專利名稱：一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置及方法
技術領域：
本發明涉及配電網自動化系統，特別涉及一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置及方法。
背景技術：
配電網自動化是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段，對配電網進行離線與在線的智能化監控管理，使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。其最終目的是為了提高供電可靠性和供電質量，縮短事故處理時間，減少停電范圍，提高配電裝置運行的經濟性，降低運行維護費用，·最大限度提高企業的經濟效益，提高整個配電裝置的管理水平和工作效率，改善為用戶服務的水平。配電網自動化涉及面廣、范圍大、內容多且復雜，是一個龐大的裝置工程，隨著社會發展的需求，對配電網質量的要求越來越高，故其功能也必須不斷地增加和調整整個裝置的復雜性。饋線自動化是配電網自動化的重要組成部分。饋線自動化的實現原則是故障后的網絡重構應采用集中控制與分布控制相結合，優先采用分布式控制的原則，以提高反應速度；實現配電網的閉環運行，故障情況下，瞬時切斷故障段并保持對非故障區的不間斷供電；兼容開環運行模式。要實現饋線自動化，需要合理的配電網結構，具備環網供電的條件，各環網開關、負荷開關和街道配電站內開關的操作機構必須具有遠方操作功能。同時，環網開關柜內必須具備可靠的開關操作電源和供饋線自動化終端(Feeder terminal unit,FTU)、通信設備用的工作電源；具備可靠的、不受外界環境影響的通信裝置。FTU基本按照變電室中線路為單元進行配置，對于采集參數較少的負荷側出路可以根據采集數量配置若干FTU。所實現的功能包括采集該線路的電壓、電流等所需電氣參數和設備狀態并通過遠程終端裝置(Remote Terminal Unit, RTU)主動上送、執行遠方控制命令進行開關開合和參數調整、根據整定條件實現故障狀態縱差保護。根據以上分析，可知饋線自動化需要合理的配電網結構，并且具備環網供電的條件。另外，環網開關柜內必須具備可靠的開關操作電源和供FTU、通信設備用的工作電源，且具備可靠的、不受外界環境影響的通信裝置，這樣導致饋線自動化對整體的通訊要求高。
發明內容
本發明的目的是針對上述問題，本發明提出一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置及方法，使得故障發生時，縮短事故處理時間，減少停電范圍。為實現上述目的，本發明提供了一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置，該裝置設置于電網中每一線路的末端，包括信息收集單元，用于收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據；
故障點隔離單元，與所述信息收集單元相連；用于根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點；負荷分配單元，與所述信息收集單元相連；用于根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。可選的，在本發明一實施例中，該裝置還包括負荷保留切除單元，所述負荷保留切除單元均與所述信息收集單元和所述負荷分配單元相連，用于隔離故障點后對故障點處的重要負荷保留，切除故障點的非重要負荷。可選的，在本發明一實施例中，所述信息收集單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。可選的，在本發明一實施例中，所述故障點隔離單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。·可選的，在本發明一實施例中，所述負荷分配單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。可選的，在本發明一實施例中，所述負荷保留切除單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。為實現上述目的，本發明還提供了一種配電網自動化系統中線路負荷分配方法，該方法包括收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據；根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點；根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。可選的，在本發明一實施例中，該方法還包括在隔離故障點后且負荷分配之前，對故障點處的重要負荷保留，切除故障點的非重要負荷。上述技術方案具有如下有益效果本技術方案通過對線路負荷采集和分析，以FTU就地控制作主要手段，對線路進行故障隔離和負荷分配，斷開故障及非重要用戶，在最大限度保證重要用戶供電的基礎上，縮短事故處理時間，減少停電范圍。故障隔離和自動恢復無需主站控制，無負責的通信裝置。另外，該方案投資較少，易于實現，且容易擴展。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置結構框圖之一；圖2為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置結構框圖之二 ；圖3為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配方法流程圖之一；圖4為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配方法流程圖之二 ；圖5為本發明提出的配電網自動化系統中線路負荷分配方案中自動化終端數據采集的實施例框圖；圖6為本發明提出的配電網自動化系統中線路負荷分配方案實施例1#線路的負荷分配框圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖I所示，為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置結構框圖之一。