基于5G通信智能分布式馈线自动化应用

近年来,配电自动化技术应用取得了长足进步,覆盖范围不断扩大.但智能分布式馈线自动化等先进自动化技术,仍然受到光纤通信的制约.5G通信技术拥有更加安全可靠、高速率、低延时、广覆盖、海量连接等特点,为配电自动化发展提供了新思路.针对5G通信技术应用于智能分布式配电自动化进行了详细论证,并搭建了实验台,对5G通信条件下的自动...     

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。     

基于5G的含分布式电源智能分布式馈线自动化实现方法

分布式电源(distributed generation,DG)接入比例的增高,改变了配电网的馈线结构,影响了短路电流分布及流向,使得配电网故障处理更加复杂。由于光纤通信无法实现全覆盖,分布式馈线自动化(feeder automation,FA)的处理时效面临新的挑战。针对以上问题,结合5G网络通信技术,提出一种基于5G的含DG智能分布式FA实现方法。采用相邻终端划分为基本单元区域的模式,以基本单元区域为单元,通过5G网络共享实时信息数据,引入电流算式实现含DG配电网的故障快速定位,并结合DG特性实现故障隔离及恢复。基于以上方法,研制了新型智能配电自动化终端,在试点工程成功投入使用,验证了该技术的正确性和可行性。     

基于IEC 61850的智能分布式馈线自动化模型

智能分布式馈线自动化的典型实现模式可以分为子站级分布式、馈线级分布式和开关级分布式(包括负荷开关方式和断路器方式)。文中归纳了这些模式在系统实现原理、配置,以及系统独立性、拓扑适应性、可维护性、兼容性、动作速度等功能特性上的差别。在此基础上,从智能分布式馈线自动化的技术实现角度,提出了IEC 61850的系统扩展模型与系统配置过程,并基于扩展模型研究了智能分布式馈线自动化的算法。     

基于5G通信的智能分布式配电保护技术研究与应用

配电网供电可靠性的提升依赖于完善的继电保护技术,介绍了一种基于5G无线通信的配电网快速故障隔离技术,利用5G通信大带宽、高可靠、低延时的特点,突破了光纤通信对传统配电网快速故障隔离技术的限制,为智能分布式配电保护技术得以应用在更多的场合提供了新方向。为了解决常规GOOSE报文无法在5G网络中传输的问题,提出了将R-GOOSE协议应用于智能分布式配电保护的方法,并对该方式下5G带宽及流量问题做了探讨。最后通过试点工程应用,对通信性能、保护功能进行了验证,证明了整体方案的有效性和适用性。     

一种智能分布式馈线自动化故障判定方法

为了快速切除故障,避免电网运行方式变化时设备参数重新整定,提出了一种不依赖运行方式的故障判定准则。建立了配电网的开关分组模型,在此基础上依靠故障电流及有功功率方向,将判定准则转换为一系列的逻辑运算。提出了一种开关逻辑值及开关组逻辑值的计算方法,并运用开关组逻辑值计算出各个开关的动作逻辑值。运用该方法对配网开闭环运行方式进行了详细分析。针对暂时性故障引入了一种不依赖通信的开关一侧失压重合机制,有效避免了通信异常情况下的故障隔离范围扩大。给出一个4电源,15分段开关的网格状配电网两处同时故障作为实例,表明了所提出方法的可行性。     

智能分布式馈线自动化的多电源处理方法

馈线自动化作为配电自动化的核心内容是提高供电可靠性有效的技术手段,然而在多电源配电网中,传统的分布式馈线自动化技术难以保证转供选择的正确性。针对多电源智能分布式馈线自动化实现方案进行研究,提出可满足多电源、多联络、多分支配电网络的智能分布式馈线自动化算法,为多电源配电网的分布式馈线自动化技术发展提供支撑。     

基于5G移动网络的智能变电站自动化应用分析

对现行的变电站自动化通信网络及介质进行了简单的陈述和分析,针对存在的弊端提出了基于5G移动网络的通信方式;简要介绍了5G移动网络通信技术,对照现行的变电站通信要求,着重分析了5G移动网络通信技术应用于智能变电站自动化系统的安全性及可靠性。     

一种主动配电网智能分布式馈线自动化实现方法

随着分布式电源及微电网大规模接入配电网,配电网已从传统的单电源网络转换为一个多电源的主动配电网,基于单一潮流方向的故障定位技术且仅考虑系统配置断路器的情况,就地自愈策略也未考虑负荷与电源的供需关系。针对以上问题,提出一种主动配电网智能分布式馈线自动化实现方法,采用基于邻域消息实时共享故障隔离和自愈技术,在不依赖于主站的情况下实现主动配电网故障快速定位、隔离及自愈。结合高速实时通信技术研制了新一代智能配电自动化终端,并已实现了大规模推广应用,为主动配电网的故障快速定位、隔离及自愈提供了自动化解决方案。     

基于Multi-agent的智能馈线自动化自愈控制

针对传统馈线自动化自愈控制技术实时性差、互动性弱、可靠性低的问题,提出了基于Multi-agent系统的智能馈线自动化自愈控制方法。主站和每个智能配电终端均作为1个Agent,各Agent通过通信网络组成1个Multi-agent系统。各Agent通过信息交互,利用改进的差动电流法实现故障定位,并利用启发式搜索算法,以停电负荷最少和馈线负荷均衡为故障恢复目标、以供电恢复路径的负荷度最小为搜索规则,实现故障恢复。通过电磁暂态仿真软件PSCAD对某实际配电网进行仿真,利用改进的差动电流法,中间支路和边界支路均能实现准确地故障定位;利用启发式搜索方法,能实现非故障失电区全部负荷的供电恢复,故障恢复效果与传统的遗传算法相当,但是故障恢复时间明显缩短且满足负荷均衡。仿真结果表明,该自愈控制方法能够实现准确地故障定位和快速地故障恢复,可以可靠地应用于智能配电网。     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。     

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。     

一种快速自愈的分布智能馈线自动化系统

为了快速切除故障并避免越级跳闸,提出一种基于通用面向对象变电站事件(GOOSE)的分布智能馈线自动化系统.建立了配电网的分区模型,描述了分布智能馈线自动化系统的组成.论述了开环运行配电网和闭环运行配电网的故障定位机理、故障自动隔离机制和健全区域自动恢复机制,并分别以开环运行配电网、闭环运行配电网和多开闭所级联的情形为例进行了详细说明,结果表明所建议的方法能够一次将故障隔离和恢复进行到位,显著加快了故障处理速度并有效避免了越级跳闸,提高了供电可靠性.     

智能配电网馈线自动化发展及展望

分析了馈线自动化发展情况,指出目前的馈线自动化系统对通信依赖太强,并不适合于配电馈线。提出了需要研究具有选择性、能够快速切除馈线故障并具有故障自愈能力的智能配电网,并就智能化馈线自动化系统组成进行了探讨,分析了其研究方向和需要解决的问题。     

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。     

XMPP和GOOSE在分布式馈线自动化中的应用

为实现分布式馈线自动化的智能终端间的互操作,保证终端的通信安全,文中提出了采用内置安全的可扩展消息和在线表示协议(XMPP)与基于用户数据报协议(UDP)的通用面向对象变电站事件(GOOSE)结合的IEC 61850通信映射方案。该方案使用基于哈希获取随机子集(HORS)一次性签名的安全防护方案以保证GOOSE报文的通信安全。在配电终端上使用该方案开发了基于代理式的分布式馈线自动化(FA)测试系统。测试结果说明,该方案能够满足速动型分布式FA要求。