專利名稱：一種無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力輸配電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法。
背景技術(shù)：
電力從發(fā)電站(無論是火力發(fā)電、水力發(fā)電還是核能發(fā)電)到達(dá)用戶端，必然要經(jīng)過輸配電系統(tǒng)。
目前在輸配電系統(tǒng)中，饋線終端單元作為輸電線路的終端設(shè)備，安裝在輸電線路裝有負(fù)荷開關(guān)的電線桿上。每個(gè)饋線終端單元即時(shí)采集流過負(fù)荷開關(guān)的電流、電壓以及開關(guān)狀態(tài)等信號(hào)量，通過計(jì)算得到負(fù)荷開關(guān)的工作功率，并進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，再把這些數(shù)據(jù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)上送到變電站的主站計(jì)算機(jī)。主站計(jì)算機(jī)根據(jù)整個(gè)輸配電網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)饋線終端單元傳送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理，并向饋線終端單元遙控發(fā)送命令，根據(jù)情況向饋線終端單元遙控發(fā)送不同的指令，使饋線終端單元執(zhí)行負(fù)荷開關(guān)的合分閘操作，使輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)損最小，整個(gè)輸配電系統(tǒng)正常工作，并運(yùn)行于最佳的狀態(tài)。當(dāng)輸配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，主站計(jì)算機(jī)概括饋線終端單元上傳的數(shù)據(jù)，判斷出故障發(fā)生的區(qū)域，并通過遙控指令，由饋線終端單元執(zhí)行相應(yīng)的負(fù)荷開關(guān)的合分閘操作，將故障區(qū)隔離，并恢復(fù)無故障區(qū)域的供電，從而使停電區(qū)域最小。
從上述可以看出，在整個(gè)控制過程中，主站計(jì)算機(jī)起著不可或缺的作用。整個(gè)故障定位、故障隔離、供電恢復(fù)過程都是在主站計(jì)算機(jī)的控制下完成的。當(dāng)主站計(jì)算機(jī)與各個(gè)饋線終端單元的通訊出現(xiàn)故障時(shí)，由于主站計(jì)算機(jī)無法即時(shí)進(jìn)行上述的控制，供電的可靠性大為降低。這時(shí)如果出現(xiàn)供電線路故障，將因故障區(qū)域無法被隔離、供電無法恢復(fù)而造成重大停電事故，如此將給國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失。

發(fā)明內(nèi)容
緣此，本發(fā)明的目的在于提供一種無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法，以克服傳統(tǒng)有的主站計(jì)算機(jī)的控制方法中存在的因與主站計(jì)算機(jī)的通信出現(xiàn)問題，而造成的重大停電事故。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明的提供一種輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法，可用于無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個(gè)電源，在每個(gè)電源的輸出端，設(shè)置有一個(gè)斷路器；以及多個(gè)饋電終端單元，每個(gè)饋電終端單元包含有負(fù)荷開關(guān)和通信裝置，所述通信裝置用各個(gè)饋電終端單元之間的通信；所述多個(gè)電源與所述多個(gè)饋電終端單元之間通過樹型結(jié)構(gòu)連接成輸配電網(wǎng)絡(luò)；在每兩個(gè)電源之間的樹枝上，設(shè)定一個(gè)饋電終端單元為開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元，常態(tài)下，該開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元的負(fù)荷開關(guān)處于分閘狀態(tài)；所述輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法包括故障檢測步驟所述多個(gè)饋電終端單元隨時(shí)檢測其內(nèi)的所述負(fù)荷開關(guān)的工作電流，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障時(shí)，為該故障點(diǎn)提供電力的電源端的斷路器斷路，同時(shí)相應(yīng)的饋電終端單元檢測到故障電流，并通過其內(nèi)通信裝置向所有的饋電終端單元發(fā)送故障信息；故障定位步驟所述多個(gè)饋電終端單元根據(jù)獲得的各饋電終端單元發(fā)送的故障信息，