一种基于对等通信机制的馈线自动化故障处理方法与流程

[0001]
本发明涉及一种基于对等通信机制的馈线自动化故障处理方法，属于配电网自动化技术领域。


背景技术：

[0002]
近年来，随着我国电力系统的发展，新建或进行技术改造的配电网较多。目前普遍使用的馈线自动化解决方案是集中型模式，这种方式依赖于一个强有力的带高速通信能力，可以处理大量数据的控制中心，这种依赖性可能导致单点故障问题。
[0003]
目前，我国的馈线自动化故障处理主要采用以下几种方法：自适应综合型馈线自动化是通过“无压分闸、来电延时合闸”方式、结合短路/接地故障检测技术与故障路径优先处理控制策略，配合变电站出线开关二次合闸，实现多分支多联络配电网架的故障定位与隔离自适应，一次合闸隔离故障区间，二次合闸恢复非故障段供电。
[0004]“电压-时间型”馈线自动化是通过开关“无压分闸、来电延时合闸”的工作特性配合变电站出线开关二次合闸来实现，一次合闸隔离故障区间，二次合闸恢复非故障段供电。
[0005]
现有技术虽然在故障处理上有一些优势，但是随着负荷的增长以及现场拓扑的频繁变动，易出现传统集中式馈线自动化动作速度慢以及就地式馈线自动化难以维护等问题。这种传统的集中式主站在处理fa（馈线自动化）功能上逐渐失去效率。需要重新考虑电网的控制结构，从传统的中央决策方式转向分布式决策,这需要终端与终端之间加强横向通信、协调与合作。


