则执行步骤3)。
[0066]第2步，解析GOOSE接收报文，刷新共享信息区信息。
[0067]第3步，判断是否有复压闭锁保护动作标志，如果有，执行步骤4)，否则返回。
[0068]第4步,判断预定延时时限Λ t时间到否，如果未到，返回。
[0069]第5布，判断是否有GOOSE通讯异常标志，如果有进入通讯异常处理流程。
[0070]第6步，判断功率方向，如果正方向，执行步骤7)，如果反方向，执行步骤9)。
[0071]第7步，判断相邻的下游节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，返回。
[0072]第8步，置故障在本正向区域标志，返回。
[0073]第9步，判断相邻的上游节点有反方向过流动作标志或某相邻的T节点有正方向动作标志，置故障不在本区域标志，返回。
[0074]第10步，置故障在本反向区域标志，返回。
【权利要求】
1.一种适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)采用XML语言对相邻节点信息进行自描述，描述内容包括上游节点信息、T节点信息、下游节点信息，并生成基于XML语言的相邻节点描述文件； (2)对步骤(1)中生成的相邻节点描述文件进行解析，开辟本节点内存共享区，并采用GOOSE信息交换技术，实现区域信息共享； (3)执行复压过流保护元件，如果复压过流保护动作，执行步骤(4)，否则返回； (4)执行功率方向判断元件，如果功率方向元件为正，进入步骤(5)，如果功率方向元件为反方向，进入步骤(6)； (5)执行基于功率正方向动作区的故障定位流程； (6)执行基于功率反方向动作区的故障定位流程。
2.根据权利要求1所述的适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体实现如下: (7)以本节点为中心，连接所有与本节点有物理连接的节点，形成支路连接关系拓扑图； (8)假设只有主电源供电，以该电源的功率流出方向为全网功率正方向； (9)从某节点到本节点的支路电流方向与功率正方向一致，则该节点为上游节点，将此类节点配置在上游节点列表中，如果电流方向与功率正方向相反，则此类节点为下游节点，将该节点配置在下游节点列表中，并列节点配置在T节点列表中； (10)根据配置关系生成基于XML语言的相邻节点描述文件。
3.根据权利要求1所述的适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，其特征在于，所述步骤(2)具体实现如下: (11)对XML文件的相邻节点描述信息进行解析，形成相邻节点的描述信息关系表，并开辟内存共享区； (12)GOOSE接收解析模块实时接收相邻节点信息并进行解析，根据相邻节点描述信息关系表，将接收信息存入对应的共享内存区； (13)当本节点有复压过流保护动作时，将过流动作信息、方向信息、开关状态信息按照tl = Ims时间间隔，GOOSE报文信息格式对区域节点组播，实现区域信息共享； (14)当本节点无复压过流保护动作时，将上述信息按照ts= IOms循环时间间隔，GOOSE报文信息格式对区域节点组播，刷新区域信息共享区。
4.根据权利要求1所述的适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，其特征在于，所述步骤(4)的功率方向判断元件，方向元件采用90度接线，用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的电压死区，死区线电压门槛取IOV ;当线电压大于IOV时，使用当前线电压，否则使用记忆电压。
5.根据权利要求1所述的适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，其特征在于，所述步骤(5)基于功率正方向动作区的故障定位具体实现如下: (15)根据步骤(2)中本节点的相邻节点的描述信息关系表，搜索本节点的所有相邻下游节点信息； (16)搜索内存共享区，获得本节点的所有相邻下游节点的保护动作信息及功率方向标志；(17)判断本节点所有相邻的下游节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，否则置故障在本正向区域标志。
6.根据权利要求1所述的适应分布式电源接入的智能分布式FA控制方法，其特征在于，所述步骤(6)基于功率反方向动作区的故障定位具体实现如下: (18)根据步骤(2)中本节点的相邻节点的描述信息关系表，搜索本节点的所有相邻上游节点和T节点信息； (19)搜索内存共享区，获得本节点的所有相邻上游节点和T节点的保护动作信息及功率方向标志； (20)判断本节点所有的相邻上游节点是否有反方向过流动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，返回； (21)判断本节点所有的相邻T节点是否有正方向动作标志，如果有，置故障不在本区域标志，返回； (22)置故障在本反向区域标志，返回。
【文档编号】H02J13/00GK103986239SQ201410232069
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】唐成虹, 郑玉平, 朱亚军, 刘陈鑫 申请人:国电南瑞科技股份有限公司