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，定位原則是如果一饋電終端單元檢測到故障電流，但該饋電終端單元緊鄰的子饋電終端單元未檢測到故障電流，則故障點(diǎn)位于該檢測到故障電流的饋電終端單元與該未檢測到故障電流的饋電終端單元之間，并將該檢測到故障電流的饋電終端單元稱為故障點(diǎn)饋電終端單元；故障隔離步驟所述故障點(diǎn)饋電終端單元內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)分閘，并通過其通信裝置向其下游的所有緊鄰饋電終端單元發(fā)出分閘指令，所述下游的所有緊鄰饋電終端單元在接收到所述分閘指令后，指令其內(nèi)負(fù)荷開關(guān)分閘；分閘報(bào)告步驟所述故障點(diǎn)饋電終端單元和所述下游的所有緊鄰饋電終端單元在分閘動(dòng)作完成之后，通過各自的通信裝置向其它饋電終端單元發(fā)送狀態(tài)信息；合閘步驟所述分閘的斷路器合閘。
較佳地，在本發(fā)明的控制方法中，在所述故障檢測步驟，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，在相應(yīng)的饋電終端單元發(fā)送故障信息之前，先將斷路器合上一次。
較佳地，在本發(fā)明的控制方法中，還包括供電恢復(fù)步驟所述已分閘的下游饋電終端單元通過其通信裝置向與其相鄰的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元發(fā)送合閘指令，所述開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元接收到該合閘指令后，指令其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)合閘，以此恢復(fù)所述已分閘的下游饋電終端單元的下游電力負(fù)荷。
較佳地，在本發(fā)明的控制方法中，還包括供電恢復(fù)步驟為饋電終端單元指定一默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元，所述已分閘的下游饋電終端單元通過其通信裝置向與其默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元發(fā)送合閘指令，所述默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元接收到該合閘指令后，指令其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)合閘，以恢復(fù)所述已分閘的下游饋電終端單元的下游電力負(fù)荷。
由于本發(fā)明的控制方法中未采用主站計(jì)算機(jī)，因此即使個(gè)別饋電終端單元的通信發(fā)生故障，本發(fā)明控制算法也會(huì)自動(dòng)最小化隔離故障，而不會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無法恢復(fù)。
本發(fā)明的更詳細(xì)的技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)以及效果將結(jié)合所附的附圖在下面作更詳細(xì)的描述。


圖1是本發(fā)明的電力輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
目前在電力輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，如圖1所示，通常包括電源S1、S2和S3和饋電終端單元FTU1...等。當(dāng)然還包括有變電站等設(shè)備，由于本發(fā)明不涉及這些設(shè)備，因此，在附圖和實(shí)施例中并未標(biāo)出和描述，僅描述了相關(guān)的部件。
在本實(shí)施例中，僅畫出了電源S1、S2和S3，但應(yīng)當(dāng)理解，電源的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要而定，并不應(yīng)限于本實(shí)施例中所例舉的數(shù)量。在每個(gè)電源的輸出端，都設(shè)置有一個(gè)斷路器DL1、DL2、DL3。電源S1、S2、S3、斷路器DL1、DL2和DL3以及各個(gè)饋電終端單元之間通過樹型結(jié)構(gòu)連接成輸配電網(wǎng)絡(luò)，本實(shí)施例為方便描述示出了一個(gè)較簡單的樹型網(wǎng)絡(luò)的例子。實(shí)踐中，該網(wǎng)絡(luò)可以非常復(fù)雜，且可以采用各種型式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，例如輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)、開環(huán)運(yùn)行的環(huán)網(wǎng)等。本發(fā)明的方法均適用于這些網(wǎng)絡(luò)。
