本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，在世界范圍內(nèi)的節(jié)能減排浪潮和信息技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下，電力系統(tǒng)正在發(fā)生深刻的變革。智能電網(wǎng)的研發(fā)已成為電力工業(yè)界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)，并已在部分國(guó)家進(jìn)入前期發(fā)展或工程示范階段。智能電網(wǎng)廣泛使用廣域傳感和測(cè)量、高速信息通信網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)計(jì)算和柔性控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。在智能電網(wǎng)中，越來(lái)越多的電力設(shè)備采用嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大量的電氣設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和計(jì)算設(shè)備通過(guò)電網(wǎng)、通信網(wǎng)兩個(gè)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)互連，在一定程度上已經(jīng)具備CPS的基本特征。配電CPS是在滿足智能配電網(wǎng)對(duì)可再生能源、分布式電源、互動(dòng)用戶的安全可靠接入等需求的同時(shí)，更融合CPS的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)計(jì)算、通信、傳感、控制和電力系統(tǒng)的無(wú)縫集成，顯著提升配電網(wǎng)的信息感知、集成、共享和協(xié)同能力。因此必須在滿足信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自組織、自適應(yīng)的能力的提升：配電CPS將通過(guò)信息與網(wǎng)絡(luò)的融合，可支持全局優(yōu)化與局部控制的協(xié)同。此外，配電CPS具有自適應(yīng)功能，對(duì)負(fù)荷控制、設(shè)備特性和用戶偏好等信息有比較準(zhǔn)確的把握，具有自動(dòng)排除各種系統(tǒng)故障(包括物理系統(tǒng)故障和信息通信系統(tǒng)故障)、保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的能力。

而目前尚未有成熟的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：一種基于配電CPS的集中式與分布式FA協(xié)同故障處理方法，構(gòu)建了基于新一代主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)；在協(xié)同控制的框架下，充分運(yùn)用基于分布式饋線終端的快速分布式FA實(shí)現(xiàn)故障的快速切除和故障恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域故障的快速自治自愈；其次，通過(guò)主站的全局故障處理、故障恢復(fù)、及全局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)協(xié)同故障處理對(duì)區(qū)域自治式快速分布式FA的有效補(bǔ)充。相對(duì)于傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的故障處理，具有更快的故障處理速度和更好的協(xié)同故障處理能力，從而具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明可采用如下技術(shù)方案：

一種基于配電CPS的集中式與分布式FA協(xié)同故障處理方法，其特征在于，包括：

設(shè)置配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)，包括在配電主站系統(tǒng)配置主站集中式與分布式FA協(xié)同控制模塊，主站集中式與分布式FA協(xié)同控制模塊通過(guò)正方向安全隔離連接專網(wǎng)采集服務(wù)器，專網(wǎng)采集服務(wù)器通過(guò)縱向加密裝置經(jīng)光纖通道連接調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)配網(wǎng)交換機(jī)；

當(dāng)存在配電終端通信故障、拒動(dòng)等情況，提出分布式FA無(wú)縫過(guò)渡到集中式FA的協(xié)同控制方法，包括：

(1)、在分布式FA執(zhí)行期間，配電主站系統(tǒng)處于監(jiān)視狀態(tài)；

(2)、主站集中式FA配合終端分布式FA進(jìn)行故障處理輔助決策，主站集中式FA對(duì)包括通信異常、開(kāi)關(guān)拒動(dòng)、開(kāi)關(guān)越級(jí)跳的異常情況處理；

(3)、當(dāng)發(fā)生不滿足分布式FA功能運(yùn)行條件時(shí)，則退出分布式FA功能，并將控制權(quán)移交配電主站系統(tǒng)，即采用集中式FA來(lái)處理。

本發(fā)明的有益效果在于：

基于主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)為分布式FA故障處理為主、集中式FA故障處理為輔在通信的物理架構(gòu)上、策略的無(wú)縫過(guò)渡上奠定基礎(chǔ)，分布式快速FA基于對(duì)等通信的快速通信機(jī)制及后備處理機(jī)制可提高分布式故障處理的快速性和后備可靠性，集中式FA與分布式FA的協(xié)同控制策略實(shí)現(xiàn)了分布式FA在異常情況及正常復(fù)雜情況下故障處理功能到集中式FA的無(wú)縫過(guò)渡，達(dá)到了分布式自治的快速性和全局控制的安全穩(wěn)定性的有效互補(bǔ)。

進(jìn)一步的，還包括優(yōu)先基于分布式饋線終端的快速分布式FA實(shí)現(xiàn)故障的快速切除和故障恢復(fù)，其中分布式配電終端之間順序兩兩對(duì)等通信，分布式FA完成故障信息的收集，與斷路器配合后完成故障的隔離，通過(guò)出口斷路器和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的配合實(shí)現(xiàn)配電主干線路的快速故障自愈。

進(jìn)一步的，所述配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制通信架構(gòu)，在配電主站系統(tǒng)通過(guò)正方向安全隔離連接專網(wǎng)采集服務(wù)器，采集服務(wù)器通過(guò)縱向加密裝置經(jīng)光纖通道連接調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)配網(wǎng)交換機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)與各個(gè)分布式配電終端的三遙、二遙通信，而分布式配電終端之間順序?qū)崿F(xiàn)兩兩對(duì)等通信，是主站集中式FA與分布式FA功能實(shí)現(xiàn)與無(wú)縫切換的重要支撐。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明配電CPS主站集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)的示意圖。

