配电主站馈线拓扑模型校核方法研究

智能分布式馈线自动化(feeder automation, FA)与主站集中式FA协同控制能够实现故障的最优处理。在协同控制下,馈线侧拓扑来源于配电终端的自动识别,主站侧拓扑由地理信息系统(geographic information system, GIS)或生产管理系统(production management, system, PMS)通过增量导入,存在连通混乱,与实际的拓扑运行方式不一致等问题。为实现基于智能分布式FA与主站后备的故障隔离和非故障区域恢复供电技术,促使拓扑模型统一,提出了在静态拓扑或者拓扑运行方式发生变化的情况下,由主控智能配电终端启动拓扑查询功能并生成馈线拓扑文件。进而将该模型文件上传至配电自动化主站,对主站侧的静态拓扑模型和动态拓扑模型进行校核,实现了对主站侧拓扑模型的纠正。同时通过实验验证了该校核方案的可行性,完全满足配电网的要求。     

适应分布式馈线自动化的配电网拓扑模型生成方法

分布式馈线自动化不依赖于主站的大量计算,仅采用局部网络拓扑分析实现快速故障处理。通过分析在智能配电终端中适应分布式馈线自动化需求的拓扑结构,并对IEC 61968、IEC 61970和IEC 61850的模型进行比较,找出配电主站全网拓扑模型与智能配电终端局部拓扑模型之间的差异。结合分布式FA的局部拓扑需求,建立智能配电终端局部拓扑模型和配电主站全系统拓扑模型,并通过模型转换实现局部拓扑模型的自维护。     

IEC 61850应用于分布式馈线自动化系统的模型

远传型故障指示器或功能模块可以检测配电线路各区段的故障并上传检测结果,从而为分布式馈线自动化(FA)进行故障区间定位提供判断依据。以IEC 61580-90-6技术报告所提出的故障指示功能为基础,构建基于IEC 61850的分布式馈线自动化的系统模型,提出了分布式故障区间定位、隔离和供电恢复的逻辑节点。扩展现有的IEC 61850系统配置语言(SCL)模型以描述配电网的一次拓扑和逻辑功能配置。给出IEC 61850应用于馈线自动化系统的通信服务映射。最后,提出了变电站自动化和馈线自动化系统进行数据交换的配置流程。通过应用示例表明,所提出的IEC 61850信息模型可以支持分布式馈线自动化功能和终端之间的互操作。     

基于拓扑片的智能分布式馈线拓扑分析

馈线拓扑分析是实现馈线自动化的基础,智能分布式馈线自动化(Distributed Intelligent Feeder Automation,DIFA)的馈线拓扑分析由配电终端自主实现面临着巨大的挑战。首先研究了FA应用的馈线拓扑模型,把电源、线路、母线和负荷等电气元件抽象为节点,以开关为边-电气元件为节点的多叉树表示的馈线拓扑作为DIFA馈线拓扑模型。提出了基于拓扑片的馈线拓扑分散配置方法,把每个配电终端覆盖的区域定义为拓扑片,每个配电终端配置存储拓扑片信息。把拓扑片的邻接关系用配电终端的邻接关系来定义,并映射成开关邻接关系。在拓扑片的配置中显性配置开关邻接关系,隐性包含线路节点、母线节点和负荷节点。最后提出了拓扑片拼接的馈线拓扑静态分析方法。所提出的基于拓扑片的馈线拓扑分析方法适用于DIFA,由配电终端自主实现,具有分析速度快和配置简单的优势。     

基于链式纵联技术的馈线自动化研究及应用

针对云南电网瑞丽供电局城市配电网络快速定位、隔离故障区段并恢复非故障区段供电的运行特征,提出了一种新型链式纵联馈线自动化的技术。该技术是以光纤以太网为通信载体,根据线路拓扑信息实现多播自动分组,当故障发生后通过组内保护动作信息的链式交互与闭锁,完成故障的定位和隔离,扩展了传统纵联保护应用。同时,研究链式纵联信息交换的交互流程以及局部拓扑模型与分布式环境下的分布式拓扑计算方法。最后研究了链式纵联馈线自动化定值参数的统一生成与维护难的问题,为要求停电时间极短的城市配电网,提供了较高的供电可靠性。基于以上技术研制出的馈线自动化(FA)系统,故障上游不停电,故障下游短时停电,实现了故障快速准确定位、隔离和自适应恢复供电的技术目标。该技术研究对云南瑞丽的配电自动化实用化运行水平的提高具有较大的理论研究和实用价值。     

基于逻辑节点的分布式馈线自动化拓扑识别

分布式馈线自动化(FA)需要馈线实时拓扑信息实现故障定位、隔离以及非故障区段的供电恢复。文中分析了分布式FA应用对馈线实时拓扑信息的需求,基于IEC 61850建模方法新建了单元拓扑逻辑节点和拓扑片节点以描述馈线拓扑。使用智能终端配置的拓扑片信息和当前的开关设备状态信息,基于深度优先搜索可实现馈线实时拓扑的识别,满足分布式FA应用需求,算例验证了方法有效性。     