由于我國電力的運(yùn)行規(guī)則規(guī)定，輸配電網(wǎng)絡(luò)不允許合環(huán)運(yùn)行，因此，整個(gè)輸配電網(wǎng)絡(luò)中在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?在兩個(gè)電源之間的樹枝上)設(shè)置有開環(huán)點(diǎn)，位于開環(huán)點(diǎn)上的饋電終端單元的常態(tài)下處于分閘狀態(tài)，并將該開環(huán)點(diǎn)上的饋電終端單元稱為開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元，從而將輸配電網(wǎng)絡(luò)分隔成幾個(gè)獨(dú)立的供電區(qū)域，即任何一個(gè)負(fù)荷區(qū)域同時(shí)只由一個(gè)電源供電。請(qǐng)配合參見圖1，在圖1的實(shí)施例中，F(xiàn)TU3和FTU7被設(shè)置為開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元，在常態(tài)下處于分閘狀態(tài)。如此將整個(gè)輸配電網(wǎng)絡(luò)分隔成三個(gè)區(qū)域由電源S1供電的區(qū)域包括FTU1、FTU2、FTU5、FTU6四個(gè)普通饋電終端單元和FTU3、FTU7兩個(gè)開環(huán)點(diǎn)終端單元；由電源S2供電的區(qū)域包括FTU4一個(gè)普通饋電終端單元和FTU3一個(gè)開環(huán)點(diǎn)終端單元；由電源S3供電的區(qū)域包括FTU8、FTU9、FTU10、FTU11四個(gè)普通饋電終端單元和FTU7一個(gè)開環(huán)點(diǎn)終端單元。
假設(shè)圖1中的A點(diǎn)發(fā)生了故障，從圖1中可以看出，該故障點(diǎn)A處于電源S1供電的區(qū)域中，根據(jù)常理，該故障點(diǎn)A上游的所有饋電終端單元FTU1和FTU2均可檢測到故障電源。同時(shí)，該區(qū)域內(nèi)的斷路器DL1將自動(dòng)跳閘，以保護(hù)輸配電網(wǎng)絡(luò)。從圖1分析可知，故障點(diǎn)的定位原則是如果一饋電終端單元檢測到故障電流，但該饋電終端單元緊鄰的子饋電終端單元未檢測到饋電終端單元，則故障點(diǎn)位于該檢測到故障電流的饋電終端單元與該未檢測到故障電流的饋電終端單元之間。根據(jù)這一原則，我們對(duì)圖1的實(shí)施例可以作反向的判斷，即在只有饋電終端單元FTU1和FTU2檢測到故障電流，而其它饋電終端單元，例如FTU3、FTU5、FTU6均未檢測到故障電流時(shí)，根據(jù)上述原則，可以判斷出，故障點(diǎn)位于饋電終端單元FTU2與其緊鄰的下游FTU5之間。
在本發(fā)明中，每個(gè)饋電終端單元都含有一個(gè)通信裝置(圖中未示出)，用于與其它饋電終端單元之間進(jìn)行通信。當(dāng)饋電終端單元FTU1和FTU2檢測到故障電流后，即刻通過其內(nèi)的通信裝置各其它饋電終端單元發(fā)送故障信息。每個(gè)饋電終端單元內(nèi)都保存有一信息表，存儲(chǔ)整個(gè)輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所有饋電終端單元的分布位置信息和是否檢測到故障以及分合閘信息。在接收到故障信息后，每個(gè)饋電終端單元根據(jù)接收到的信息更新該信息表。
為了避免由于各種偶然因素造成的短時(shí)間故障，還可以增加一個(gè)斷路器合閘步驟，即在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障時(shí)，斷路器跳閘后，檢測到故障電流的饋電終端單元先不馬上發(fā)出故障信息，斷路器先合閘一次，如果此時(shí)故障仍存在，則斷路器將再次跳閘，此時(shí)，檢測到故障電源的饋電終端單元?jiǎng)t即刻向外發(fā)送信息。
在上述故障檢測之后，進(jìn)入故障定位步驟。由于各個(gè)饋電終端單元均保存有記錄網(wǎng)絡(luò)中所有饋電終端單元的信息表，因此，根據(jù)信息表，按上述的故障定位原則，可以判斷出那個(gè)為故障點(diǎn)饋電終端單元。在圖1的實(shí)施例中，F(xiàn)TU2被判斷為故障點(diǎn)饋電終端單元。
在故障定位之后，進(jìn)入故障隔離步驟，被判斷為故障點(diǎn)饋電終端單元FTU2內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)分閘，并通過其內(nèi)的通信裝置向其下游的所有緊鄰的饋電終端單元FTU5發(fā)出分閘指令，未緊鄰的饋電終端單元FTU3、FTU6不發(fā)分閘指令。下游饋電終端單元FTU5在接收到分閘指令后，指令其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)分閘，至此完成故障隔離。
在隔離了故障之后，故障點(diǎn)饋電終端單元FTU2和下游饋電終端單元FTU5在分閘動(dòng)作完成之后，通過各自的通信裝置向其它饋電終端單元發(fā)送狀態(tài)信息，以便各饋電終端單元及時(shí)更新信息表。
