專利名稱：具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化領(lǐng)域，具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法、裝置及相應(yīng)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在我國建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，分布式電源(微網(wǎng))的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)正在從垂直的輻射式網(wǎng)絡(luò)向遍布電源的水平網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的饋線自動(dòng)化技術(shù)已無法適應(yīng)分布式電源條件下的故障處理要求，亟需一種有效的故障定位方法，在潮流雙向流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，準(zhǔn)確定位故障區(qū)域，為后續(xù)的故障隔離、非故障區(qū)域恢復(fù)供電等操作提供科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法、裝置及相應(yīng)的系統(tǒng)，可以快速定位故障區(qū)域。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例的一方面提供了一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法，包括如下步驟
在發(fā)生故障時(shí)，所述配電網(wǎng)中的各終端設(shè)備判斷故障電流方向并與故障信號(hào)通過饋線上報(bào)給主站系統(tǒng)；
主站系統(tǒng)根據(jù)所述饋線各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域，并確定所述故障區(qū)域的邊界設(shè)備。其中，所述主站系統(tǒng)根據(jù)所述各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域的步驟具體為
根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域；
根據(jù)各終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)信號(hào)和故障電流方向，確定每個(gè)區(qū)域的邊界開關(guān)上的故障電流方向；
判斷每個(gè)區(qū)域上的邊界開關(guān)上的故障電流的方向，若某區(qū)域只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，則判定該區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)所在區(qū)段。其中，所述將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域的步驟具體為
將相鄰的至少兩個(gè)能檢測到故障電流的開關(guān)劃分為一個(gè)區(qū)域。其中，進(jìn)一步包括
所述主站系統(tǒng)同時(shí)接收多條饋線上的終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)及電流方向，并對(duì)每條饋線上的故障進(jìn)行定位。其中，根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域的步驟具體為；
主站系統(tǒng)建立所述配電網(wǎng)上各饋線的拓?fù)淠Ｐ?，所述拓?fù)淠Ｐ秃w所述配電網(wǎng)系統(tǒng)的所述饋線上的所有終端設(shè)備，并正確描述所述設(shè)備之間的拓?fù)溥B接關(guān)系；
將所述檢測到故障電流的開關(guān)作為邊界，將所述拓?fù)淠K劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域至少包括兩個(gè)相鄰的開關(guān)。相應(yīng)地，本發(fā)明的另一方面提供一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位裝置，包括
故障信號(hào)接收單元，用于接收配電網(wǎng)中的各終端設(shè)備通過饋線上報(bào)的故障信號(hào)及故障電流方向；
定位處理單元，用于根據(jù)所述饋線各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域，并確定所述故障區(qū)域的邊界設(shè)備。其中，所述定位處理單元包括
拓?fù)鋮^(qū)域劃分子單元，用于將配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域；
區(qū)域電流確定子單元，用于根據(jù)各終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)信號(hào)和故障電流方向，確定每個(gè)區(qū)域的邊界開關(guān)上的故障電流方向；
故障區(qū)域判定子單元，用于判斷每個(gè)區(qū)域上的邊界開關(guān)上的故障電流的方向，若某區(qū)域只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，則判定該區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)所在區(qū)段。其中，所述拓?fù)鋮^(qū)域劃分子單元所劃分的每個(gè)區(qū)域至少包括相鄰的兩個(gè)能檢測到故障電流的開關(guān)。其中，進(jìn)一步包括
所述故障信號(hào)接收單元可以同時(shí)接收多條饋線上的終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)及電流方向，所述定位處理單元可以對(duì)每條饋線上的故障進(jìn)行定位。相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施的再一方面，提供一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)包括主站系統(tǒng)，通過饋線與所述主站系統(tǒng)連接的終端設(shè)備，所述終端設(shè)備可向主站系統(tǒng)上報(bào)故障信號(hào)及電流方向，其中，所述主站系統(tǒng)包括前述的故障定位裝置。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例，具有如下有益效果
1、可以利用已經(jīng)建好的配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?，不需要重?fù)建模，可以大大降低投資和維護(hù)成本；
2、該方法原理清晰、判斷準(zhǔn)確，易于學(xué)習(xí)和掌握，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的變化有著很強(qiáng)的適應(yīng)性；
3、該方法在部分故障信息缺失的情況下，也能完成故障定位，有著較強(qiáng)的容錯(cuò)性；