該裝置包括信息收集單元102、故障點隔離單元101和負荷分析單元103。信息收集單元102，用于收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動 化終端數據；故障點隔離單元101，與所述信息收集單元102相連；用于根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點；負荷分配單元103，與所述信息收集單元102相連；用于根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。如圖2所示，為本發明提出的一種配電網自動化裝置中線路負荷分配裝置結構框圖之二。在圖I的基礎上，增加負荷保留切除單元104，負荷保留切除單元104處于信息收集單元102和負荷分配單元103之間，用于對故障點處的重要負荷保留，切除故障點的非重要負荷。最大可能的保證重要用戶的供電可靠性和供電質量的基礎上，縮短事故處理時間，減少停電范圍。可選的，在本發明一實施例中，所述信息收集單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。可選的，在本發明一實施例中，所述故障點隔離單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。可選的，在本發明一實施例中，所述負荷分配單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。可選的，在本發明一實施例中，所述負荷保留切除單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。如圖3所示，為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配方法流程圖之一。該方法包括步驟301 :收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據；步驟302 :根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點；步驟303 :根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路該方法能夠避免配電網用戶支線故障或保護配合不當而波及整條饋線停電，縮短事故處理時間，減少停電范圍。
如圖4所示，為本發明提出的一種配電網自動化系統中線路負荷分配方法流程圖之二。此時該方法包括步驟301 :收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據；步驟302 :根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點；步驟302’ 對故障點處的重要負荷保留，切除故障點的非重要負荷；步驟303 :根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。 該方法實現了為了避免配電網用戶支線故障或保護配合不當而波及整條饋線停電，在互供互聯模式下最大可能的保證重要用戶的供電可靠性和供電質量的基礎上，縮短事故處理時間，減少停電范圍。本發明實施例探討了配電網自動化裝置中線路負荷分配方案。在用戶支線出現故障或保護配合不當時，最大可能的保證重要用戶的供電可靠性和供電質量，縮短事故處理時間，減少停電范圍，是非故障區段自動恢復供電的關鍵。如圖5所示，為本發明提出的配電網自動化系統中線路負荷分配方案中自動化終端數據采集的實施例框圖。如圖6所示，為本發明提出的配電網自動化系統中線路負荷分配方案實施例1#線路的負荷分配框圖。在1#線路和2#線路末端裝設有信息收集單元，其收集本線路所有FTU數據及相鄰線路2#或1#末端FTU數據。假設2#線路斷路器4和斷路器5之間發生故障，則1#線路的隔離故障單元通過數據分析確定將斷路器4及斷路器5的開關跳開，此時2#線路斷路器5以后將失電，這時負荷分配單元對2#線路斷路器5以后的數據及1#線路斷路器3的數據進行分析，首先通過負荷保留切除單元切除非重要負荷，保留重要負荷。在保證1#線路不過載情況下，通過負荷分配單元內置的負荷分配方案，恢復重要負荷。在線路故障情況下，首先對故障點進行分析、隔離，然后結合聯絡線負荷情況對所帶分路進行分析，確定哪些支路可以恢復。此方案僅需采集互供線路總的負荷數據及本線路各FTU數據，采用一智能化模塊即可實現故障的隔離及重要負荷的恢復供電。不需要主站及子站及復雜的通訊裝置。本發明應用實例對于利用通用處理器，數字信號處理器，專用集成電路(ASIC)，現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置，離散門或晶體管邏輯，離散硬件部件，計算機裝置，或上述任何組合的設計來實現的配電網自動化裝置中線路負荷分配，不需要主站及子站及復雜的通訊裝置。本領域技術人員還可以了解到本發明實施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block)、單元和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件,或兩者的結合進行實現。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability),上述的各種說明性部件(illustrative components)、單元和步驟已經通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實現取決于特定的應用和整個裝置的設計要求。本領域技術人員可以對于每種特定的應用，可以使用各種方法實現所述的功能，但這種實現不應被理解為超出本發明實施例保護的范圍。