一種10kV配電網(wǎng)電纜線路故障自愈的保護(hù)控制方法及智能成套設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種適用于1kV配電網(wǎng)電纜線路故障自愈的保護(hù)控制方法及智能成套設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]1kV配電網(wǎng)架空線路饋線自動(dòng)化經(jīng)過十余年的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品已非常成熟并得到廣泛應(yīng)用，1kV配電網(wǎng)電纜線路饋線自動(dòng)化的建設(shè)卻因站內(nèi)出線開關(guān)不重合、電纜線路特性復(fù)雜、高速且可靠的通信網(wǎng)絡(luò)難以大面積建設(shè)等，多年來其發(fā)展較為緩慢。隨著智能配電網(wǎng)的深入建設(shè)，可以預(yù)見提高電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化水平將是今后十年的又一重大發(fā)展方向，因此必須在此領(lǐng)域積極探索，尋求一種可靠實(shí)用、技術(shù)領(lǐng)先、易于推廣的電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化模式，并基于此模式展開相關(guān)技術(shù)的深入研究，設(shè)計(jì)出適用于1kV電纜網(wǎng)的分布式智能型自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)柜及智能成套設(shè)備。目前現(xiàn)有電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化的建設(shè)水平參差不齊，主要存在以下幾種情況:
(I)常規(guī)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行方式主要依賴配電網(wǎng)主站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障的處理，一旦配電網(wǎng)主站系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致整個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化癱瘓。
[0003](2)大規(guī)模的集中通信方式容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)廣播風(fēng)暴、信息擁塞情況，因此也會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)自動(dòng)化癱瘓。
[0004](3)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的光纖通信線路的建設(shè)只能在現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，需要協(xié)調(diào)各方面工作，包含城市規(guī)劃等，并且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，點(diǎn)多面廣，鋪設(shè)光纖通信復(fù)雜，建設(shè)周期長(zhǎng)、建設(shè)費(fèi)用高。
[0005](4)常規(guī)無線通信利用公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，雖然具有信號(hào)覆蓋區(qū)域大建設(shè)成本低、運(yùn)營(yíng)成本較低、實(shí)施便利、維護(hù)方便優(yōu)點(diǎn)，但存在安全性問題。
[0006](5)配電線路改擴(kuò)建導(dǎo)致網(wǎng)架發(fā)生變動(dòng)，對(duì)于分布式自動(dòng)化系統(tǒng)其拓?fù)湟残枳龀鱿鄳?yīng)整定，維護(hù)較復(fù)雜、繁瑣。
[0007](6)國(guó)內(nèi)外多種型號(hào)開關(guān)柜并存，操作、管理和維護(hù)麻煩，同時(shí)各種開關(guān)廠家的動(dòng)作特性不一樣，操動(dòng)機(jī)構(gòu)所需能量也不一樣容易出現(xiàn)成套匹配問題導(dǎo)致分合閘不成功。
[0008](7)單相接地故障定位與隔離準(zhǔn)確率有待進(jìn)一步提高；
綜上所述，目前現(xiàn)有電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)存在沒有一個(gè)有效、實(shí)用、可靠、先進(jìn)的電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化模式、開關(guān)種類多管理復(fù)雜、保護(hù)算法或單一或不實(shí)用的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種可大大提高電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化水平，快速切除和隔離各類故障并實(shí)現(xiàn)非故障區(qū)的快速復(fù)電的1kV配電網(wǎng)電纜線路故障自愈的保護(hù)控制方法及智能成套設(shè)備。
[0010]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為: 一種1kV配電網(wǎng)電纜線路故障自愈的保護(hù)控制方法，其特征在于包括以下步驟:
(I)依據(jù)區(qū)域網(wǎng)構(gòu)建分層體系，每層體系形成一個(gè)獨(dú)立的小區(qū)域配電網(wǎng)，包含至少I個(gè)分段點(diǎn)和至少I個(gè)T節(jié)點(diǎn)；
(2 )小區(qū)域配電網(wǎng)內(nèi)的智能成套設(shè)備采用電子式電壓互感器和電子式電流互感器完成對(duì)線路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集；
(3)自動(dòng)建立并存儲(chǔ)小區(qū)域配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息；
(4)采用通信專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)小區(qū)域配電網(wǎng)設(shè)備之間的信息安全交換，并同時(shí)與配電網(wǎng)主站系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)雙向通信；
(5)采用分布式算法和暫態(tài)量分析法判定故障發(fā)生的區(qū)域并進(jìn)行隔離和復(fù)電。
[0011]其中，所述步驟(2)- (4)的次序可以調(diào)整。
