配网架空线路故障自愈方法及系统与流程

本发明涉及配电系统馈线自动化技术领域，特别是涉及配网架空线路故障自愈方法和系统。

背景技术：

馈线自动化是指运用计算机技术和数据通信技术，对变电站出线到用户用电设备之间的配网线路的自动化监管，它主要包括两大方面：一是正常供电情况下的线路状态监测；二是故障状态下的故障检测、故障隔离、转移和恢复供电。

传统的馈线自动化系统的故障自愈方法是在故障发生后运用监测装置采集配电线路上的各个开关的故障参数并将故障参数通过无线公网的通信方式发送到配电主站，配电主站通过分析故障参数返回遥控指令，隔离故障区域，重合变电站出线开关和联络开关，恢复非故障区域供电。当配网架空线路拓扑结构较为复杂时，传统方法会出现线路误投的错误，扩大停电范围。因此，传统方法在实际运行时稳定性较差，无法非常可靠的实现故障自愈。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述无法可靠的实现故障自愈的问题，提供一种配网架空线路故障自愈方法及系统。

一方面，本发明实施例提供了一种配网架空线路故障自愈方法，包括步骤：

接收管控区域内的无线公网ftu发送的分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关二次设备发送的出线开关故障信息；

根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关；

根据分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关故障信息确定最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关；

根据故障线路出线开关的重合闸次数，使最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，隔离最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关之间的供电线路；

根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的类型，下达合闸命令，恢复非故障位置的线路供电。

在其中一个实施例中，接收管控区域内的无线公网ftu发送的分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关二次设备发送的出线开关故障信息，根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关的过程包括：

接收出线开关故障信息之后，若在第一设定时间内接收到分段开关故障信息和联络开关故障信息，则根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关。

在其中一个实施例中，根据故障线路出线开关的重合闸次数，使最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，隔离故障位置电路的过程包括：

若重合闸次数为零次，则发送分闸闭锁命令到与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关连接的监测装置，使得最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁。

在其中一个实施例中，根据故障线路出线开关的重合闸次数，使最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，隔离故障位置电路的过程包括：

若重合闸次数为一次，且接收到故障线路出线开关的重合闸失败信息，在第二预设时间内未接收到最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的闭锁分闸信号，则发送闭锁分闸命令到与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关连接的监测装置，使得最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁。

在其中一个实施例中，根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的类型，下达合闸命令，恢复非故障位置的线路供电的过程包括：

若最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关中不包括故障线路出线开关，则发送合闸命令到与故障线路出线开关连接的出线开关二次设备，使得故障线路出线开关合闸。

在其中一个实施例中，根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的类型，下达合闸命令，恢复非故障位置的线路供电的过程包括：

接收管控区域内的无线公网ftu发送的联络开关单侧失压延时完成信号，根据联络开关单侧失压延时完成信号确定故障线路联络开关；

若最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关中不包括故障线路联络开关，则发送合闸命令到与故障线路联络开关连接的无线公网ftu，使得故障线路联络开关合闸。

另一方面，本发明实施例提供了一种配网架空线路故障自愈系统，包括配电自动化主站、馈线自动化开关和监测装置；

馈线自动化开关包括变电站出线开关、分段开关以及联络开关，监测装置包括出线开关二次设备和无线公网ftu；出线开关二次设备连接变电站出线开关，每个分段开关和联络开关连接一个无线公网ftu，出线开关二次设备和配电自动化主站通过光纤通信，无线公网ftu通过无线公网和配电自动化主站无线通信；

配电自动化主站用于执行上述配网架空线路故障自愈方法。

在其中一个实施例中，无线公网ftu包括多模通信模块，用于和主站进行多模的无线公网通信。

再一方面，本发明实施例提供了一种配网架空线路故障自愈装置，包括：

第一接收模块，用于接收管控区域内的无线公网ftu发送的分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关二次设备发送的出线开关故障信息；

故障线路出线开关判断模块，用于根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关；

故障两端开关判断模块，用于根据分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关故障信息确定最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关；

故障隔离模块，用于根据故障线路出线开关的重合闸次数，使最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁；

故障恢复模块，用于根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的类型，下达合闸命令，恢复非故障位置的线路供电。

再一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述配网架空线路故障自愈方法的步骤。

上述配网架空线路故障自愈方法及系统，通过接收到的联络开关单侧失压延时完成信号确认故障线路联络开关，更适应实际投用的多联络开关配网结构中的故障线路联络开关确认。当配电自动化主站的管控区域内联络开关位置改变时，也能准确的找到故障线路联络开关，防止因故障线路联络开关识别错误，造成线路误投，提能够更可靠的完成架空线路的故障自愈。

