一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法，將架空線路上掛接的故障指示器翻牌信息上送到配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)中，并通過故障定位、故障區(qū)域框定圖形展示來輔助調(diào)度員定位故障區(qū)段。本發(fā)明提供的結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法提高了配電線路的故障處理效率，縮短了停電時間，從而成為了提高城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)的供電可靠性的有效手段，也是目前投入少見效快的手段之一，技術(shù)推廣速度較快。
【專利說明】一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電自動化系統(tǒng)技術(shù)，尤其涉及一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002]2009年5月，國家電網(wǎng)公司正式對外界公布了“堅強智能電網(wǎng)”計劃，并在社會各界人士的參與及配合下，在相關(guān)領(lǐng)域進行了大量的科研與實踐工作，并取得了一定成果，可以說，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)全面鋪開。
[0003]在智能配電網(wǎng)方面，國家電網(wǎng)公司投入大批資金針對配網(wǎng)進行一、二次設(shè)備改造工作?，F(xiàn)階段我國大部分一級城市、部分二級城市已經(jīng)基本完成配網(wǎng)改造工作，例如，銀川、杭州、南京、成都等地的配網(wǎng)改造工作已經(jīng)通過了國網(wǎng)公司的工程驗收，以及實用化驗收工作，智能配電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)悄無聲息的拉開了帷幕；饋線自動化(FA)，作為配網(wǎng)自動化的重要模塊之一，其對提高供電可靠性提供了有效的支持手段。
[0004]農(nóng)網(wǎng)線路有別與城市配電網(wǎng)的一項特點是線路較長，分斷開關(guān)較少，自動化信息少；為了應(yīng)對農(nóng)村電網(wǎng)長線路的檢修，采用在架空線路上掛接故障指示器的方法用的越來越多，在線路發(fā)生故障的時候，故障指示器依據(jù)故障短路電流進行翻牌，輔助巡線人員快速定位故障區(qū)段，加快搶修效率，縮短停電時間。
[0005]隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，可對這部分掛接在配網(wǎng)線路上的故障指示器翻牌信息上送到配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)中，并通過主站系統(tǒng)的分析，輔助調(diào)度員定位故障區(qū)段，有效指派搶修人員到現(xiàn)場進行維修。
[0006]配電自動化整體技術(shù)水平的提高也推動了城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)。當(dāng)前重點關(guān)注的是提高城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)的供電可靠性以及電壓合格率。
[0007]采用故障指示器來加快故障定位，提高配電線路的故障處理效率，縮短停電時間是提高城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)的供電可靠性的有效手段，也是目前投入少見效快的手段之一，技術(shù)推廣速度較快。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決故障指示器、故障指示器與配電終端相混合的情況，本發(fā)明提供一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法，
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0010]一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法，將架空線路上掛接的故障指示器翻牌信息上送到配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)中，并通過故障定位、故障區(qū)域框定圖形展示來輔助調(diào)度員定位故障區(qū)段，由如下步驟組成:
[0011](I)架空故障指示器設(shè)備建模:故障指示器的功能不局限于單遙信(過流動作)，在構(gòu)建故障指示器模型時，量測信號主要包括三相過流信號、三相電流幅值、裝置是否在線.-^4 ，
[0012](2)故障定位:由于部分偏遠線路的變點站出線開關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動化主站中，因此無法采用變電站出線開關(guān)事故跳閘的啟動判據(jù)來啟動故障分析，利用故障指示器的翻牌信息來觸發(fā)故障監(jiān)聽，通過故障指示器的動作信息反向找到對應(yīng)出線開關(guān)作為起點，而后再由這個起點向下進行傳統(tǒng)方法的拓撲分析；