最后，在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)分閘的斷路器DL1合閘(斷路器DL1的合閘一般是自動(dòng)的，自動(dòng)合閘可由兩種方式來實(shí)現(xiàn)一種通過設(shè)定延時(shí)來自動(dòng)合閘，延時(shí)時(shí)間可通過計(jì)算故障隔離時(shí)間來設(shè)定。另一種可在電源點(diǎn)裝設(shè)饋電終端單元FTU，當(dāng)電源點(diǎn)饋電終端單元FTU收到故障點(diǎn)饋電終端單元的分閘信號(hào)后，自動(dòng)合上斷路器DL1)在上述斷路器DL1合閘之后，輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以恢復(fù)對(duì)故障點(diǎn)上游的供電。對(duì)于故障點(diǎn)下游的供電，可以通過如下的方式恢復(fù)供電。如圖1所示，由于在目前的輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，具有多個(gè)供電電源，只是通過開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)按電源分成多個(gè)供電區(qū)域，每個(gè)供電區(qū)域內(nèi)只有一個(gè)電源。這種布置的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障并將該故障進(jìn)行了隔離之后，存在著通過臨時(shí)改變開環(huán)點(diǎn)重新組合供電區(qū)域的可能。
在圖1的實(shí)施例中，在故障隔離了之后，已分閘的下游饋電終端單元FTU5可以通過其通信裝置向與其相鄰的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元FTU3發(fā)送合閘指令，開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元FTU3接收到該合閘指令后，使其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)合閘，進(jìn)入常閉狀態(tài)，成為一普通的饋電終端單元，將故障點(diǎn)A下游的饋電終端單元FTU5和FTU6劃入到由電源S2供電的區(qū)域內(nèi)，從而完成故障點(diǎn)下游的供電恢復(fù)步驟。
對(duì)于下游供電恢復(fù)方式還可以采用如下的方式在初始，即為每個(gè)饋電終端單元指定一默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元。在圖1的實(shí)施例，為饋電終端單元FTU5指定的默認(rèn)開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元為FTU7。需要說明的是，上述的指定僅為一實(shí)施例而已，是否指定默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元可以根據(jù)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及實(shí)際的需要而定，在此不再作詳細(xì)的描述。
對(duì)于指定的默認(rèn)開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元的情況，已分閘的下游饋電終端單元FTU5通過其通信裝置向與其默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元FTU7發(fā)送合閘指令，默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元FTU7接收到該合閘指令后，指令其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)合閘，從而恢復(fù)對(duì)饋電終端單元FTU5、FTU6下游的電力負(fù)荷供電。
對(duì)于上述本發(fā)明的無主站輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法再作一些補(bǔ)充說明本發(fā)明的控制方法可以采用傳統(tǒng)的具有檢測故障電流的饋電終端單元，該饋電終端單元包含有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷開關(guān)。
相應(yīng)于本發(fā)明的方法的改進(jìn)，這些饋電終端單元還包括有相應(yīng)的存儲(chǔ)模塊、控制分析模塊和通信模塊。存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)上述的信息表，有關(guān)信息表的格式在此不作限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)已有技術(shù)完全可以設(shè)計(jì)出能達(dá)到本發(fā)明要求的信息表格式。控制分析模塊可以采用微處理單元，以軟件的形式加以實(shí)現(xiàn)，具體的實(shí)現(xiàn)方式也是本領(lǐng)域技術(shù)人員也知曉的。通信模塊可以采用已成熟的以太網(wǎng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)即時(shí)的網(wǎng)絡(luò)通信。
權(quán)利要求
