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(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)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(dòng)化主站系統(tǒng)中，并通過(guò)故障定位、故障區(qū)域框定圖形展示來(lái)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(shí)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(jiàn)效快的手段之一，技術(shù)推廣速度較快。
【專(zhuān)利說(shuō)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(dòng)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(guó)家電網(wǎng)公司正式對(duì)外界公布了“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”計(jì)劃，并在社會(huì)各界人士的參與及配合下，在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的科研與實(shí)踐工作，并取得了一定成果，可以說(shuō)，我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)全面鋪開(kāi)。
[0003]在智能配電網(wǎng)方面，國(guó)家電網(wǎng)公司投入大批資金針對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行一、二次設(shè)備改造工作?，F(xiàn)階段我國(guó)大部分一級(jí)城市、部分二級(jí)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(guò)了國(guó)網(wǎng)公司的工程驗(yàn)收，以及實(shí)用化驗(yàn)收工作，智能配電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)悄無(wú)聲息的拉開(kāi)了帷幕；饋線自動(dòng)化(FA)，作為配網(wǎng)自動(dòng)化的重要模塊之一，其對(duì)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(xiàng)特點(diǎn)是線路較長(zhǎng)，分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)較少，自動(dòng)化信息少；為了應(yīng)對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)長(zhǎng)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(lái)越多，在線路發(fā)生故障的時(shí)候，故障指示器依據(jù)故障短路電流進(jìn)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(shí)間。
[0005]隨著無(wú)線通訊技術(shù)的發(fā)展，可對(duì)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(dòng)化主站系統(tǒng)中，并通過(guò)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(chǎng)進(jìn)行維修。
[0006]配電自動(dòng)化整體技術(shù)水平的提高也推動(dòng)了城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)。當(dāng)前重點(diǎn)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(lái)加快故障定位，提高配電線路的故障處理效率，縮短停電時(shí)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(jiàn)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(wèn)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(dòng)化主站系統(tǒng)中，并通過(guò)故障定位、故障區(qū)域框定圖形展示來(lái)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(guò)流動(dòng)作)，在構(gòu)建故障指示器模型時(shí)，量測(cè)信號(hào)主要包括三相過(guò)流信號(hào)、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(yuǎn)線路的變點(diǎn)站出線開(kāi)關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動(dòng)化主站中，因此無(wú)法采用變電站出線開(kāi)關(guān)事故跳閘的啟動(dòng)判據(jù)來(lái)啟動(dòng)故障分析，利用故障指示器的翻牌信息來(lái)觸發(fā)故障監(jiān)聽(tīng)，通過(guò)故障指示器的動(dòng)作信息反向找到對(duì)應(yīng)出線開(kāi)關(guān)作為起點(diǎn)，而后再由這個(gè)起點(diǎn)向下進(jìn)行傳統(tǒng)方法的拓?fù)浞治觯?br> [0013](3)故障區(qū)域框定圖形展示:在對(duì)故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時(shí)，要將邊界節(jié)點(diǎn)所連饋線段都包含在內(nèi)，將故障區(qū)域節(jié)點(diǎn)所連的兩個(gè)饋線段都進(jìn)行著色，并且以故障指示器、開(kāi)關(guān)為設(shè)備邊界，使用虛框?qū)⒐收蠀^(qū)域框定起來(lái)。
