專利名稱：一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配電環(huán)網(wǎng)自動化故障診斷及故障恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
智能饋線自動化的實現(xiàn)技術(shù)目前已經(jīng)列入國家電網(wǎng)公司頒布的《配電自動化技術(shù)導(dǎo)則》和《配電自動化建設(shè)改造原則》相關(guān)國網(wǎng)公司以及南方電網(wǎng)公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范之中，作為饋線自動化實現(xiàn)的一種主要實現(xiàn)模式。智能饋線自動化的基本原理是:在手牽手的饋線環(huán)路系統(tǒng)中，如果饋線上發(fā)生故障后，由饋線自動化控制器和饋線自動化采集器來收集饋線自動化環(huán)路中的所有的故障信息，分析后確定出發(fā)生故障的區(qū)段，跳開該區(qū)段兩端的負(fù)荷開關(guān)，完成故障隔離動作，然后，合上分段點開關(guān)合斷路器，將結(jié)果上報主站，結(jié)束饋線自動化過程。饋線自動化主要用于IOKv饋線環(huán)網(wǎng)的故障定位、故障隔離、恢復(fù)供電。饋線自動化的技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品，進(jìn)行 產(chǎn)業(yè)化推廣與工程實施，實現(xiàn)了不依賴于配電主站和子站的智能饋線自動化系統(tǒng)。對提高城市配電網(wǎng)供電可靠性水平，提升配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平有著極其重要的意義。當(dāng)前正在全面深入推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，饋線自動化裝置大量運(yùn)用在光纖到戶配電站綜合自動化建設(shè)中，饋線自動化的實現(xiàn)方式常用的有集中智能式和分布饋線自動化模式，這兩種模式有如下優(yōu)缺點:
集中智能式饋線自動化模式是用一臺裝置作為小主站來統(tǒng)一控制所有的負(fù)荷開關(guān)來實現(xiàn)饋線自動化，即所有的裝置往小主站裝置送相關(guān)信息，依賴于主站來的邏輯判斷來實現(xiàn)饋線自動化功能。這種小主站方式優(yōu)點由一臺裝置采集控制，分合負(fù)荷開關(guān)速度快。優(yōu)點是統(tǒng)一性和時效性好，缺點就是可靠性差，即完全依賴于小主站裝置，此裝置一旦有什么問題，那饋線自動化就無法執(zhí)行或者無法正確執(zhí)行。分布式饋線自動化模式采用分布式通信，其工作原理是采集相鄰兩個裝置的相關(guān)信息來實現(xiàn)饋線自動化邏輯。當(dāng)線路發(fā)生故障時，環(huán)路中所有的饋線自動化控制裝置統(tǒng)一斷開整條線路的負(fù)荷開關(guān)，然后從電源端開始往線路中間逐個判斷合閘。這種方式的優(yōu)點是獨(dú)立性高，缺點是:一是非故障線路也會先停電再恢復(fù)供電，對符合開關(guān)的操作次數(shù)多；二是逐個恢復(fù)供電，線路恢復(fù)的時間長。因此，特別需要一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，以解決上述現(xiàn)有存在的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，用于實現(xiàn)饋線自動化配電饋線自動化系統(tǒng)的整個邏輯功能，有效的將饋線自動化動作邏輯的可靠、時效、獨(dú)立性、統(tǒng)一'I"生合于一身，有效解決上述小主站模式和分布式模式問題。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于配電環(huán)網(wǎng)，所述配電環(huán)網(wǎng)包括電源站和多個配電子站，所述配電子站均與所述電源站連接，每一個所述配電子站均設(shè)置有故障診斷控制單元，所述電源站用于實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令，每一個所述故障診斷控制單元用于接收所述保護(hù)啟動信號指令，于接收所述保護(hù)啟動信號指令后同步采集其所屬的所述配電子站以及除其所屬以外的其他所述配電子站的狀態(tài)信息，并處理所述狀態(tài)信息，如所述狀態(tài)信息為無故障，則指令所述配電子站重合閘，如所述狀態(tài)信息為有故障，則檢測故障，并排除故障形成處理結(jié)果，然后將所述處理結(jié)果反饋給所述電源站。