[0013](3)故障區(qū)域框定圖形展示:在對故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時，要將邊界節(jié)點所連饋線段都包含在內(nèi)，將故障區(qū)域節(jié)點所連的兩個饋線段都進行著色，并且以故障指示器、開關(guān)為設(shè)備邊界，使用虛框?qū)⒐收蠀^(qū)域框定起來。
[0014]使用故障指示器定位配電線路故障區(qū)段時，將故障指示器信息需要與饋線段關(guān)聯(lián)。
[0015]使用故障指示器定位配電線路故障區(qū)段與傳統(tǒng)城市配電網(wǎng)饋線自動化之間的功能區(qū)別在于:傳統(tǒng)城市饋線自動化的故障信息主要與配網(wǎng)自動化開關(guān)相關(guān)聯(lián)，而城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)架空線路較長，幾乎沒有分段開關(guān)，故障指示器信息需要與饋線段相關(guān)聯(lián)。
[0016](I)故障定位、故障隔離和故障恢復(fù)；
[0017]故障處理依據(jù)配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和設(shè)備運行的實時信息，結(jié)合故障信號，進行故障的定位、隔離和非故障失電區(qū)域的恢復(fù)供電。所生成的故障處理方案能夠直接給出具體的操作開關(guān)、刀閘和它們符合調(diào)度規(guī)程的操作順序。具有與實際調(diào)度過程相一致的可操作性。
[0018]故障處理從簡單故障和復(fù)雜故障兩個層面來考慮。
[0019]如果環(huán)網(wǎng)是雙電源供電，且滿足N-1原則，即當(dāng)一個電源點發(fā)生故障時，對端電源能帶動環(huán)網(wǎng)上的所有負荷，系統(tǒng)按簡單故障處理模式進行處理。斷路器出口故障、母線故障、電纜線故障、負荷側(cè)故障、線路末端故障都屬于簡單故障的范圍。下面將分別對其故障處理過程做介紹。
[0020]如果環(huán)網(wǎng)具有多電源(大于2)，或雖是雙電源供電，但不滿足N-1原則，系統(tǒng)將進一步按復(fù)雜故障處理模式進行處理。不連續(xù)故障、一側(cè)多點故障、一側(cè)及對側(cè)同時故障、開關(guān)不可控需要擴大范圍的故障、負荷不能全部被轉(zhuǎn)供需要甩負荷的故障、聯(lián)絡(luò)開關(guān)處故障都屬于復(fù)雜故障。
[0021]故障定位:故障定位的分析中增加了故障指示器的分析；定位的范圍更精確，故障指示器掛靠在饋線段上面，定位點更精確。
[0022]故障隔離:處理配電網(wǎng)絡(luò)的各種故障類型，對于線路上同時發(fā)生的多點故障能根據(jù)每條配電線路的重要程度對故障進行優(yōu)先級劃分，重要的配電網(wǎng)故障可以優(yōu)先進行處理。
[0023]故障恢復(fù):可自動設(shè)計非故障區(qū)段的恢復(fù)供電方案，并能避免恢復(fù)過程導(dǎo)致其他線路的過負荷；在具備多個備用電源的情況下，能根據(jù)各個電源點的負載能力，對恢復(fù)區(qū)域進行拆分恢復(fù)供電。
[0024](2)故障分析新方法
[0025]針對僅有故障指示器、故障指示器與配電終端相混合的情況做綜合考慮，并對故障指示器離線、故障指示器信號缺失等情況做異常處理。
[0026](3)故障識別的新方法
[0027]由于部分偏遠線路的變點站出線開關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動化主站中，因此無法采用變電站出線開關(guān)事故跳閘的啟動判據(jù)來啟動故障分析，需要利用故障指示器的翻牌信息來觸發(fā)故障監(jiān)聽。通過故障指示器的動作信息反向找到對應(yīng)出線開關(guān)作為起點，而后再由這個起點向下進行傳統(tǒng)方法的拓撲分析。
[0028](4)故障區(qū)域框定圖形展示
[0029]針對架空故障指示器，可能出現(xiàn)故障區(qū)域中只有一個節(jié)點，因此在對故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時，要將邊界節(jié)點所連饋線段都包含在內(nèi)。將故障區(qū)域節(jié)點所連的兩個饋線段都進行著色。并且以故障指示器、開關(guān)為設(shè)備邊界，使用虛框?qū)⒐收蠀^(qū)域框定起來。
[0030](5)滿足基于配電網(wǎng)地理圖定位及可視化互動操作的需求
[0031]地理圖快速定位:針對供電距離較長的架空線路，故障定位以地理圖顯示的方式效果較好，能夠讓配調(diào)人員快速得知是在哪個地理位置發(fā)生故障，定位時直接報出故障指示器所在桿塔，方便調(diào)度員與搶修人員進行溝通。
[0032]智能告警:由于未來掛接故障指示器進行故障定位的線路會越來越多，覆蓋區(qū)域相對城區(qū)要大的多，需要有針對性的向各負責(zé)片區(qū)的檢修人員發(fā)送短信告警信息。系統(tǒng)將根據(jù)故障所在線路的責(zé)任區(qū)，自動向該責(zé)任區(qū)管理人員發(fā)送短信報警信息。
[0033]可視化互動操作:在發(fā)生配電網(wǎng)故障時，配網(wǎng)主站系統(tǒng)將針對故障指示器所在位置，對故障區(qū)段進行框定，并為調(diào)度員提供畫面操作的互動手段，方便調(diào)度員進行故障快速隔離以及負荷轉(zhuǎn)代的策略選擇。
[0034](5)輔助功能
[0035]負荷電流數(shù)據(jù)查詢:采用圖表和曲線圖方式展現(xiàn)采集點電流數(shù)據(jù)，可以按日期查詢過濾。查詢結(jié)果數(shù)據(jù)可以打印、導(dǎo)出。