基于IEC61850的智能分布式馈线自动化系统建模

为了实现配电线路的馈线自动化(FA)功能,将IEC61850建模思想引入馈线自动化系统中,建立关于智能分布式馈线自动化的终端设备信息模型;然后构建了基于GOOSE通信的信息交换模型,提出了将信息交换限制在相邻终端之间的两两通信方式;最后分析了电缆型配电线路实现馈线自动化的保护逻辑和信息模型的数据流。分析表明所提方法可以快速隔离故障和恢复供电,提高了供电的可靠性。     

基于主站的分布式馈线自动化系统配置方法研究

分布式馈线自动化系统(FA)要求配电终端不仅要能够实现即插即用技术,还要能够根据其内部拓扑信息实现故障定位、隔离以及非故障区域的供电恢复功能。为了实现系统的灵活配置以及解决在配置过程中因配置人员的操作失误导致的终端邻接关系不正确的问题,借鉴变电站系统的配置流程,介绍了一种适用于分布式FA系统的配置方法,并提出了终端邻接关系的校验方案,实现了系统的灵活配置。通过试验验证了方案的可行性。     

基于5G网络的智能分布式馈线自动化应用探讨

配电自动化是提高配网供电可靠性和管理水平的重要手段,智能分布式馈线自动化(Feeder Automation,FA)作为新一代配电自动化技术,能够快速处理故障,实现毫秒级故障自愈,但是容易受到光纤通信的制约.本文针对5G网络的发展和其相关技术优势,将5G网络与智能分布式FA技术结合,阐述智能分布式FA的处理策略,对5G通信应用于智能分布式FA的必要性和可行性进行论证,并通过案例分析,说明其良好的发展前景.     

基于电力线通信的配电网拓扑自动识别与应用

配电网拓扑是对配电网设备、线路以及连接关系的完整描述,是实现配电网智能化应用的重要基础.目前电力企业在维护配电网拓扑时以人工维护为主,难以保证配电网拓扑模型的完整性及正确性.提出了基于配电网物理设备与信息融合的中低压拓扑识别策略,充分结合已有的配电自动化主站、配电终端及智能电表设备与信息数据资源,利用电力线通信信号,通...     

配电网站域式快速线路保护方案及其实现

为解决现有配电线路保护越级跳闸、动作时限长以及分布式电源(distributed generation, DG)并网后保护不适用等问题,提出了配电网站域式快速线路保护及其实现方案。首先,采用基于连接点路径搜索的拓扑模型解析方法,并构建基于单向邻接矩阵的拓扑描述模型,形成保护应用拓扑矩阵。然后,分析随机投退的多类型DG并网系统相间和接地短路时的故障特征,并提取故障定位有效信息,形成故障信息矩阵。综合保护应用拓扑和故障信息生成故障定位矩阵,提出故障定位判据。最后,设计开发保护成套装置,并利用已研制样机进行基于RTplus平台的试验。试验结果证明配电线路不同位置发生不同类型故障时保护出口时间不超过60 ms,目标终端接收到跳闸命令并控制相应断路器跳闸,保护速动性和选择性要求均能得到满足。     

基于实时拓扑识别的分布式馈线自动化控制方法

现有分布式馈线自动化(FA)算法大都针对具体的馈线拓扑结构与联络开关位置设计,馈线运行方式改变时需要重新调整算法。通过检测开关两侧电压,可以识别联络开关的身份并自动调整控制算法,但要求每一个分段开关两侧都安装电压互感器。提出通过智能终端之间的接力查询,自动识别馈线实时拓扑结构与联络开关位置。相邻分段开关的智能终端间通过交换故障电流检测信息,定位并隔离故障区段;联络开关处的配电终端根据馈线实时拓扑结构计算备供电源容量裕度,从而最大范围恢复非故障区段供电。根据所提方法建立FA系统,静模试验及现场运行结果证明了该方法能够自动适应馈线拓扑结构变化,快速进行故障隔离与供电恢复控制。     

基于GOOSE的综合型智能分布式馈线自动化方案

在配网自动化的馈线自动化方案中,智能分布式FA目前相对是一种最为快速的就地型馈线自动化方案,但是配电网网架复杂多变,FA方案也需要有较好的适用性。提出了一种基于区域型配电终端和单元型配电终端的综合型智能分布式FA方案,详细阐述了该方案的系统架构、故障定位原理、故障隔离和供电恢复以及工程配置模型等全过程。从试验检测到实际运用证明了该方案具有良好的适应性。     

计及拓扑结构变化的分布式自适应电流保护方法

针对配电网络重构、线路拓扑关系发生变化导致保护误动或拒动的问题,提出一种自适应电流保护方法,该方法由智能终端实时获取配电线路的拓扑关系,自适应调整保护定值,实现自适应保护和故障自愈功能。该方法可减少配置维护工作量,提高配电网的可靠性。为了实现互操作性,建立了基于IEC 61850标准的分布式自适应电流保护相关的逻辑节点,构建了分布式自适应电流保护应用的信息模型,以期能为现场应用提供一定的参考。     