在本發(fā)明的一個實施例中，所述故障診斷控制單元與所述配電子站分體設(shè)置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述故障診斷控制單元與所述配電子站一體設(shè)置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述檢測故障包括檢測故障發(fā)生點、檢測要隔離故障的裝置、檢測分段點裝置或啟動保護(hù)的電源站中的任一者或者其組合。本發(fā)明還提供了一種智能配電監(jiān)控方法，所述方法應(yīng)用于配電環(huán)網(wǎng)，所述配電環(huán)網(wǎng)包括電源站和多個配電子站，所述配電子站均與所述電源站連接，每一個所述配電子站均設(shè)置有故障診斷控制單元所述方法包括如下步驟:
步驟1:所述電源站實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令；步驟2:每一個所述故障診斷控制單元接收所述保護(hù)啟動信號指令，然后等待重合閘時間，如果重合閘成功，則饋線自動化不啟動，如果重合閘不成功，則所述故障診斷控制單元檢測故障；
步驟3:排除故障；
步驟4:復(fù)歸:線路中所 有的饋線自動化裝置操作結(jié)束后，統(tǒng)一復(fù)歸饋線自動化執(zhí)行信號，開始檢測下次保護(hù)啟動信號。在本發(fā)明的一個實施例中，所述檢測故障包括檢測故障發(fā)生點，要隔離故障的裝置、分段點裝置和啟動保護(hù)的變電站中的任一者或者其組合。在本發(fā)明的一個實施例中，若步驟2中所述檢測故障為檢測要隔離故障的裝置，則步驟3中所述排除故障為隔離故障。在本發(fā)明的一個實施例中，若步驟2中所述檢測故障為檢測分段點裝置，則步驟3中所述排除故障為合斷路器，確定故障隔離之后，合分段點。在本發(fā)明的一個實施例中，若步驟2中所述檢測故障為檢測檢測啟動保護(hù)的電源站，則步驟3中所述排除故障為確定故障隔離之后，合斷路器。本發(fā)明的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，實現(xiàn)饋線自動化配電饋線自動化系統(tǒng)的整個邏輯功能，有效的將饋線自動化動作邏輯的可靠、時效、獨(dú)立性和統(tǒng)一性合于一身，有效解決上述小主站模式和分布式模式問題，對推廣智能矩陣式饋線自動化技術(shù)具有積極的現(xiàn)實意義，對今后類似配電站也有推廣和借鑒意義，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。
圖1為本發(fā)明的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實際發(fā)生故障的線路情況示意 圖3為饋線自動化結(jié)束后的線路情況示意 圖4為本發(fā)明實現(xiàn)方法示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明提供的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于配電環(huán)網(wǎng)，所述配電環(huán)網(wǎng)包括電源站和多個配電子站，所述配電子站均與所述電源站連接，每一個所述配電子站均設(shè)置有故障診斷控制單元，所述電源站用于實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令，每一個所述故障診斷控制單元用于接收所述保護(hù)啟動信號指令，于接收所述保護(hù)啟動信號指令后同步采集其所屬的所述配電子站以及除其所屬以外的其他所述配電子站的狀態(tài)信息，并處理所述狀態(tài)信息，如所述狀態(tài)信息為無故障，則指令所述配電子站重合閘，如所述狀態(tài)信息為有故障，則檢測故障，并排除故障形成處理結(jié)果，然后將所述處理結(jié)果反饋給所述電源站。在一種具體實施例中，在智能矩陣式饋線自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，變電站、K型站、P型站、W型站之間建立基于IP的矩陣式光纖通信網(wǎng)絡(luò)，通過工業(yè)以太網(wǎng)光端機(jī)提供的網(wǎng)絡(luò)口(RJ45 口),接入第一故障診斷控制單元100和第二故障診斷采集單元200,滿足智能饋線自動化控制單元矩陣式通信以及配電自動化主站與智能饋線自動化控制單元之間通信的要求。在本發(fā)明的一個實施例中，第一故障診斷控制單元100和常規(guī)配電終端DTU300采用串口通信，采用使用部頒IEC lOl或IEC104等規(guī)約。如圖2所示，表示負(fù)2負(fù)3中發(fā)生故障的情況，實際的動作應(yīng)該為