1.一種輸配電控制方法，可用于無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個(gè)電源，在每個(gè)電源的輸出端，設(shè)置有一個(gè)斷路器；以及多個(gè)饋電終端單元，每個(gè)饋電終端單元包含有負(fù)荷開關(guān)和通信裝置，所述通信裝置用各個(gè)饋電終端單元之間的通信；所述多個(gè)電源與所述多個(gè)饋電終端單元之間通過樹型結(jié)構(gòu)連接成輸配電網(wǎng)絡(luò)；在每兩個(gè)電源之間的樹枝上，設(shè)定一個(gè)饋電終端單元為開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元，常態(tài)下，該開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元的負(fù)荷開關(guān)處于分閘狀態(tài)；所述輸配電控制方法包括故障檢測步驟所述多個(gè)饋電終端單元隨時(shí)檢測其內(nèi)的所述負(fù)荷開關(guān)的工作電流，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障時(shí)，為該故障點(diǎn)提供電力的電源端的斷路器斷路，同時(shí)相應(yīng)的饋電終端單元檢測到故障電流，并通過其內(nèi)通信裝置向所有的饋電終端單元發(fā)送故障信息；故障定位步驟所述多個(gè)饋電終端單元根據(jù)獲得的各饋電終端單元發(fā)送的故障信息，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，定位原則是如果一饋電終端單元檢測到故障電流，但該饋電終端單元緊鄰的子饋電終端單元未檢測到故障電流，則故障點(diǎn)位于該檢測到故障電流的饋電終端單元與該未檢測到故障電流的饋電終端單元之間，并將該檢測到故障電流的饋電終端單元稱為故障點(diǎn)饋電終端單元；故障隔離步驟所述故障點(diǎn)饋電終端單元內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)分閘，并通過其通信裝置向其下游的所有緊鄰饋電終端單元發(fā)出分閘指令，所述下游的所有緊鄰饋電終端單元在接收到所述分閘指令后，指令其內(nèi)負(fù)荷開關(guān)分閘；分閘報(bào)告步驟所述故障點(diǎn)饋電終端單元和所述下游的所有饋電終端單元在分閘動(dòng)作完成之后，通過各自的通信裝置向其它饋電終端單元發(fā)送狀態(tài)信息；合閘步驟所述分閘的斷路器合閘。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述故障檢測步驟，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，在相應(yīng)的饋電終端單元發(fā)送故障信息之前，先將斷路器合上一次。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，還包括供電恢復(fù)步驟所述已分閘的下游饋電終端單元通過其通信裝置向與其相鄰的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元發(fā)送合閘指令，所述開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元接收到該合閘指令后，指令其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)合閘。
4.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，還包括供電恢復(fù)步驟為饋電終端單元指定一默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元，所述已分閘的下游饋電終端單元通過其通信裝置向與其默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元發(fā)送合閘指令，所述默認(rèn)的開環(huán)點(diǎn)饋電終端單元接收到該合閘指令后，指令其內(nèi)的負(fù)荷開關(guān)合閘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無主站的輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法，所述輸配電網(wǎng)絡(luò)控制方法包括故障檢測步驟相應(yīng)的饋電終端單元檢測故障電源，并向所有饋電終端單元發(fā)送故障信息；故障定位步驟饋電終端單元根據(jù)故障信息，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位；故障隔離步驟故障點(diǎn)饋電終端單元分閘，并指令下游饋電終端單元分閘；分閘報(bào)告步驟故障點(diǎn)饋電終端單元和下游饋電終端單元發(fā)送狀態(tài)信息；合閘步驟斷路器合閘；供電恢復(fù)步驟開環(huán)點(diǎn)合閘。由于本發(fā)明的控制方法中未采用主站計(jì)算機(jī)，因此即使個(gè)別饋電終端單元的通信發(fā)生故障，本發(fā)明控制算法也會(huì)自動(dòng)最小化隔離故障，而不會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無法恢復(fù)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK1835334SQ200510024379
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者胡大良 申請(qǐng)人:上海申瑞電力自動(dòng)化科技有限公司