技术实现要素：

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目的：为了克服现有技术中存在的基于goose对等通信模式和分布式环境下的分布式拓扑计算的问题；以及解决传统集中式馈线自动化动作速度慢，就地式馈线自动化难以维护等问题，本发明提供一种基于对等通信机制的馈线自动化故障处理方法。
[0007]
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于对等通信机制的馈线自动化故障处理方法，包括如下步骤：定义配电网络内节点两侧连接区域分别为m 侧和 n 侧，对于节点为首节点或末节点，m 侧或n 侧有且只有1侧节点；故障隔离充电完成且本节点goose通信正常，当本节点检测到系统发生故障，若本节点为非末开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，m侧和n侧节点中有且只有一侧的节点均未发出“节点故障”goose信号，则经过整定故障切除延时后动作跳本节点开关；若本节点为末开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，且收m侧或n侧任一节点的“节点故障”goose信号，则经过整定延时后动作跳本节点开关；若在开关失灵时间内，本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0008]
作为优选方案，还包括如下步骤：故障隔离充电完成且本节点goose通信正常，当本节点未检测到故障，若本节点为非末开关，且收到m侧或n侧有且仅有一个节点的“节点故障”goose信号，则经过整定延时后动作跳本节点开关；若本节点为末开关，且收到m侧或n侧有且仅有一个节点的“节点故障”goose信号，则经过整定延时后隔离本节点；若在开关失灵时间内，开关由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”goose输出信号；若在开关失灵时间内，本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0009]
作为优选方案，还包括如下步骤：分布式fa功能投入、本节点为首开关，且本节点goose通信正常时，若开关合位且线路有压t秒后自动投入首开关失压保护；首开关失压保护投入后，若本节点两侧均无压且本节点无流，则经整定延时跳本节点开关，同时启动开关跳闸失灵判断；若在开关失灵时间内，开关由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”goose输出信号；若在开关失灵时间内，本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0010]
作为优选方案，还包括如下步骤节点开关因常规保护或分布式fa动作跳闸后，经过失灵判断时间后，判定为开关失灵拒跳，则触发“开关拒跳”goose输出信号；当本节点收到m侧或n侧节点“开关拒跳”goose信号，且本节点开关在合位、未跳闸，则失灵联跳瞬时动作跳本节点开关；若本节点未检测到故障且跳闸成功，则触发“故障隔离成功”goose输出信号。
[0011]
作为优选方案，还包括如下步骤：当分布式fa投入且本节点goose通信异常时，自动投入goose通信异常过流保护；若本节点goose通信异常，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，则经过整定延时后动作跳本节点开关，若在开关失灵时间内，本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0012]
作为优选方案，所述t=3作为优选方案，所述失灵联跳的方法如下：1)当本节点开关为断路器时，失灵判断时间为150ms；当本节点开关为负荷开关时，失灵判断时间为300ms；2)发送给邻侧的“开关拒跳”goose输出信号，动作后应展宽300ms后返回，保证邻侧开关能可靠收到该信号后启动失灵联跳逻辑；3)由于相邻侧开关失灵联跳本节点开关后，若本节点开关拒跳不触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0013]
作为优选方案，所述goose通信通过馈线配电终端ied配置工具对节点进行设置，具体方法如下：根据scd模型信息中的终端icd模型信息，提取对应馈线配电终端对外提供的goose配置信息，以产生该馈线配电终端的gooseout数据信息；根据scd模型信息中的终端拓扑关系，提取馈线配电终端需要接收的其他馈线配电终端的goose数据信息，以产生该馈线配电终端goosein数据信息；根据scd模型信息中的终端拓扑关系，配置馈线配电终端内部各开关之间的拓扑关系，
以及馈线配电终端与其他相邻终端的拓扑关系，以产生最终的终端模型cid。
[0014]
有益效果：本发明提供的一种基于对等通信机制的馈线自动化故障处理方法，以光纤以太网为通信主体，采用一种对等通信机制实现快速馈线自动化控制系统，能够准确定位、隔离故障，自适应恢复供电，实现故障上游不停电，故障下游短时停电的技术目标，实现拓扑参数统一维护，自动生成并适应分布式保护定值。
附图说明
[0015]
图1为本发明的馈线配电终端ied配置工具功能示意图。
[0016]
图2为对等通信机制的分布式fa单节点模型示意图。
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图3为实施例1配电网故障状态1示意图。
[0018]
图4为实施例1配电网故障状态2示意图。
[0019]
图5为实施例1配电网故障状态3示意图。
具体实施方式
[0020]
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
[0021]
如图1所示，一种基于对等通信机制的馈线自动化故障处理方法，包括馈线配电终端，馈线配电终端通过通信设备组成馈线自动化系统，通信设备如光纤以太网，馈线配电终端之间相互对等通信自动实现馈线的故障定位、隔离和非故障区域恢复供电的功能，并将处理过程及结果上报配电自动化主站，因此，本方法分布式馈线自动化不依赖配电自动化主站。
[0022]
本方法采用goose对等通信模式实现馈线配电终端与馈线配电终端之间对等通信，馈线配电终端通过统一的配置能够实现拓扑参数统一维护，自动生成并适应分布式保护定值；馈线配电终端配置流程如下：馈线配电终端在功能上能够支持dscada，还支持与其相邻馈线配电终端的通信协作而完成特定的分布式功能，如故障定位、故障隔离等。
[0023]