[0036]故障指示器管理:可將故障指示器與歷史告警信息相關(guān)聯(lián)，一方面可檢查故障指不器的基礎(chǔ)信息，另一方面可對故障指不器上報的信息準確性做一個核查。
[0037]本發(fā)明提供的結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法提高了配電線路的故障處理效率，縮短了停電時間，從而成為了提高城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)的供電可靠性的有效手段，也是目前投入少見效快的手段之一，技術(shù)推廣速度較快。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明所述結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法流程示意圖。

【具體實施方式】
[0039]如圖1所示，本發(fā)明所述結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法，不僅滿足配網(wǎng)調(diào)度信息安全的需求，還滿足基于配網(wǎng)地理圖快速定位及可視化互動操作，是立足于故障指示器和配電終端的新的故障分析方法。
[0040]因此在構(gòu)建故障指示器模型時，需要考慮的量測信號主要包括三相過流信號、三相電流幅值、裝置是否在線等。
[0041]使用故障指示器定位配電線路故障區(qū)段與傳統(tǒng)城市配電網(wǎng)饋線自動化之間的功能區(qū)別在于:傳統(tǒng)城市饋線自動化的故障信息主要與配網(wǎng)自動化開關(guān)相關(guān)聯(lián)，而城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)架空線路較長，幾乎沒有分段開關(guān)，故障指示器信息需要與饋線段相關(guān)聯(lián)。
[0042]由于部分偏遠線路的變點站出線開關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動化主站中，因此無法采用變電站出線開關(guān)事故跳閘的啟動判據(jù)來啟動故障分析，需要利用故障指示器的翻牌信息來觸發(fā)故障監(jiān)聽。通過故障指示器的動作信息反向找到對應(yīng)出線開關(guān)作為起點，而后再由這個起點向下進行傳統(tǒng)方法的拓撲分析。
[0043]和正常的故障區(qū)間有所不同，原來的邊界設(shè)備是不在故障著色區(qū)域內(nèi)的，但是針對架空故障指示器，可能出現(xiàn)故障區(qū)域中只有一個節(jié)點，因此在對故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時，要將邊界節(jié)點所連饋線段都包含在內(nèi)。故障指示器信息上送到配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)之后，需要依據(jù)故障信息啟動故障分析，并將故障分析結(jié)果采用地理圖定位、智能告警、可視化互動操作的方式提供給配調(diào)人員。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法，其特征在于:將架空線路上掛接的故障指示器翻牌信息上送到配電網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)中，并通過故障定位、故障區(qū)域框定圖形展示來輔助調(diào)度員定位故障區(qū)段，由如下步驟組成: (1)架空故障指示器設(shè)備建模:故障指示器的功能不局限于單遙信(過流動作)，在構(gòu)建故障指示器模型時，量測信號主要包括三相過流信號、三相電流幅值、裝置是否在線； (2)故障定位:由于部分偏遠線路的變點站出線開關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動化主站中，因此無法采用變電站出線開關(guān)事故跳閘的啟動判據(jù)來啟動故障分析，利用故障指示器的翻牌信息來觸發(fā)故障監(jiān)聽，通過故障指示器的動作信息反向找到對應(yīng)出線開關(guān)作為起點，而后再由這個起點向下進行傳統(tǒng)方法的拓撲分析； (3)故障區(qū)域框定圖形展示:在對故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時，要將邊界節(jié)點所連饋線段都包含在內(nèi)，將故障區(qū)域節(jié)點所連的兩個饋線段都進行著色，并且以故障指示器、開關(guān)為設(shè)備邊界，使用虛框?qū)⒐收蠀^(qū)域框定起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合故障指示器和配電終端的建模和故障分析方法，其特征在于:使用故障指示器定位配電線路故障區(qū)段時，將故障指示器信息需要與饋線段相關(guān)聯(lián)。
【文檔編號】G01R31/08GK104237735SQ201310243111
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】李迎軍, 張俊鋒, 蘇標龍, 時金媛, 張曉鋒, 韓韜, 尚健, 周三山, 蘇光, 蘇克明 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江西九江供電公司, 國電南瑞科技股份有限公司