基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開環(huán)模式運行的斷路器和負荷開關(guān)混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個變電站和所述變電站連接的終端單元，每個所述終端單元包括智能控制器和通信模塊，每個所述終端單元中的智能控制器與斷路器或負荷開關(guān)相連接，每個所述終端單元中的通信模塊僅與相鄰所述終端單元相連接并通信，每個所述終端單元中的智能控制器收集本終端單元中的斷路器或負荷開關(guān)的電壓、流經(jīng)的電流以及相鄰的終端單元中的負荷開關(guān)或斷路器流經(jīng)的電流和故障信息。本實用新型采用對等式的通信網(wǎng)絡(luò)，線路上的終端單元之間互相通信，收集相鄰開關(guān)的故障信息，做出仲裁，實現(xiàn)快速定位故障和隔離故障。
【專利說明】基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于智能電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]配電自動化是智能電網(wǎng)的重要組成部分，對于提高供電可靠性、擴大供電能力和實現(xiàn)電網(wǎng)的高效經(jīng)濟運行具有重要意義。配電網(wǎng)故障處理是配電自動化的核心內(nèi)容，但是，根據(jù)選用的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的種類不同，采取的自動化方案也不一樣。傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)保護中，當采用負荷開關(guān)或分斷器時，線路上的任何一點故障，都需要變電站出口斷路器跳閘，以清除故障。當線路末端故障時，也會造成對線路前段和中段的負荷的不必要的影響。當采用斷路器或重合器時，如果保護能夠互相配合，故障可就地切除，這是比較理想的方案。在開環(huán)運行中，由于線路距離較短，短路電流都特別大，級聯(lián)開關(guān)比較多，為了實現(xiàn)選擇性，出口保護可能需要設(shè)定很長的延時，這在實際運行中絕對是不允許的。在這種情況下，保護的快速性和選擇性是一對不可調(diào)和的矛盾。同時，當轉(zhuǎn)供發(fā)生后，整條主環(huán)上的級差變成反向，線路發(fā)生故障時無法準確定位隔離故障。
[0003]傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)電流保護的實質(zhì)是一個獨立的單元保護，它只檢測流過所監(jiān)測開關(guān)的電流而決定保護的動作與否及動作延時，而不關(guān)心相鄰開關(guān)的保護動作情況。如果把保護監(jiān)測的范圍由一個點擴大到相聯(lián)開關(guān)甚至串聯(lián)的一組開關(guān)，則上下級保護的配合可以理解為保護的內(nèi)部協(xié)調(diào)。變電站內(nèi)部的母線差動保護、變壓器差動保護、高壓系統(tǒng)的導引線保護、高頻保護等為了實現(xiàn)保護的協(xié)調(diào)，就是將不同地點(線路兩側(cè)、變壓器高低壓兩側(cè)或三側(cè)、母線的進出線等)處的電流送到一個檢測中心進行比較和判別，從而實現(xiàn)區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障的判別。但如果將其原理應用到配電線路上則將造成配電保護的復雜性和成本高昂而失去實用意義。
[0004]當線路上發(fā)生故障時，現(xiàn)場的FTU將故障信息通過通信通道送到控制中心，控制中心根據(jù)開關(guān)狀態(tài)、故障檢測信息、網(wǎng)絡(luò)拓撲分析，判斷故障區(qū)段，下發(fā)遙控命令，執(zhí)行一系列自動操作，重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，以隔離故障和恢復非故障區(qū)段的供電，此即所謂的集中式智能。此方案控制準確，適合各種復雜系統(tǒng)。但它需要有可靠的通訊通道和控制中心的計算機軟、硬件系統(tǒng)，且完成一次“定位、隔離、轉(zhuǎn)供”所需時間長。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供的一種響應動作快、終端負擔輕、系統(tǒng)穩(wěn)定的基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0006]按照本實用新型提供的一種基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開環(huán)模式運行的斷路器和負荷開關(guān)混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個變電站和所述變電站連接的終端單元，每個所述終端單元包括智能控制器和通信模塊，每個所述終端單元與斷路器或負荷開關(guān)相連接，每個所述終端單元中的通信模塊僅與相鄰所述終端單元相連接并通信，每個所述終端單元中的智能控制器收集本終端單元中的斷路器或負荷開關(guān)的電壓、流經(jīng)的電流以及相鄰的終端單元中的負荷開關(guān)或斷路器流經(jīng)的電流和故障信息。