4、支持多線程調(diào)用，可以同時(shí)處理多條不同饋線的故障。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法的流程示意圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ途植渴疽鈭D。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。本發(fā)明提出的一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位系統(tǒng)，其中，所述配電網(wǎng)包括主站系統(tǒng)，通過饋線與所述主站系統(tǒng)連接的終端設(shè)備，所述終端設(shè)備可向主站系統(tǒng)上報(bào)故障信號(hào)及電流方向。其中，該主站系統(tǒng)可以和多條饋線相連接，每條饋線與多個(gè)終端設(shè)備相關(guān)聯(lián)。該主站系統(tǒng)進(jìn)一步包括有故障定位裝置。對(duì)故障定位裝置，可參照下文的詳細(xì)描述。如圖1所示，是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的故障定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述故障定位裝置I包括
故障信號(hào)接收單元10，用于接收配電網(wǎng)中的各終端設(shè)備通過饋線上報(bào)的故障信號(hào)及故障電流方向；
定位處理單元12，用于根據(jù)所述饋線各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域，并確定所述故障區(qū)域的邊界設(shè)備。其中，所述定位處理單元12包括
拓?fù)鋮^(qū)域劃分子單元120，用于將配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域；
區(qū)域電流確定子單元121，用于根據(jù)各終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)信號(hào)和故障電流方向，確定每個(gè)區(qū)域的邊界開關(guān)上的故障電流方向；
故障區(qū)域判定子單元122，用于判斷每個(gè)區(qū)域上的邊界開關(guān)上的故障電流的方向，若某區(qū)域只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，則判定該區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)所在區(qū)段。其中，所述拓?fù)鋮^(qū)域劃分子單元120所劃分的每個(gè)區(qū)域至少包括相鄰的兩個(gè)能檢測到故障電流的開關(guān)。其中，進(jìn)一步包括
所述故障信號(hào)接收單元10可以同時(shí)接收多條饋線上的終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)及電流方向，所述定位處理單元12可以對(duì)每條饋線上的故障進(jìn)行定位。如圖2所示，是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的故障定位方法的流程圖。一并結(jié)合圖3進(jìn)行描述。該方法包括
步驟S21，在配電網(wǎng)中故障發(fā)生時(shí)，所述配電網(wǎng)中的各終端設(shè)備判斷故障電流方向并與故障信號(hào)通過饋線上報(bào)給主站系統(tǒng)；
然后，主站系統(tǒng)根據(jù)所述饋線各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域，并確定所述故障區(qū)域的邊界設(shè)備。具體地包括如下步驟
步驟S22，根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域；首先，主站系統(tǒng)建立所述配電網(wǎng)上各饋線的拓?fù)淠Ｐ?，所述拓?fù)淠Ｐ秃w所述配電網(wǎng)系統(tǒng)的所述饋線上的所有終端設(shè)備，并正確描述所述設(shè)備之間的拓?fù)溥B接關(guān)系；然后，將所述檢測到故障電流的開關(guān)作為邊界，將所述拓?fù)淠K劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域至少包括兩個(gè)相鄰的開關(guān)；如圖3所示，是一條饋線的拓?fù)淠Ｐ偷木植繄D，其中，節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)8為主電源點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)2、3、4、5、6、7、8、9為開關(guān)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)10為分布式電源節(jié)點(diǎn)，在各開關(guān)節(jié)點(diǎn)之間包括有若干終端設(shè)置，為了便于說明，在此圖中省略了這些終端設(shè)備；其中，可以將兩個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)劃分為一個(gè)區(qū)域，具體地，可以劃分出區(qū)域(2，3)、區(qū)域(3，4)、區(qū)域(2，4)、區(qū)域(3，5)、區(qū)域(5，6)、區(qū)域(6，7)、區(qū)域(4，9)等多個(gè)區(qū)域，可以理解的是，在其他的例子中，也可以將兩個(gè)以上的相鄰的開關(guān)節(jié)點(diǎn)劃分成一個(gè)區(qū)域。步驟S23，根據(jù)各終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)信號(hào)和故障電流方向，確定每個(gè)區(qū)域的邊界開關(guān)上的故障電流方向，以圖3為例，其中箭頭表示故障電流的方向，則區(qū)域(2，3)的邊界即有流入的故障電流也具有流出的故障電流；
步驟S24，判斷每個(gè)區(qū)域上的邊界開關(guān)上的故障電流的方向，若某區(qū)域只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，則判定該區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)所在區(qū)段，在圖3中對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)區(qū)域(4，9)中只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，故可以判定區(qū)域(4，9)為故障區(qū)域，則可以進(jìn)行后續(xù)的故障處理的步驟，例如將區(qū)域(4，9)進(jìn)行隔離操作，其他非故障區(qū)域進(jìn)行恢復(fù)供電等。可以理解的是，所述主站系統(tǒng)同時(shí)接收多條饋線上的終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)及電流方向，并對(duì)每條饋線上的故障進(jìn)行定位。綜上，從本發(fā)明提供的實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的方法通過在配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)中通過配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ停⑴潆娋W(wǎng)一次設(shè)備的內(nèi)存拓?fù)?，利用配網(wǎng)終端實(shí)時(shí)采集上送的饋線故障信號(hào)和故障電流方向，驅(qū)動(dòng)配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)通過內(nèi)存拓?fù)淠Ｐ涂焖俣ㄎ还收蠀^(qū)域，為后續(xù)的故障隔離、非故障區(qū)域恢復(fù)供電等操作提供科學(xué)依據(jù)。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例，具有如下有益效果
1、可以利用已經(jīng)建好的配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?，不需要重?fù)建模，可以大大降低投資和維護(hù)成本；