[0012]進(jìn)一步，所述小區(qū)域配電網(wǎng)的最里層以主電源點(diǎn)為根電源點(diǎn)、T節(jié)點(diǎn)為虛根電源點(diǎn)，最外層為末梢點(diǎn)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)，聯(lián)絡(luò)點(diǎn)作為小區(qū)域與另一個(gè)小區(qū)域之間的連接，當(dāng)一個(gè)小區(qū)域的某段正常線路失電后，可由另一個(gè)小區(qū)域轉(zhuǎn)供電。
[0013]進(jìn)一步，所述線路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括線路電壓、電流、零序電壓、零序電流以及智能環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜的開關(guān)狀態(tài)。
[0014]進(jìn)一步，自動(dòng)建立并存儲(chǔ)小區(qū)域配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息的方法為:采用GPS定位技術(shù)并和配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)交互信息生成；其中，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息包含對(duì)應(yīng)位置的設(shè)備ID信息、設(shè)備位置信息、設(shè)備通信地址信息、開關(guān)狀態(tài)信息、線路故障信息和設(shè)備通信狀態(tài)信息。
[0015]進(jìn)一步，所述通信專網(wǎng)為GPRS、3G、4G無線通信VPN專網(wǎng)或光纖專網(wǎng)。
[0016]進(jìn)一步，設(shè)備之間的信息安全交換方法為設(shè)備層采用電子標(biāo)簽RFID識(shí)別，傳輸層采用IPSec VPN安全認(rèn)證和加密，應(yīng)用層報(bào)文增加設(shè)備ID的身份識(shí)別。
[0017]進(jìn)一步，判定故障發(fā)生的區(qū)域并進(jìn)行隔離和復(fù)電的步驟為:
在每個(gè)小區(qū)域配電網(wǎng)內(nèi)設(shè)置智能決策中心，采集本區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)信息，并和配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)交互采集站內(nèi)出線開關(guān)的狀態(tài)信息；
智能決策中心綜合本區(qū)域內(nèi)各開關(guān)的故障信息，依據(jù)區(qū)域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息和分布式算法、暫態(tài)量分析法進(jìn)行分析判斷，確定故障區(qū)域，完成故障區(qū)域的隔離和復(fù)電。
[0018]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述智能決策中心還根據(jù)通信故障信息、設(shè)備異常信息、保護(hù)信號(hào)失真信息或開關(guān)拒動(dòng)信息決定后備保護(hù)或遠(yuǎn)后備保護(hù)策略。
[0019]一種1kV配電網(wǎng)電纜線路故障自愈的智能成套設(shè)備，其特征在于，包括智能環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜、智能開關(guān)控制單元及分別與智能開關(guān)控制單元相連接的無線通信模塊和超級(jí)電容；
其中，所述智能開關(guān)控制單元嵌設(shè)在智能環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜的二次部分并通過插接件與智能環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜的一次部分連接；
所述超級(jí)電容作為線路失電情況下智能開關(guān)控制單元、無線通信模塊的工作電源和智能環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜開關(guān)跳閘的能量。
[0020]其中，所述智能開關(guān)控制單元包括CPU模塊、交流采樣模塊、輸入輸出控制模塊、GPS定位模塊、電源管理模塊、電子標(biāo)簽RFID以及操作面板。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的1kV配電網(wǎng)電纜線路故障隔離和自愈的保護(hù)方法及智能成套設(shè)備，將配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分解成一個(gè)個(gè)小區(qū)域配電網(wǎng)，每個(gè)小區(qū)域配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息通過GPS定位技術(shù)自動(dòng)生成，小區(qū)域配電網(wǎng)內(nèi)設(shè)置智能決策中心，與區(qū)域內(nèi)其他設(shè)備通過無線通信專網(wǎng)進(jìn)行信息安全交換，依據(jù)區(qū)域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分布式算法、暫態(tài)量分析法進(jìn)行分析判斷，確定故障區(qū)域，完成故障區(qū)域的隔離和復(fù)電，可大大提高電纜網(wǎng)饋線自動(dòng)化水平，快速切除和隔離各類故障，并實(shí)現(xiàn)非故障區(qū)的快速復(fù)電。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的說明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例開關(guān)柜的原理不意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思及技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]參照?qǐng)D3，本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種1kV配電網(wǎng)電纜線路故障自愈的保護(hù)控制方法，包括以下步驟:
步驟S101，依據(jù)區(qū)域網(wǎng)構(gòu)建分層體系，每層體系形成一個(gè)獨(dú)立的小區(qū)域配電網(wǎng)，包含至少I個(gè)分段點(diǎn)和至少I個(gè)T節(jié)點(diǎn)，其中該小區(qū)域配電網(wǎng)的最里層以主電源點(diǎn)為根電源點(diǎn)、T節(jié)點(diǎn)為虛根電源點(diǎn)，最外層為末梢點(diǎn)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)；聯(lián)絡(luò)點(diǎn)作為小區(qū)域與另一個(gè)小區(qū)域之間的連接，當(dāng)一個(gè)小區(qū)域的某段正常線路失電后，可由另一個(gè)小區(qū)域轉(zhuǎn)