[0007]按照本實用新型提供的一種基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還具有如下附屬技術(shù)特征:
[0008]每個所述終端單元中的通信模塊通過交換機與相鄰所述終端單元通信。
[0009]每個所述終端單元設(shè)置有多個三相或單相PT。
[0010]每個所述斷路器連接一個或多個所述負荷開關(guān)。
[0011]每個所述終端單元與一個或多個所述斷路器和負荷開關(guān)相連接。
[0012]按照本實用新型提供的一種基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:本實用新型采用對等式的通信網(wǎng)絡(luò)，線路上的終端單元之間互相通信，收集相鄰開關(guān)的故障信息，做出仲裁，實現(xiàn)快速定位故障和隔離故障。具備以下幾大優(yōu)點:1.速度快，對線路沖擊小。因為本實用新型采用的是主動發(fā)布故障信息，而不是以往采用的輪循方式，因而大大節(jié)省了時間。2.邏輯算法簡單可靠。采用的邏輯判據(jù)只需知道自己和相鄰開關(guān)的保護啟動狀態(tài)，簡單快捷而又非?？煽俊?.不依賴子站。因無需保護子站，化解了子站癱瘓可能帶來的的風險。4.提供后備保護。所有感受到故障的開關(guān)，若判斷自己非故障末端，則轉(zhuǎn)入后備。一旦末端開關(guān)跳閘失敗，則由后備開關(guān)切除故障。5.適應性強。能方便的適用于各級電壓等級的電網(wǎng)絡(luò)，而不必擔心網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的運行方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的配電網(wǎng)絡(luò)簡化圖。
【具體實施方式】
[0014]參見圖1，在本實用新型提供的一種基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開環(huán)模式運行的斷路器和負荷開關(guān)混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個變電站ES1、ES2和所述變電站連接的終端單元，每個所述終端單元包括智能控制器和通信模塊，每個所述智能控制器與斷路器或負荷開關(guān)相連接，每個所述終端單元中的通信模塊僅與相鄰所述終端單元相連接并通信，每個所述終端單元中的智能控制器收集本終端單元中的斷路器或負荷開關(guān)的電壓、流經(jīng)的電流以及相鄰的終端單元中的負荷開關(guān)或斷路器流經(jīng)的電流和故障信息。
[0015]對于控制所述斷路器的終端單元，通信正?；蛘弋惓r，每個所述終端單元中的智能控制器檢測到故障電流時，與相鄰的所述終端單元通信，當有故障電流流入而沒有故障電流流出時，則說明故障發(fā)生在本終端單元控制的開關(guān)范圍內(nèi)，本終端單元中的智能控制器啟動速斷保護功能或過流保護功能并控制本終端單元中的斷路器跳閘；當有故障電流流入和故障電流流出時，則說明故障沒有發(fā)生在本終端單元控制的開關(guān)范圍內(nèi)，本終端單元中的智能控制器控制本終端單元中的斷路器處于后備狀態(tài)；
[0016]對于控制所述負荷開關(guān)的終端單元，當通信正常或異常時，負荷開關(guān)自身過流，在很短時間內(nèi)故障電流又消失時，與相鄰的所述終端單元通信，當有故障電流流入而沒有故障電流流出，所述負荷開關(guān)自身失壓失流，啟動分閘，否則不動作。此過程中的很短時間一般為上級斷路器切除故障的時間。
[0017]在本實用新型給出的上述實施例中，斷路器S1、負荷開關(guān)T2、T3在正常狀態(tài)下閉合，斷路器S4處于分閘狀態(tài)，從而構(gòu)成開環(huán)運行模式。每個變電站ES1、ES2還設(shè)置有出線斷路器CB1、CB2。