2、該方法原理清晰、判斷準(zhǔn)確，易于學(xué)習(xí)和掌握，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的變化有著很強(qiáng)的適應(yīng)性；
3、該方法在部分故障信息缺失的情況下，也能完成故障定位，有著較強(qiáng)的容錯(cuò)性；
4、支持多線程調(diào)用，可以同時(shí)處理多條不同饋線的故障。以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法，其特征在于，包括如下步驟 在發(fā)生故障時(shí)，所述配電網(wǎng)中的各終端設(shè)備判斷故障電流方向并與故障信號(hào)通過饋線上報(bào)給主站系統(tǒng)； 主站系統(tǒng)根據(jù)所述饋線各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域，并確定所述故障區(qū)域的邊界設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，所述主站系統(tǒng)根據(jù)所述各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域的步驟具體為 根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域； 根據(jù)各終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)信號(hào)和故障電流方向，確定每個(gè)區(qū)域的邊界開關(guān)上的故障電流方向； 判斷每個(gè)區(qū)域上的邊界開關(guān)上的故障電流的方向，若某區(qū)域只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，則判定該區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)所在區(qū)段。
3.如權(quán)利要求2所述的故障定位方法，其特征在于，所述將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域的步驟具體為 將相鄰的至少兩個(gè)能檢測到故障電流的開關(guān)劃分為一個(gè)區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的故障定位方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 所述主站系統(tǒng)同時(shí)接收多條饋線上的終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)及電流方向，并對(duì)每條饋線上的故障進(jìn)行定位。
5.如權(quán)利要求4所述的故障定位方法，其特征在于，根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域的步驟具體為； 主站系統(tǒng)建立所述配電網(wǎng)上各饋線的拓?fù)淠Ｐ?，所述拓?fù)淠Ｐ秃w所述配電網(wǎng)系統(tǒng)的所述饋線上的所有終端設(shè)備，并正確描述所述設(shè)備之間的拓?fù)溥B接關(guān)系； 將所述檢測到故障電流的開關(guān)作為邊界，將所述拓?fù)淠K劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域至少包括兩個(gè)相鄰的開關(guān)。
6.一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位裝置，其特征在于，包括 故障信號(hào)接收單元，用于接收配電網(wǎng)中的各終端設(shè)備通過饋線上報(bào)的故障信號(hào)及故障電流方向； 定位處理單元，用于根據(jù)所述饋線各終端設(shè)備上送的故障信號(hào)和故障電流方向，確定預(yù)先劃分的多個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)為故障區(qū)域，并確定所述故障區(qū)域的邊界設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述的故障定位裝置，其特征在于，所述定位處理單元包括 拓?fù)鋮^(qū)域劃分子單元，用于將配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)配電網(wǎng)線路上的各開關(guān)之間的連接關(guān)系，以檢測到故障電流的開關(guān)為邊界，將配電線路劃分為多個(gè)區(qū)域； 區(qū)域電流確定子單元，用于根據(jù)各終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)信號(hào)和故障電流方向，確定每個(gè)區(qū)域的邊界開關(guān)上的故障電流方向； 故障區(qū)域判定子單元，用于判斷每個(gè)區(qū)域上的邊界開關(guān)上的故障電流的方向，若某區(qū)域只有流入的故障電流，而沒有流出的故障電流，則判定該區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)所在區(qū)段。
8.如權(quán)利要求7所述的故障定位裝置，其特征在于，所述拓?fù)鋮^(qū)域劃分子單元所劃分的每個(gè)區(qū)域至少包括相鄰的兩個(gè)能檢測到故障電流的開關(guān)。
9.如權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的故障定位裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括 所述故障信號(hào)接收單元可以同時(shí)接收多條饋線上的終端設(shè)備上報(bào)的故障信號(hào)及電流方向，所述定位處理單元可以對(duì)每條饋線上的故障進(jìn)行定位。
10.一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)包括主站系統(tǒng)，通過饋線與所述主站系統(tǒng)連接的終端設(shè)備，所述終端設(shè)備可向主站系統(tǒng)上報(bào)故障信號(hào)及電流方向，其特征在于，所述主站系統(tǒng)包括如權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)的故障定位裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有分布式電源的配電網(wǎng)的故障定位方法、裝置及系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化領(lǐng)域，其中故障方法定位包括配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)通過配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ停⑴潆娋W(wǎng)一次設(shè)備的內(nèi)存拓?fù)?；?dāng)配網(wǎng)饋線發(fā)生故障時(shí)，終端設(shè)備就地判斷故障電流方向并上送主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)根據(jù)故障信號(hào)和故障電流方向，確定故障區(qū)域及邊界設(shè)備，達(dá)到配電網(wǎng)故障區(qū)域快速定位的效果。
文檔編號(hào)G01R31/08GK103048587SQ20121053349
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者黃穎祺, 徐銘, 余鵬, 郭子健, 李艷, 徐旭輝, 戚鑫 申請(qǐng)人:深圳供電局有限公司, 積成電子股份有限公司