上述配网架空线路故障自愈方法及系统，在拓扑结构较为复杂的配网架空线路中，可以适应线路中不同出线开关的不同重合闸次数，保证故障位置的隔离，根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的不同类型情况，下达不同的合闸命令，确保非故障位置线路恢复供电，防止开关误投造成再次停电，能够更可靠的实现故障自愈。

附图说明

图1为一实施例的配网架空线路故障自愈系统示意图；

图2为一实施例的配网架空线路故障自愈方法流程图；

图3为一实施例的配网架空线路的示意图；

具体实施方式

为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种配网架空线路故障自愈系统，如图1所示，该系统包括：配电自动化主站100、馈线自动化开关200和监测装置300。馈线自动化开关包括变电站出线开关210、分段开关220以及联络开关230，监测装置包括出线开关二次设备310和无线公网ftu320；出线开关二次设备310连接变电站出线开关210，每个分段开关220和联络开关230连接一个无线公网ftu320，出线开关二次设备310和配电自动化主站100通过光纤通信，无线公网ftu320通过无线公网和配电自动化主站100无线通信；

可选的，出线开关二次设备310和配电自动化主站100通过电力光纤数据网通信。

在其中一个实施例中，无线公网ftu320包括多模通信模块321，用于和主站进行多模的无线公网通信。

具体的，多模通信模块可以在不同运营商的网络制式下进行无线公网通信。

多模通信模块发送信息之前，对不同运营商的网络信号进行检测，选取信号最强的网络制式进行信息发送。通过选取信号强的网络制式，实现了更稳定的无线公网无线通信，提高了系统的可靠性。

本发明实施例提供一种配网架空线路故障自愈方法，该实施例是从配电自动化主站100的角度去描述的，如图2所示，包括以下步骤：

s101，接收管控区域内的无线公网ftu发送的分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关二次设备发送的出线开关故障信息；

其中，管控区域指配电自动化主站管控的配网区域。分段开关故障信息用于反映分段开关在故障发生时的状态，包括电流越限信息、开关变位信息和分段开关标识信息。出线开关故障信息用于反映出线开关在故障发生时的状态，包括电流越限信息、开关变位信息和出线开关标识信息。联络开关故障信息用于反映分段开关在故障发生时的状态，包括电流越限信息、开关变位信息和联络开关单侧失压延时开始信息。

电流越限信息为馈线自动化开关处的电流有无超过预设阈值的信息。开关变位信息为馈线自动化开关是否发生合闸动作或分闸动作的信息。联络开关单侧失压延时开始信息为联络开关单侧失压时开始单侧失压延时的信息。

出线开关标识信息为出线开关的自身标识，根据这个标识可以识别开关类型为出线开关，并且能区分各出线开关。分段开关标识信息为分段开关的自身的标识，根据这个标识可以区分各出线开关。故障自愈方法执行之前，配电自动化主站中存储有管控区域内的配网拓扑结构和各种馈线自动化开关的开关标识信息。

s102，根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关；

具体的，读取出线开关故障信息中的出线开关标识信息，把上述出线开关标识信息确定为故障线路出线开关的出线开关标识信息。

在其中一个实施例中，接收出线开关故障信息之后，若在第一设定时间内接收到分段开关故障信息，则根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关。

架空线路一般用于较远距离的电力传输，不同位置的分段开关发送分段开关故障信息和联络开关故障信息到配电自动化主站的时间有一定的时延，设定接收时限可以确保收到所有分段开关故障信息和联络开关故障信息，使方法的执行更稳定，故障位置的判断更准确。

s103，根据分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关故障信息确定最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关；

具体的，根据预存的配网拓扑结构，从故障线路出线开关开始巡检出线开关故障信息、联络开关故障信息和分段开关故障信息的电流越限信息，根据电流越限信息判断最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关。

若检测到线路上相连的两个馈线自动化开关中，一个电流越限，另一个电流未越限，则判定故障位置在这两个馈线自动化开关之间的线路上，确定出最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关。

s104，根据故障线路出线开关的重合闸次数，使最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，隔离故障位置电路；

可选的，出线开关故障信息中还包括出线开关的重合闸次数，读取接收到的出线开关故障信息，得到故障线路出线开关的重合闸次数。

可选的，配电自动化主站中预存有管控区域内每个出线开关的重合闸次数，根据故障线路出线开关的出线开关标识信息查询存储器中数据，获得故障线路出线开关的重合闸次数。

在其中一个实施例中，若重合闸次数为零次，则发送分闸闭锁命令到与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关连接的监测装置，使得最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁。

