一种基于高可靠性的中压配电网优化方法及系统与流程

本发明涉及电网优化，尤其涉及一种基于高可靠性的中压配电网优化方法及系统。

背景技术：

1、自20世纪90年代以来，随着地区和城乡经济的发展，电网的负荷密集程度进一步加大，城市中压配电网的规模也正日趋复杂化与庞大化，提高供电的可靠性优化中压配电网成为了城市配电网建设的当务之急。在当前的互联电网中，一旦出现了能够引发电网大面积停电的严重事故，将会对国民经济造成巨大的损失，给社会带来严重的负面影响。高速、准确动作的继电保护和可靠、及时的紧急控制能够减小互联电网大面积停电事故的影响范围。

2、随着广域保护系统的提出，可以使得互联电网快速、可靠和准确地消除故障发生的概率，同时能够根据故障消除前后电网潮流分布和拓扑结构变化的情况，判断消除故障可能对系统安全稳定运行产生的影响，从而有选择地采取切机、切负荷和电网重构等预防性措施来对频率和电压进行控制，使系统从一个运行状态平稳地过渡到另一个稳定运行的状态，不必等待系统参数偏离正常值之后再采取措施。在预防性措施万一不能奏效的情况下，可以采取协调一致的紧急控制措施，防止发生大规模的联锁跳闸和崩溃。虽然，广域保护系统的提出为保证互联电网的安全稳定运行提供了重要控制手段。但是，实时可靠的通信是实现广域保护系统的关键。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。因此，本发明提供了一种基于高可靠性的中压配电网优化方法，用来解决实际问题中，高速通信网络对配电网数据传输不准确、数据同步采样不及时导致故障无法及时处理的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种基于高可靠性的中压配电网优化方法，包括：

5、基于高速通信通道进行实时数据交换，同时采用长短波授时时间同步技术为测量数据加上精确时标，建立新型广域保护通信系统；

6、采用以太网和路由技术对配电网内各种设备保护信息进行数据共享，实现配电网保护信息的可视化显示；

7、通过基于卫星和地面网络传输的高可靠性授时技术，实现区域内保护数据的同步采样。

8、作为本发明所述的基于高可靠性的中压配电网优化方法的一种优选方案，其中：所述建立广域保护通信系统，包括：

9、广域保护通信系统由变电站内部的局域网、多个变电站与广域决策单元的光纤环网组成。

10、作为本发明所述的基于高可靠性的中压配电网优化方法的一种优选方案，其中：所述广域决策单元的光纤环网，包括：

11、将广域内所有变电站的中间层，使用一个光纤环网进行连接；

12、各个变电站的内部，通过多个路由器组成一个局域网。

13、作为本发明所述的基于高可靠性的中压配电网优化方法的一种优选方案，其中：采用以太网和路由技术对配电网内各种设备保护信息进行数据共享，包括：

14、基于高速数据通信网络和网络对时同步数据，利用高速网络将变电站内的数据进行共享，实现变电站站域保护控制功能。

15、作为本发明所述的基于高可靠性的中压配电网优化方法的一种优选方案，其中：实现变电站站域保护控制功能，包括：

16、将若干变电站作为一个区域电网，利用高速数据网络将区域内各变电站的数据通过无线通信的方式上送到区域主站，实现区域保护控制功能；

17、将若干区域电网作为一个广域电网，利用高速数据网络将广域电网内各区域主站的数据通过无线通信的方式上送到广域主站，实现广域保护控制功能。

18、作为本发明所述的基于高可靠性的中压配电网优化方法的一种优选方案，其中：实现区域内保护数据的同步采样，包括：

19、将广域电网内的各区域主站和区域电网所属的变电站站域子站通过光纤互联，构建新型保护控制系统；

20、通过新型保护控制系统，筛选需要的保护单元；

21、筛选过程步骤为：当主保护拒动或断路器失灵时，系统根据被保护的电力系统拓扑结构以及故障线路位置，将主保护拒动或断路器失灵时未出现故障的线路位置与对应的设备进行筛选，筛选出需要作为后备保护动作的保护单元；

22、其中，以太网向对应的设备智能操作箱发出跳闸指令，根据实际电力系统的拓扑结构，构建训练集；

23、设备智能操作箱根据所述构建的训练集，跳开故障线路上的各侧断路器，设定时间时延，判断故障线路是否还存在电流，如果线路故障存在电流，则认为该线路上的断路器失灵，舍弃当前线路，并切断与其相关的断路器设备，将切断的设备编号通过线路信号预警器返回给设备智能操作箱，给出提示信息并重置构建的训练集中的故障处理数据；否则通过以太网向对应的设备智能操作箱发出跳闸指令，同时将线路信号预警器重置，跳开故障线路位置的上一级的断路器，保护后继电路设备。

24、作为本发明所述的基于高可靠性的中压配电网优化方法的一种优选方案，其中：所述构建训练集，包括：

25、利用电力系统拓扑结构的及时性和通用性特性，对设备智能箱中的继电器和可编程控制器进行机器学习训练，产生电路故障时的响应时域信息；

26、其中，机器学习训练采用的是卷积神经网络的深度学习法；

27、通过所述电路故障时的响应时域信息，构建电路二维故障时域模型；

28、基于电路二维故障时域模型，将原始电路可能会发生的故障处理数据连接到自编码神经网络中，并进行归一化处理，步骤如下：

29、利用电力系统拓扑结构的及时性和通用性特性，对设备智能箱中的继电器和可编程控制器进行机器学习训练，产生电路故障时的响应时域信息；

30、通过所述电路故障时的响应时域信息，构建电路二维故障时域模型；

31、基于电路二维故障时域模型，将原始电路可能会发生的故障处理数据连接到自编码神经网络中，并进行归一化处理，步骤如下：

32、进行电路可能会发生的故障处理判断时，二维故障时域模型会根据当前的电路故障范围选择多条原始电路，通过提取各个线路在不同情况下受到故障的特征信息进行汇总；将汇总后故障的特征信息与各线路故障输出的故障响应曲线做对比，选择故障响应曲线波动最大的响应曲线作为可能会发生的电路故障处理数据，同时将故障响应曲线最小的作为预备故障电路处理数据，通过线路信号预警器进行线路标记；经过此过程的反复迭代，直到所述故障处理数据全部连接到自编码神经网络中；

33、通过所述归一化处理过后的数据，结合当前系统运行的故障电路情况进行优化预警。

34、第二方面，本发明提供了一种基于高可靠性的中压配电网优化系统，其包括：

35、数据交换单元，用于采集数据，并通过高速通信通道进行实时数据的交换；

36、信息可视化单元，用于对配电网保护信息的可视化显示；

37、同步采样单元，用于对电网区域内的保护数据进行同步采样。

38、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的任一步骤。

39、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的任一步骤。

40、与现有技术相比，发明有益效果为：本发明通过建立新型广域保护通信系统，利用高信息传输通道和共享机制对配电网数据信息进行保护和控制，实现对配电网信息的可视化显示；采用卫星和地面网络传输的高可靠性授时技术，实现数据的同步采样，以及时处理故障下的电网信息，增强配电网的稳定状态。