[0014]使用故障指示器定位配電線路故障區(qū)段時(shí)，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(dòng)化之間的功能區(qū)別在于:傳統(tǒng)城市饋線自動(dòng)化的故障信息主要與配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)，而城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)架空線路較長(zhǎng)，幾乎沒(méi)有分段開(kāi)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(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，結(jié)合故障信號(hào)，進(jìn)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(kāi)關(guān)、刀閘和它們符合調(diào)度規(guī)程的操作順序。具有與實(shí)際調(diào)度過(guò)程相一致的可操作性。
[0018]故障處理從簡(jiǎn)單故障和復(fù)雜故障兩個(gè)層面來(lái)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(gè)電源點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)端電源能帶動(dòng)環(huán)網(wǎng)上的所有負(fù)荷，系統(tǒng)按簡(jiǎn)單故障處理模式進(jìn)行處理。斷路器出口故障、母線故障、電纜線故障、負(fù)荷側(cè)故障、線路末端故障都屬于簡(jiǎn)單故障的范圍。下面將分別對(duì)其故障處理過(guò)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(jìn)一步按復(fù)雜故障處理模式進(jìn)行處理。不連續(xù)故障、一側(cè)多點(diǎn)故障、一側(cè)及對(duì)側(cè)同時(shí)故障、開(kāi)關(guān)不可控需要擴(kuò)大范圍的故障、負(fù)荷不能全部被轉(zhuǎn)供需要甩負(fù)荷的故障、聯(lián)絡(luò)開(kāi)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(diǎn)更精確。
[0022]故障隔離:處理配電網(wǎng)絡(luò)的各種故障類(lèi)型，對(duì)于線路上同時(shí)發(fā)生的多點(diǎn)故障能根據(jù)每條配電線路的重要程度對(duì)故障進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分，重要的配電網(wǎng)故障可以優(yōu)先進(jìn)行處理。
[0023]故障恢復(fù):可自動(dòng)設(shè)計(jì)非故障區(qū)段的恢復(fù)供電方案，并能避免恢復(fù)過(guò)程導(dǎo)致其他線路的過(guò)負(fù)荷；在具備多個(gè)備用電源的情況下，能根據(jù)各個(gè)電源點(diǎn)的負(fù)載能力，對(duì)恢復(fù)區(qū)域進(jìn)行拆分恢復(fù)供電。
[0024](2)故障分析新方法
[0025]針對(duì)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(duì)故障指示器離線、故障指示器信號(hào)缺失等情況做異常處理。
[0026](3)故障識(shí)別的新方法
[0027]由于部分偏遠(yuǎn)線路的變點(diǎn)站出線開(kāi)關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動(dòng)化主站中，因此無(wú)法采用變電站出線開(kāi)關(guān)事故跳閘的啟動(dòng)判據(jù)來(lái)啟動(dòng)故障分析，需要利用故障指示器的翻牌信息來(lái)觸發(fā)故障監(jiān)聽(tīng)。通過(guò)故障指示器的動(dòng)作信息反向找到對(duì)應(yīng)出線開(kāi)關(guān)作為起點(diǎn)，而后再由這個(gè)起點(diǎn)向下進(jìn)行傳統(tǒng)方法的拓?fù)浞治觥?br> [0028](4)故障區(qū)域框定圖形展示
[0029]針對(duì)架空故障指示器，可能出現(xiàn)故障區(qū)域中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此在對(duì)故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時(shí)，要將邊界節(jié)點(diǎn)所連饋線段都包含在內(nèi)。將故障區(qū)域節(jié)點(diǎn)所連的兩個(gè)饋線段都進(jìn)行著色。并且以故障指示器、開(kāi)關(guān)為設(shè)備邊界，使用虛框?qū)⒐收蠀^(qū)域框定起來(lái)。
[0030](5)滿足基于配電網(wǎng)地理圖定位及可視化互動(dòng)操作的需求
[0031]地理圖快速定位:針對(duì)供電距離較長(zhǎng)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(gè)地理位置發(fā)生故障，定位時(shí)直接報(bào)出故障指示器所在桿塔，方便調(diào)度員與搶修人員進(jìn)行溝通。
[0032]智能告警:由于未來(lái)掛接故障指示器進(jìn)行故障定位的線路會(huì)越來(lái)越多，覆蓋區(qū)域相對(duì)城區(qū)要大的多，需要有針對(duì)性的向各負(fù)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(dòng)向該責(zé)任區(qū)管理人員發(fā)送短信報(bào)警信息。