在其中一个实施例中，若重合闸次数为一次，且接收到故障线路出线开关的重合闸失败信息，在第二预设时间内未接收到最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的闭锁分闸信号，则发送闭锁分闸命令到与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关连接的监测装置，使得最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁。

具体的，重合闸次数为一次时，故障线路出线开关自动重合闸，故障位置再次通电，最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分别进行y时限分闸闭锁和x时限分闸闭锁，故障线路出线开关再次分闸，重合闸失败。故障线路出线开关发送重合闸失败信息到配电自动化主站，与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关相连的两个检测装置分别发送y时限分闸闭锁信号和x时限分闸闭锁信号到配电自动化主站。

配电自动化主站收到故障线路出线开关的重合闸失败信息，开始第二预设时间计时，若计时结束时未收到最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的y时限分闸闭锁信号和x时限分闸闭锁信号，则发送闭锁分闸命令到与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关连接的监测装置，使得最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁。

上述实施例，能够灵活的适应不同的重合闸次数，保证最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，使故障的隔离更可靠。

s105，根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的类型，下达合闸命令，恢复非故障位置的线路供电；

在其中一个实施例中，若最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关中不包括故障线路出线开关，则发送合闸命令到与故障线路出线开关连接的出线开关二次设备，使得故障线路出线开关合闸。

具体的，若最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的开关标识信息中未找到故障线路出线开关的出线开关标识信息，则发送合闸命令到与故障线路出线开关连接的出线开关二次设备，使得故障线路出线开关合闸，恢复故障线路出线开关到故障位置一侧的供电。

在其中一个实施例中，接收与联络开关连接的无线公网ftu发送的联络开关单侧失压延时完成信号，根据联络开关单侧失压延时完成信号确定故障线路联络开关；

具体的，线路发生故障时，故障线路联络开关单侧失压，开始单侧失压延时，当单侧失压延时结束，与联络开关连接的无线公网ftu发送联络开关单侧失压延时完成信号到配电自动化主站。单侧失压延时完成信号包括单侧失压延时完成信息和联络开关标识信息。

配电自动化主站接收联络开关单侧失压延时完成信号，把联络开关单侧失压延时完成信号中的联络开关标识信息确定为故障线路联络开关的联络开关标识信息。

确定故障线路联络开关之后，对最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关做判断，若最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关中不包括故障线路联络开关，则发送合闸命令到与故障线路联络开关连接的无线公网ftu，使得故障线路联络开关合闸。

具体的，若最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的开关标识信息中未找到故障线路联络开关的联络开关标识信息，则发送合闸命令到与故障线路联络开关连接的无线公网ftu，使得故障线路联络开关合闸，恢复故障线路联络开关到故障位置一侧的供电。

在非故障位置线路恢复供电前，判断最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关是否为故障线路出线开关或故障线路联络开关，根据判断结果，发送合闸命令。排除了非故障位置线路恢复供电时误投故障线路出线开关或故障线路联络开关造成再次停电的风险，能根据故障位置发送执行不同的合闸操作，保证非故障位置线路恢复供电，进一步的，更可靠的完成架空线路的故障自愈。

本实施例所提供的配网架空线路故障自愈方法，能适应故障线路出线开关的不同重合闸次数情况，保证最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，确保隔离故障位置，根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的不同类型情况，下达不同的合闸命令，防止因开关误投造成非故障位置线路的再次停电，确保非故障位置线路恢复正常供电，能够在拓扑结构较为复杂的配网架空线路中实现更可靠的实现故障自愈。

一个具体的实施例，如图3所示，图中cb1、cb2表示变电站出线开关，fs1、fs2、fs3、fs4表示分段开关，ls表示联络开关。假设故障发生在f1位置。

故障发生时，cb1和fs1过流分闸，fs2失压分闸，ls单侧失压。与cb1连接的出线开关二次设备发送cb1的出线开关故障信息到配电自动化主站，与fs1连接的无线公网ftu发送fs1分段开关故障信息到配电自动化主站。与fs2连接的无线公网ftu发送fs2分段开关故障信息到配电自动化主站。与ls连接的无线公网ftu开始联络开关单侧失压延时，发送联络开关故障信息到配电自动化主站。

配电自动化主站接收到cb1的出线开关故障信息后，开始第一设定时间计时，若计时结束时收到fs1和fs2的分段开关故障信息、ls的到配电自动化主站，则读取cb1的出线开关故障信息中的出线开关标识信息，确定cb1为故障线路出线开关。

配电自动化主站根据预存的配网拓扑结构，从故障线路出线开关cb1开始巡检cb1的出线开关故障信息、到配电自动化主站、以及fs1和fs2分段开关故障信息的电流越限信息，检测到fs1电流越限，fs2电流未越限，判定故障位置f1在fs1和fs2之间的线路上，fs1和fs2为最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关。