馈线配电终端ied配置工具，将icd模型信息导入各个馈线配电终端，并根据馈线实际静态拓扑关系，配置出相应的scd模型信息。
[0024]
馈线配电终端ied配置工具：首先，根据scd模型信息中的终端icd模型信息，提取对应馈线配电终端对外提供的goose配置信息，以产生该馈线配电终端的gooseout数据信息，如：开关遥信信息，故障信号信息，虚遥信信息等；再次，根据scd模型信息中的终端拓扑关系，提取馈线配电终端需要接收的其他馈线配电终端的goose数据信息，以产生该馈线配电终端goosein数据信息，以及终端cid模型信息，终端cid模型信息包括：intaddr对应的模型信息；最后，根据scd模型信息中的终端拓扑关系，配置馈线配电终端内部各开关之间的拓扑关系，以及馈线配电终端与其他相邻终端的拓扑关系，以产生最终的终端模型cid。
[0025]
基于对等通信机制的故障处理方法，包括如下步骤：如下图2所示，开关sw需与两侧的其它开关相连接，于是定义开关 sw 两侧的连接区域
分别为m 侧和 n 侧，本方法按每侧最大3 个分支的开关节点进行说明，若实际应用超过3个分支的节点可参照本方法进行扩展。对于首开关和末开关，m 侧和 n 侧有且只有1侧节点。
[0026]
当区域内所有节点开关配置均为断路器时，适用速动型分布式fa逻辑；当所有节点开关配置均为负荷开关时，适用缓动型分布式fa逻辑。为保障一次系统故障智能分布式功能只动作一次，故障隔离逻辑应设计充放电状态。当配电网络发生故障时，流经本节点的相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，则判定本节点故障，瞬时触发“节点故障”goose输出信号，该信号随过流状态保持，同时为保证可靠性，信号触发后状态保持最短时间应大于300ms。
[0027]
故障隔离充电完成且本节点goose通信正常，当本节点检测到系统发生故障，若本节点非末开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值， m侧和n侧节点中有且只有一侧的节点均未发出“节点故障”goose信号，则经过整定故障切除延时后动作跳本节点开关；若本节点为末开关，且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，且收到m侧和n侧任一节点的
ꢀ“
节点故障”goose信号，则经过整定延时后动作跳本节点开关。
[0028]
若在开关失灵时间内本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0029]
故障隔离充电完成且本节点goose通信正常，若本节点未检测到故障且收到m侧或n侧有且仅有一个节点的“节点故障”goose信号，则经过整定延时后动作跳本节点开关，对于末开关应按照此逻辑要求完成故障隔离。
[0030]
若在开关失灵时间内开关由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”goose输出信号；若在开关失灵时间内本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0031]
分布式fa功能投入、本节点为首开关且本节点goose通信正常时，若开关合位且线路有压3s后自动投入首开关失压保护，保证故障发生在电源点与首开关之间时能迅速隔离。首开关失压保护投入后若本节点两侧均无压且本节点无流，则经整定延时跳本节点开关，同时启动开关跳闸失灵判断。
[0032]
若在开关失灵时间内开关由合变分且无流，则触发“故障隔离成功”goose输出信号；若在开关失灵时间内本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0033]
节点开关因常规保护或分布式fa动作跳闸后，经过失灵判断时间后判定为开关失灵拒跳，则触发“开关拒跳”goose输出信号，用于启动邻侧开关。当本节点收到m侧或n侧节点“开关拒跳”goose信号，且本节点开关在合位、未跳闸，则失灵联跳瞬时动作跳本节点开关。若本节点未检测到故障且跳闸成功，则触发“故障隔离成功”goose输出信号。
[0034]
对开关失灵联跳逻辑其他要求如下：1)当本节点开关为断路器时，失灵判断时间为150ms；当本节点开关为负荷开关时，失灵判断时间为300ms。
[0035]
2)发送给邻侧的“开关拒跳”goose输出信号，动作后应展宽300ms后返回，保证邻侧开关能可靠收到该信号后启动失灵联跳逻辑。
[0036]
3)由于相邻侧开关失灵联跳本节点开关后，若本节点开关拒跳不触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0037]
当分布式fa投入且本节点goose通信异常时，自动投入goose通信异常过流保护用于故障切除。
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goose通信异常过流保护用于goose通信异常节点下级故障时的故障切除，共用分布式fa故障切除过流定值与延时定值。若本节点goose通信异常且相电流大于整定定值或零序电流大于整定定值，则经过整定延时后动作跳本节点开关，若在开关失灵时间内本节点开关仍未跳开，则触发“开关拒跳”goose输出信号。
[0039]
实施例1：馈线自动化系统通过就地采集的故障检测信息与相邻开关的goose信息，实现闭环设计、开环运行配电网架的快速故障定位与隔离及供电恢复，以配电网自动化典型案例举例说明智能分布式终端互操作，以下实例说明智能分布式的处理故障逻辑。
[0040]
cb1、cb2为变电站侧出线开关，sw5为配电联络开关，其中sw1、sw7为首开关，sw8为末开关。
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如图3所示，当sw1和sw2之间发生故障后，sw1感受到故障电流、sw2-sw4、sw8侧无电源感受不到故障电流；如图4所示，sw1节点为首开关，其一侧无故障经延时后故障切除动作跳闸；sw2节点m侧和n侧一侧无故障、一侧有故障，经延时后故障隔离动作跳闸；sw2-sw4、sw8自身无故障且两侧均无故障，不动作。
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如图5所示，sw2开关故障隔离成功后，向两侧发送“故障隔离成功”goose信号，“故障隔离成功”信号经过sw3、sw4转发至开环点sw5，sw5收到信号且单侧失压后启动合闸，经过延时后合闸成功恢复供电。
[0043]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。