[0033]可視化互動(dòng)操作:在發(fā)生配電網(wǎng)故障時(shí)，配網(wǎng)主站系統(tǒng)將針對(duì)故障指示器所在位置，對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行框定，并為調(diào)度員提供畫(huà)面操作的互動(dòng)手段，方便調(diào)度員進(jìn)行故障快速隔離以及負(fù)荷轉(zhuǎn)代的策略選擇。
[0034](5)輔助功能
[0035]負(fù)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(diǎn)電流數(shù)據(jù)，可以按日期查詢過(guò)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(duì)故障指不器上報(bào)的信息準(zhǔn)確性做一個(gè)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(shí)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(jiàn)效快的手段之一，技術(shù)推廣速度較快。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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(shí)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(dòng)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(shí)，需要考慮的量測(cè)信號(hào)主要包括三相過(guò)流信號(hào)、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(dòng)化之間的功能區(qū)別在于:傳統(tǒng)城市饋線自動(dòng)化的故障信息主要與配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)，而城郊及農(nóng)村配電網(wǎng)架空線路較長(zhǎng)，幾乎沒(méi)有分段開(kāi)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(yuǎn)線路的變點(diǎn)站出線開(kāi)關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動(dòng)化主站中，因此無(wú)法采用變電站出線開(kāi)關(guān)事故跳閘的啟動(dòng)判據(jù)來(lái)啟動(dòng)故障分析，需要利用故障指示器的翻牌信息來(lái)觸發(fā)故障監(jiān)聽(tīng)。通過(guò)故障指示器的動(dòng)作信息反向找到對(duì)應(yīng)出線開(kāi)關(guān)作為起點(diǎn)，而后再由這個(gè)起點(diǎn)向下進(jìn)行傳統(tǒng)方法的拓?fù)浞治觥?br> [0043]和正常的故障區(qū)間有所不同，原來(lái)的邊界設(shè)備是不在故障著色區(qū)域內(nèi)的，但是針對(duì)架空故障指示器，可能出現(xiàn)故障區(qū)域中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此在對(duì)故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時(shí)，要將邊界節(jié)點(diǎn)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(dòng)化主站系統(tǒng)之后，需要依據(jù)故障信息啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)化主站系統(tǒng)中，并通過(guò)故障定位、故障區(qū)域框定圖形展示來(lái)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(guò)流動(dòng)作)，在構(gòu)建故障指示器模型時(shí)，量測(cè)信號(hào)主要包括三相過(guò)流信號(hào)、三相電流幅值、裝置是否在線； (2)故障定位:由于部分偏遠(yuǎn)線路的變點(diǎn)站出線開(kāi)關(guān)信息并未轉(zhuǎn)發(fā)到配電自動(dòng)化主站中，因此無(wú)法采用變電站出線開(kāi)關(guān)事故跳閘的啟動(dòng)判據(jù)來(lái)啟動(dòng)故障分析，利用故障指示器的翻牌信息來(lái)觸發(fā)故障監(jiān)聽(tīng)，通過(guò)故障指示器的動(dòng)作信息反向找到對(duì)應(yīng)出線開(kāi)關(guān)作為起點(diǎn)，而后再由這個(gè)起點(diǎn)向下進(jìn)行傳統(tǒng)方法的拓?fù)浞治觯? (3)故障區(qū)域框定圖形展示:在對(duì)故障區(qū)間內(nèi)設(shè)備的判斷時(shí)，要將邊界節(jié)點(diǎn)所連饋線段都包含在內(nèi)，將故障區(qū)域節(jié)點(diǎn)所連的兩個(gè)饋線段都進(jìn)行著色，并且以故障指示器、開(kāi)關(guān)為設(shè)備邊界，使用虛框?qū)⒐收蠀^(qū)域框定起來(lái)。
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(shí)，將故障指示器信息需要與饋線段相關(guān)聯(lián)。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104237735SQ201310243111
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)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(biāo)龍, 時(shí)金媛, 張曉鋒, 韓韜, 尚健, 周三山, 蘇光, 蘇克明 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江西九江供電公司, 國(guó)電南瑞科技股份有限公司