配电网馈线自动化投运条件及运行工况自校验仿真测试分析

在对馈线自动化(FA)投运条件测试后,对当前国内配网馈线自动化线路的运行情况进行了分类统计分析,得到影响馈线自动化应用可靠性和准确性的几项重要因素,并提出了对应的解决思路,即采用仿真测试环境对配电网FA线路进行拓扑正确性、功能正确性的仿真测试,提前发现线路拓扑连接问题、FA功能配置问题以及系统功能问题,保证通过测试的FA线路能够可靠投运。同时,在配电自动化系统日常运行中对线路FA运行工况进行自监测,采用指标评估的方式对系统当前在线运行的FA线路可靠性状况做出评估,对指标异常的线路给出退出运行或降级运行的处理,保证FA线路运行过程中的安全性和可靠性。     

分层备用保护型馈线自动化技术研究

将后备分层保护技术特点引入智能分布式馈线自动化系统,提出一种新型的分层备用保护型馈线自动化算法。根据配电网络拓扑结构及供电方向定义每回线配电终端的区域属性和层级属性,同时采用组播传输方式实现智能分布式FA通信,最终实现故障快速隔离与非故障区域恢复。经过RTDS仿真验证及现场验证表明,该方法可快速完成故障处理,当终端通信故障或下级开关动作失效时,上级开关自动动作,在减少故障处理时间的同时,提高了分布式馈线自动化系统的可靠性。     

基于有限量测信息的多分支配电线路故障定位方法

准确快速的故障定位对配电系统的运行质量和可靠性至关重要。目前多分支配电系统故障定位方法大多通过在配网中增加量测装置实现，但配电网拓扑结构复杂，监控设备数量有限，大规模安装额外量测设备的成本较高，难以在实际系统中广泛应用。为此，提出了一种基于有限量测信息的多分支配电线路故障定位方法。首先，对多分支配电线路中电气量信息与故障距离的非线性关系进行理论分析，证明了采用深度学习构建映射函数完成故障定位任务的可行性；其次，利用堆栈自编码器和长短期记忆网络建立故障测距模型，降低配电线路多分支对故障定位产生的误差；再次，结合配电自动化系统的量测信息，通过逻辑推理和智能测距模型实现故障线路判定和测距；最后，基于深度迁移学习提出一种智能定位实施方案，以增强所提方法泛化能力。在MATLAB/SIMULINK平台上对所提方法进行测试验证，仿真结果证明了该方法在复杂工况和分布式电源接入条件下的有效性和鲁棒性。研究结果可为现有故障定位方法提供辅助决策功能。     

CIM 与IEC61850SCL融合的配电网拓扑建模方法

IEC61850采用面向对象的数据建模方法和统一的服务接口,可实现不同厂家、不同类型终端之间的互操作, 其端对端的快速通信模式非常契合配电自动化系统的分布式智能发展趋势.在分布式智能应用中,控制功能的实现都 以网络拓扑 信 息 为 基 础,如 故 障 后 供 电 恢 复 需 要 获 取 联 络 开 关 的 位 置、孤 岛 保 护 需 要 跟 踪 主 网 电 源 等。因 此, IEC61850标准应用到配电自动化领域,需要对馈线的拓扑结构进行建模并与主站侧的IEC61968/61970公共信息模 型 (CIM)兼容使用.文章分析了中压配电网的馈线连接方式,基于 CIM 和IEC61850系统配置语言 (SCL)拓扑模 型的共同要求,扩展了馈线模型,提出 CIM与SCL融合的馈线建模方法,采用扩展模型描述配电网典型拓扑,分析了拓扑信息的终端配置方式。     

中压配电网状态评估方法与实现流程

针对中压配电网特点,结合配电自动化SCADA系统基础量测数据及应用要求,通过建立量测节点拓扑结构模型和相应的实时状态矩阵计算与分析方法,提出了配电系统不良数据检测及校正的实现框架和流程,算例表明了该技术的正确性和可行性,符合目前配网在线监控应用实际要求。     

基于无线通信的智能分布式馈线自动化技术

由于智能分布式馈线自动化(FA)的对等式通信对通信介质有着严苛的要求,目前主要采用基于以太网无源光网络(EPON)或工业以太网技术的光纤通信方式。该通信方式需要铺设费用昂贵的光缆通道,因此难以适用于老城区或旧线路改造区域。文中通过研究智能分布式FA故障处理过程和无线通信情况下智能分布式FA的自适应性,提出基于4G/5G无线通信的智能分布式FA技术。针对通信过程中可能出现通信中断、通信延时与丢包、通信多包等异常情况,采用应用层协议控制与故障处理流程相结合的方法,实现终端之间通信时间指标与FA过程的严密配合,完成无线通信情况下的分布式故障处理。通过模拟多场景测试和现场应用情况,表明文中算法能够适应不同的无线通信条件并准确完成故障隔离与非故障区域的恢复,验证了文中基于无线通信的智能分布式FA技术的有效性。