1、甲開關(guān)合一>分；
2、負(fù)2開關(guān)合一>分，負(fù)3開關(guān)合一>分；
3、甲開關(guān)分一>合，負(fù)5開關(guān)分一>合。饋線自動化結(jié)束后的線路狀態(tài)如圖3所示。如圖4所示，本發(fā)明的智能配電監(jiān)控方法，它包括如下步驟:
步驟1:所述電源站實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令；步驟2:每一個所述故障診斷控制單元接收所述保護(hù)啟動信號指令，然后等待重合閘時間，如果重合閘成功，則饋線自動化不啟動，如果重合閘不成功，則所述故障診斷控制單元檢測故障；
步驟3:排除故障；
步驟4:復(fù)歸:線路中所有的饋線自動化裝置操作結(jié)束后，統(tǒng)一復(fù)歸饋線自動化執(zhí)行信號，開始檢測下次保護(hù)啟動信號。在本發(fā)明中，所述檢測故障包括檢測故障發(fā)生點、檢測要隔離故障的裝置、檢測分段點裝置或啟動保護(hù)的電源站中的任一者或者其組合。在本發(fā)明的一個實施例中，若步驟2中所述檢測故障為檢測要隔離故障的裝置，則步驟3中所述排除故障為隔離故障。
在本發(fā)明的一個實施例中，若步驟2中所述檢測故障為檢測分段點裝置，則步驟3中所述排除故障為合斷路器，確定故障隔離之后，合分段點。在本發(fā)明的一個實施例中，若步驟2中所述檢測故障為檢測檢測啟動保護(hù)的電源站，則步驟3中所述排除故障為確定故障隔離之后，合斷路器。由上述可知，實現(xiàn)矩陣式智能模式饋線自動化需要以下幾個條件:
矩陣式的網(wǎng)絡(luò)通訊:矩陣式的網(wǎng)絡(luò)通訊使得個控制器主動發(fā)布故障信息或查詢其他控制器信息成為可能。每個饋線自動化控制單元具有綜合和處理信息的能力:必須能夠采集和處理數(shù)據(jù)信息，與參與饋線自動化的所有裝置通訊，并能控制開關(guān)動作?？焖倥袛?、排除故障，恢復(fù)供電:每個饋線自動化控制單元能夠根據(jù)采集到的故障信息和各裝置開關(guān)的狀態(tài)，快速判斷、排除故障，恢復(fù)供電，這就需要一種實用的邏輯算法，及能快速準(zhǔn)確的判定故障，每臺參與饋線自動化的控制單元根據(jù)線路上所有的故障信息，結(jié)合自己的保護(hù)啟動狀態(tài)。饋線自動化必須與出線開關(guān)的速斷保護(hù)時限相配合。如圖1所示，第二故障診斷采集單元200和RTU功能為一體，是基于面保護(hù)原理，采用類GOOSE式的通信機(jī)制，通信回路中的任一臺控制器都采集其它所有控制器中的信息，當(dāng)收到電源站“事故總信號”后，每臺控制器都啟動本機(jī)的饋線自動化功能，統(tǒng)一開始對故障點，隔離故障裝置，分段點裝置等信息進(jìn)行檢測，再自行判斷隔離，以達(dá)到快速恢復(fù)供電的目的。第二故障診斷采集單元200因集RTU功能為一體，故可直接判斷線路過流。又因采用類GOOSE試的通信機(jī)制，任意一臺單元產(chǎn)生過流，所有的單元都會知道，故可快速判斷出故障點在哪，不需要檢測電壓就能進(jìn)行饋線自動化操作。另外，系統(tǒng)不設(shè)置固定分?jǐn)帱c，而是動態(tài)檢測分?jǐn)帱c。綜上所述，本發(fā)明的類GOOSE的矩陣式網(wǎng)絡(luò)通訊方式有如下優(yōu)點:
獨(dú)立性高:真正的矩陣式網(wǎng)絡(luò)通信和真正的矩陣式饋線自動化，所有的故障判斷、異常閉鎖、故障隔離、非故障區(qū)恢復(fù)供電由本機(jī)完成。采用類GOOSE式的通信機(jī)制；