圖2為本發(fā)明配電CPS主站集中式與分布式FA協(xié)同控制策略示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案主要分為構(gòu)建基于新一代主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)，支持實(shí)現(xiàn)分布式FA故障處理為主、集中式FA故障處理為輔的協(xié)同控制策略，同時(shí)保證分布式控制方式與全局控制方式的協(xié)同配合與無(wú)縫過(guò)渡等三部分內(nèi)容。

(一)、基于新一代主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明中采用了新一代主站系統(tǒng)與配電終端，是基于新一代主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)。蓋架構(gòu)遵循配電CPS開(kāi)放、協(xié)同、自治、安全的理念，構(gòu)建基于新一代主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制通信架構(gòu)，按照國(guó)網(wǎng)最新的信息安全防護(hù)要求，在配電主站系統(tǒng)安全一區(qū)配置主站集中式與分布式FA協(xié)同控制模塊，通過(guò)正方向安全隔離連接專網(wǎng)采集服務(wù)器，采集服務(wù)器通過(guò)縱向加密裝置經(jīng)光纖通道連接調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)配網(wǎng)交換機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)與各個(gè)分布式配電終端的三遙、二遙通信；分布式配電終端之間順序?qū)崿F(xiàn)兩兩對(duì)等通信。在滿足國(guó)網(wǎng)最新的信息安全防護(hù)需求的基礎(chǔ)上，基于配電CPS信息與網(wǎng)絡(luò)的融合，實(shí)現(xiàn)配電CPS系統(tǒng)自治、協(xié)同的控制目標(biāo)，為基于分布式FA的快速分布式故障處理與基于集中式FA的全局控制間的協(xié)同與互補(bǔ)切換實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

(二)、基于配電CPS的快速分布式FA故障處理

遵循配電CPS的自治、安全的理念，在配電CPS協(xié)同控制的框架下，提出優(yōu)先基于分布式饋線終端的快速分布式FA實(shí)現(xiàn)故障的快速切除和故障恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域故障的快速自治自愈，針對(duì)智能分布式FA對(duì)通信可靠性要求較高的不足，提出了基于對(duì)等通信的高速通信處理機(jī)制的智能分布式FA實(shí)現(xiàn)方法及通道失效的后備處理機(jī)制，既滿足了有源配電網(wǎng)FA的需求，又實(shí)現(xiàn)了故障處理對(duì)終端之間通信信息的依賴最小化，高速通信機(jī)制和通道失效的后備處理機(jī)制不僅加快了故障處理速度，也提高了通信的可靠性。分布式FA在故障發(fā)生時(shí)可在極短時(shí)間內(nèi)完成故障信息的收集，與斷路器配合后完成故障的隔離，在秒級(jí)內(nèi)通過(guò)出口斷路器和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的配合實(shí)現(xiàn)配電主干線路的快速故障自愈，從而恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。

(三)、基于配電CPS的主站集中式與分布式FA協(xié)同控制策略如圖2所示，

首先，正常狀態(tài)下，在分布式FA執(zhí)行期間，配電CPS主站處于監(jiān)視狀態(tài)。在就地饋線自動(dòng)化處理快速處理故障之后實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的優(yōu)化。集中式優(yōu)化由于掌握配電網(wǎng)的全局信息，所以可以應(yīng)用在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果下，同時(shí)滿足更高級(jí)的故障處理要求，提高設(shè)備利用率，同時(shí)擴(kuò)大配網(wǎng)供電能力。除此之外，在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，可以借助配電網(wǎng)CPS主站強(qiáng)大的分析應(yīng)用子系統(tǒng)的功能，比如潮流計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)估計(jì)、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，利用配電網(wǎng)的全局信息，提前制定好開(kāi)關(guān)調(diào)度計(jì)劃，使配電網(wǎng)能夠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

其次，在一些特殊情況下，可以處理開(kāi)關(guān)據(jù)動(dòng)、信息非健全情況下的故障，也用以處理大面積斷電的快速恢復(fù)。主站集中式FA配合終端分布式FA進(jìn)行故障處理輔助決策，對(duì)通信異常、開(kāi)關(guān)拒動(dòng)、開(kāi)關(guān)越級(jí)跳等異常情況的處理，充分結(jié)合就地分布故障處理快速以及主站全局監(jiān)控修正控制的優(yōu)勢(shì)。在故障處理的過(guò)程中，通過(guò)終端上送的動(dòng)作原因信號(hào)(如“下游故障信號(hào)”、“上游故障信號(hào)”、“開(kāi)關(guān)拒動(dòng)信號(hào)”、“聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合閘”等)，判斷故障處理是否執(zhí)行成功。當(dāng)發(fā)生不滿足分布式FA功能運(yùn)行條件時(shí)，則退出分布式FA功能，并將控制權(quán)移交配電主站系統(tǒng)，即采用集中式FA來(lái)處理。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：基于新一代主站系統(tǒng)與配電終端的配電CPS集中式與分布式FA協(xié)同控制架構(gòu)為分布式FA故障處理為主、集中式FA故障處理為輔在通信的物理架構(gòu)上、策略的無(wú)縫過(guò)渡上奠定基礎(chǔ)，分布式快速FA基于對(duì)等通信的快速通信機(jī)制及后備處理機(jī)制可提高分布式故障處理的快速性和后備可靠性，集中式FA與分布式FA的協(xié)同控制策略實(shí)現(xiàn)了分布式FA在異常情況及正常復(fù)雜情況下故障處理功能到集中式FA的無(wú)縫過(guò)渡，達(dá)到了分布式自治的快速性和全局控制的安全穩(wěn)定性的有效互補(bǔ)。

以上實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的說(shuō)明，而本發(fā)明的保護(hù)范圍并非局限于此，任何熟悉本專業(yè)的人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行的修改或等同替換，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。