配电自动化主站中预存有cb1和cb2的重合闸次数，获取cb1的重合闸次数。

若cb1的重合闸次数为零次，则配电自动化主站分别发送分闸闭锁命令给与fs1和fs2连接的无线公网ftu，使fs1和fs2分闸闭锁。

若cb1的重合闸次数为一次，与cb1连接的出线开关二次设备控制cb1重合闸，当电流接通到f1时，cb1和fs1再次分闸，重合闸失败，fs1和fs2分别y时限分闸闭锁和x时限分闸闭锁。与cb1连接的出线开关二次设备发送cb1重合闸失败信息到配电自动化主站，与fs1连接的无线公网ftu发送fs1的y时限分闸闭锁信号到配电自动化主站，与fs2连接的无线公网ftu发送fs2的x时限分闸闭锁信号到配电自动化主站。

配电自动化主站收到cb1的重合闸失败信息后，开始第二预设时间计时，若计时结束时未收到fs1和fs2的y时限分闸闭锁信号和x时限分闸闭锁信号，则分别发送闭锁分闸命令到与fs1和fs2连接的无线公网ftu，使fs1和fs2分闸闭锁。

配电自动化主站接收到与ls连接的无线公网ftu发送的联络开关单侧失压延时完成信号，获取联络开关单侧失压延时完成信号中的联络开关标识信息，确定故障线路联络开关为ls。

配电自动化主站检测fs1和fs2的开关标识信息，其中没有cb1的出线开关标识信息，发送合闸命令到与cb1连接的出线开关二次设备，使cb1合闸。

配电自动化主站检测fs1和fs2的开关标识信息，其中没有ls的联络开关标识信息，发送合闸命令到与ls连接的无线公网ftu，使ls合闸。

相应地，本发明实施例还提供一种配网架空线路故障自愈装置，包括：

第一接收模块，用于接收管控区域内的无线公网ftu发送的分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关二次设备发送的出线开关故障信息；

故障线路出线开关判断模块，根据出线开关故障信息确定故障线路出线开关；

故障两端开关判断模块，根据分段开关故障信息、联络开关故障信息和出线开关故障信息确定最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关；

故障隔离模块，根据故障线路出线开关的重合闸次数，使最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，隔离最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关之间的供电线路；

故障隔离模块，用于根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的类型，下达合闸命令，恢复非故障位置的线路供电。

在其中一个实施例中，第一接收模块包括：

出线开关故障接收模块，用于接收出线开关二次设备发送的出线开关故障信息；

第一计时模块，用于执行第一设定时间的计时；

分段开关故障接收模块，用于接收无线公网ftu发送的出线开关故障信息。

在其中一个实施例中，故障隔离模块包括:

重合闸次数获取模块，用于获取故障线路出线开关的重合闸次数；

重合闸结果接收模块，用于接收故障线路出线开关的重合闸失败信息；

第二计时模块，用于执行第二设定时间的计时；

分闸闭锁信号接收模块，用于接收最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的闭锁分闸信号；

分闸命令发送模块，用于发送分闸闭锁命令到与最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关连接的监测装置，使得最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁。

在其中一个实施例中，故障隔离模块包括：

第一故障恢复判断模块，用于判断最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关中是否包括故障线路出线开关；

第一故障恢复模块，用于发送合闸命令到与故障线路出线开关连接的出线开关二次设备，使得故障线路出线开关合闸；

在其中一个实施例中，故障隔离模块包括：

第二接收模块，用于接收联络开关发送的联络开关单侧失压延时完成信号；

故障线路联络开关判断模块，用于根据联络开关单侧失压延时完成信号确定故障线路联络开关；

第二故障恢复判断模块，用于判断最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关中是否包括故障线路联络开关；

第二故障恢复模块，用于发送合闸信号到与故障线路联络开关连接的无线公网ftu，使得故障线路联络开关合闸。

本发明实施例的配网架空线路故障自愈装置可执行上述配网架空线路故障自愈方法，具备执行上述方法的功能模块及相应的有益效果，此处不再赘述各功能模块执行方法的过程。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述配网架空线路故障自愈方法的步骤。接收管控区域内各种开关的故障信息，判断出故障线路出线开关和最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关，能适应故障线路出线开关的不同重合闸次数情况，保证最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关分闸闭锁，确保隔离故障位置，根据最接近故障位置两端的两个馈线自动化开关的不同类型情况，下达不同的合闸命令，防止因开关误投造成非故障位置线路的再次停电，确保非故障位置线路恢复正常供电，能够在拓扑结构较为复杂的配网架空线路中实现更可靠的实现故障自愈。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。