供電恢復(fù)速度快:斷路器故障跳開后，只需兩步，分開兩個隔離負(fù)荷開關(guān)，合斷路器和分?jǐn)帱c的負(fù)荷開關(guān)。負(fù)荷開關(guān)操作次數(shù)少:一次饋線自動化運(yùn)行，需動作的負(fù)荷開關(guān)只需動作一次。需要輔助條件少:只需加裝CT，采集電流信號，判斷線路是否發(fā)生短路故障。無需加裝PT，邏輯中不用失壓信號。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本 發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于配電環(huán)網(wǎng)，所述配電環(huán)網(wǎng)包括電源站和多個配電子站，所述配電子站均與所述電源站連接，其特征在于，每一個所述配電子站均設(shè)置有故障診斷控制單元，所述電源站用于實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令，每一個所述故障診斷控制單元用于接收所述保護(hù)啟動信號指令，于接收所述保護(hù)啟動信號指令后同步采集其所屬的所述配電子站以及除其所屬以外的其他所述配電子站的狀態(tài)信息，并處理所述狀態(tài)信息，如所述狀態(tài)信息為無故障，則指令所述配電子站重合閘，如所述狀態(tài)信息為有故障，則檢測故障，并排除故障形成處理結(jié)果，然后將所述處理結(jié)果反饋給所述電源站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述故障診斷控制單元與所述配電子站分體設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述故障診斷控制單元與所述配電子站一體設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測故障包括檢測故障發(fā)生點、檢測要隔離故障的裝置、檢 測分段點裝置或啟動保護(hù)的電源站中的任一者或者其組合。
5.一種智 能配電監(jiān)控方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于配電環(huán)網(wǎng)，所述配電環(huán)網(wǎng)包括電源站和多個配電子站，所述配電子站均與所述電源站連接，每一個所述配電子站均設(shè)置有故障診斷控制單元所述方法包括如下步驟: 步驟1:所述電源站實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令； 步驟2:每一個所述故障診斷控制單元接收所述保護(hù)啟動信號指令，然后等待重合閘時間，如果重合閘成功，則饋線自動化不啟動，如果重合閘不成功，則所述故障診斷控制單元檢測故障； 步驟3:排除故障； 步驟4:復(fù)歸:線路中所有的饋線自動化裝置操作結(jié)束后，統(tǒng)一復(fù)歸饋線自動化執(zhí)行信號，開始檢測下次保護(hù)啟動信號。
6.如權(quán)利要求5所述的智能配電監(jiān)控方法，其特征在于，所述檢測故障包括檢測故障發(fā)生點，要隔離故障的裝置、分段點裝置和啟動保護(hù)的變電站中的任一者或者其組合。
7.如權(quán)利要求6所述的智能配電監(jiān)控方法，其特征在于，若步驟2中所述檢測故障為檢測要隔離故障的裝置，則步驟3中所述排除故障為隔離故障。
8.如權(quán)利要求6所述的智能配電監(jiān)控方法，其特征在于，若步驟2中所述檢測故障為檢測分段點裝置，則步驟3中所述排除故障為合斷路器，確定故障隔離之后，合分段點。
9.如權(quán)利要求6所述的智能配電監(jiān)控方法，其特征在于，若步驟2中所述檢測故障為檢測檢測啟動保護(hù)的電源站，則步驟3中所述排除故障為確定故障隔離之后，合斷路器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能配電監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于配電環(huán)網(wǎng)，所述配電環(huán)網(wǎng)包括電源站和多個配電子站，所述配電子站均與所述電源站連接，每一個所述配電子站均設(shè)置有故障診斷控制單元，所述電源站用于實時向每一個所述故障診斷控制單元發(fā)送保護(hù)啟動信號指令，每一個所述故障診斷控制單元用于接收所述保護(hù)啟動信號指令，于接收所述保護(hù)啟動信號指令后同步采集其所屬的所述配電子站以及除其所屬以外的其他所述配電子站的狀態(tài)信息，并處理所述狀態(tài)信息，如所述狀態(tài)信息為無故障，則指令所述配電子站重合閘，如所述狀態(tài)信息為有故障，則檢測故障，并排除故障形成處理結(jié)果，然后將所述處理結(jié)果反饋給所述電源站。本發(fā)明還公開了一種智能配電監(jiān)控方法。
文檔編號H02H7/28GK103227460SQ20131015200
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者陳漫紅, 苗柱, 邱錫為, 潘運(yùn)平, 張楓, 蔣家民 申請人:上海致達(dá)智利達(dá)系統(tǒng)控制有限責(zé)任公司