[0018]本實用新型給出的混合配電網(wǎng)是指斷路器和負荷開關(guān)混合使用。其中負荷開關(guān)是在額定電壓和額定電流下。只允許接通和斷開負載電流，但不允許斷開短路電流。當聯(lián)接開關(guān)是負荷開關(guān)時，他與上級斷路器配合，在上級開關(guān)清除故障后，故障兩側(cè)的開關(guān)跳閘。斷路器是用于接通和斷開有載或空載線路及電氣設(shè)備，以及發(fā)生短路時，能自動切斷故障或重新合閘，能起到控制和保護兩方面的作用。當聯(lián)接開關(guān)是斷路器時，它能在短路故障發(fā)生后，開斷故障電流，并根據(jù)設(shè)定要求進行一次或多次重合閘。在混合電網(wǎng)中，一個斷路器可以帶一個負荷開關(guān)或多個負荷開關(guān)。每個終端單元可以控制一個斷路器或一個負荷開關(guān)，也可以控制在本終端單元中多個斷路器或多個負荷開關(guān)或斷路器和負荷開關(guān)混合結(jié)構(gòu)，t匕如在每個終端單元中設(shè)置一個環(huán)網(wǎng)柜，每個終端單元可以控制一個環(huán)網(wǎng)柜中的所有斷路器和負荷開關(guān)?？刂圃砼c一個斷路器和負荷開關(guān)相類似，依照相同的控制原理進行設(shè)置即可。本實用新型所給出的一個斷路器和負荷開關(guān)是為了方便描述和理解，作為最基本的控制單元，并不是對本實用新型的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以按照最基本的控制單元，延伸到多個開關(guān)組成的控制單元中。
[0019]本實用新型中斷路器主要的判據(jù)點:主要的判據(jù)來源是斷路器本身及其相鄰負荷開關(guān)或斷路器的故障電流，即:通信正?；虍惓r，當本斷路器保護檢測到短路電流時，與相鄰的負荷開關(guān)或斷路器保護通信。當有大電流流入(如一側(cè)保護檢測到短路電流)而沒有大電流流出(如另一側(cè)開關(guān)保護沒有檢測到保護電流)時，則說明故障發(fā)生在本斷路器保護區(qū)內(nèi)，啟動本地保護速斷跳閘即可。否則自己只作為后備保護。
[0020]本實用新型中負荷開關(guān)主要的判據(jù)點:主要的判據(jù)來源是負荷開關(guān)本身及其相鄰斷路器或負荷開關(guān)的故障電流，即:當通信正?；虍惓r，故障末端的負荷開關(guān)自身過流，在很短時間(一般為上級斷路器切除故障的時間)內(nèi)故障電流又消失時，與相鄰的斷路器或負荷開關(guān)保護通信，當有大電流流入(如一側(cè)保護檢測到短路電流)而沒有大電流流出(如另一側(cè)開關(guān)保護沒有檢測到保護電流)；自身失壓失流，啟動分閘即可。否則不動作。
[0021]本實用新型的終端單元僅與相鄰的終端單元通信，采用分布式智能控制方式，每個終端單元的處理信息大大降低，減輕了處理器的負荷，縮短動作時間。
[0022]在本實用新型給出的上述實施例中，每個所述終端單元中的通信模塊通過交換機與相鄰所述終端單元通信。
[0023]在本實用新型給出的上述實施例中，每個所述終端單元設(shè)置有多個三相或單相PT。PT為電壓互感器。本實施例為2個。
[0024]本實用新型給出的上述實施例中，所述電網(wǎng)系統(tǒng)為開環(huán)模式運行電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所述電網(wǎng)系統(tǒng)可以是各種電壓等級。
【權(quán)利要求】
1.基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開環(huán)模式運行的斷路器和負荷開關(guān)混合配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個變電站和所述變電站連接的終端單元，其特征在于:每個所述終端單元包括智能控制器和通信模塊，每個所述終端單元中的智能控制器與斷路器或負荷開關(guān)相連接，每個所述終端單元中的通信模塊僅與相鄰所述終端單元相連接并通信，每個所述終端單元中的智能控制器收集本終端單元中的斷路器或負荷開關(guān)的電壓、流經(jīng)的電流以及相鄰的終端單元中的負荷開關(guān)或斷路器流經(jīng)的電流和故障信息。
2.如權(quán)利要求1所述的基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:每個所述終端單元中的通信模塊通過交換機與相鄰所述終端單元通信。
3.如權(quán)利要求1所述的基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:每個所述終端單元設(shè)置有多個三相或單相PT。
4.如權(quán)利要求1所述的基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:每個所述斷路器連接一個或多個所述負荷開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于開環(huán)模式運行的混合組網(wǎng)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于:每個所述終端單元與一個或多個所述斷路器和負荷開關(guān)相連接。
【文檔編號】H02H7/26GK203774871SQ201420070599
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】黃小耘, 袁欽成, 李春光, 袁啟洪, 王娟娟, 董良, 董旭柱, 于力, 彭飛進, 黃紅遠 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 北京科銳配電自動化股份有限公司