本發明實施例中所描述的各種說明性的邏輯塊，或單元都可以通過通用處理器，數字信號處理器，專用集成電路(ASIC)，現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置，離散門或晶體管邏輯，離散硬件部件，或上述任何組合的設計來實現或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可以通過計算裝置的組合來實現，例如數字信號處理器和微處理器，多個微處理器，一個或多個微處理器聯合一個數字信號處理器核，或任何其它類似的配置來實現。本發明實施例中所描述的方法或算法的步驟可以直接嵌入硬件、處理器執行的軟件模塊、或者這兩者的結合。軟件模塊可以存儲于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動磁盤、⑶-ROM或本領域中其它任意形式的存儲媒介中。示例性地，存儲媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲媒介中讀取信息，并可以向存儲媒介存寫信息。可選地，存儲媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲媒介可以設置于ASIC中，ASIC可以設置于用戶終端中。可選地，處理器和存儲媒介也可以設置于用戶終端中的不同的部件中。在一個或多個示例性的設計中，本發明實施例所描述的上述功能可以在硬件、軟件、固件或這三者的任意組合來實現。如果在軟件中實現，這些功能可以存儲與電腦可讀的·媒介上，或以一個或多個指令或代碼形式傳輸于電腦可讀的媒介上。電腦可讀媒介包括電腦存儲媒介和便于使得讓電腦程序從一個地方轉移到其它地方的通信媒介。存儲媒介可以是任何通用或特殊電腦可以接入訪問的可用媒體。例如，這樣的電腦可讀媒體可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁性存儲裝置，或其它任何可以用于承載或存儲以指令或數據結構和其它可被通用或特殊電腦、或通用或特殊處理器讀取形式的程序代碼的媒介。此外，任何連接都可以被適當地定義為電腦可讀媒介，例如，如果軟件是從一個網站站點、服務器或其它遠程資源通過一個同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數字用戶線(DSL)或以例如紅外、無線和微波等無線方式傳輸的也被包含在所定義的電腦可讀媒介中。所述的碟片(disk)和磁盤(disc)包括壓縮磁盤、鐳射盤、光盤、DVD、軟盤和藍光光盤，磁盤通常以磁性復制數據，而碟片通常以激光進行光學復制數據。上述的組合也可以包含在電腦可讀媒介中。以上所述的具體實施方式
，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置，其特征在于，該裝置設置于電網中每一線路的末端，包括 信息收集單元，用于收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據； 故障點隔離單元，與所述信息收集單元相連；用于根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點； 負荷分配單元，與所述信息收集單元相連；用于根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括負荷保留切除單元，所述負荷保留切除單元均與所述信息收集單元和所述負荷分配單元相連，用于隔離故障點后對故障點處的重要負荷保留，切除故障點的非重要負荷。
3.根據權利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述信息收集單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。
4.根據權利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述故障點隔離單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。
5.根據權利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述負荷分配單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。
6.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述負荷保留切除單元采用數字信號處理器，或專用集成電路ASIC，或現場可編程門陳列FPGA。
7.一種配電網自動化系統中線路負荷分配方法，其特征在于，該方法包括 收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據； 根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點； 根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，該方法還包括在隔離故障點后且負荷分配之前，對故障點處的重要負荷保留，切除故障點的非重要負荷。
全文摘要
本發明涉及一種配電網自動化系統中線路負荷分配裝置及方法，該裝置設置于電網中每一線路的末端，包括信息收集單元，用于收集本線路饋線自動化終端數據和相鄰線路的饋線自動化終端數據；故障點隔離單元，與所述信息收集單元相連；用于根據收集到的數據確定故障點，并隔離該故障點；負荷分配單元，與所述信息收集單元相連；用于根據故障點處饋線自動化終端數據和其他線路饋線自動化終端數據判斷線路是否過載，并在保證其他線路不過載的情況下將故障點負荷分配至其他線路。
文檔編號H02J13/00GK102891478SQ20121032977
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者王 忠, 林星光 申請人:山西省電力公司大同供電分公司, 國家電網公司