自愈性分布式智能控制系統的制作方法

本發明設計配電網自動化領域，尤其涉及一種自愈性分布式智能控制系統。

背景技術：

電力傳輸安全是電力傳輸質量的重要體現，而架空線路等電力傳輸線路的相間短路故障和單相接地故障給電力傳輸安全造成了巨大壓力。

在當前低碳經濟時代，隨著太陽能、風能等新能源接入配電網，顛覆了傳統配電網單向潮流的特征，傳統配電網繼電保護更加難以確定故障區段。

美國計劃在10～20年內完成智能配電網工程idg(intelli-d-grid)。智能化配電網(intelli-d-grid)將自動完成：網絡重構；電壓與無功控制；故障定位和隔離(對減少停電時間意義很大)；(當系統拓撲結構發生變化時)繼電保護再整定(rpr)等功能；完成智能化電網的建立：數字化變電站、分布發電技術、電力電子技術與配電網互聯、燃料源與儲能、匹配的電力網絡、半導體、超導、超級電容器、磁材料和絕緣子、儲能系統、低成本的智能傳感器的應用，借助網絡通信、gps同步對時構成完整的智能化配電網。國外配電網自動化雖然比我國起步早，應用范圍廣，成熟度高，但未見有配電網網絡化保護的報道。

國內對于配電網的保護，主要通過變電站饋線出口的保護動作來切除故障，這種操作方式有兩個問題：1、擴大了停電范圍，降低了供電可靠性；2、需要在變電站設置子站，用于協調多條饋線之間的關系，使得維護相對復雜。這種模式，也是目前主流的面保護的配置思路。

因此，在故障發生時，電力搶修人員的及時搶修顯得尤為重要。由于供電架空線路涉及的地理范圍很廣，因此，在故障發生時，電力搶修人員很難在短時間內快速定位故障地點，所以能夠在故障發生時短時間內知道事故具體發生地就閑的尤為重要。同時有些時候一些地區的用電需求特別高，而有些地區的用電需求則相對較若，如果輸變電路中的輸變電壓保持不變，則電能得不到充分的利用。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種自愈性分布式智能控制系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：包括故障監測系統、通斷路控制系統、信息反饋系統，所述故障監測系統能夠檢測出環網線路上具體是哪一段出現故障，并將此信號輸送至通斷路控制系統、信息反饋系統，所述通斷路控制系統依據故障監測系統的輸出信號判斷需斷開的架空線斷路器，并發出信號使具體的執行機構動作；信息反饋系統能夠將故障監測系統輸出的信號顯示出來。

優選的，所述的故障監測系統包括電壓處理模塊、故障分析模塊和電流檢測模塊；

所述電壓處理模塊將環網交流電路的交流電壓進行處理，將交流電路電壓轉換為直流電壓，并輸送至故障分析模塊；

所述電流檢測模塊將交流線路通過線圈感應生成的二次電流轉化為直流電壓，并輸送至故障分析模塊；

所述故障分析模塊依據電壓處理模塊的輸入電壓是否為0判斷是否反生故障；若輸入電壓未變動，則該線路正常，若輸入電壓變為0，則該線路有問題；

所述故障分析模塊根據電流檢測模塊輸入的直流電壓是否為0判斷發生接地故障還是短路故障；電壓處理模塊的輸出值為0的前提下，在若輸入電壓為0，則該線路短路，否則為接地故障。

優選的，所述的電壓處理模塊、電流檢測模塊安裝在環網電路現場，其數量依據現場電力系統分段數而定，每一分斷線路上均分別安裝一只電壓處理模塊、電流檢測模塊。

優選的，所述電壓處理模塊包括二極管d1、電容c1、電容c2、電阻r1以及電阻r2，其中，二極管d1的陽極連接所感應的交流線路電壓vin，二極管d1的陰極分別與電阻r1的一端和電容c1的一端連接，電阻r1的另一端分別與電容c2的一端、電阻r2的一端以及所述直流電壓連接，電容c1的另一端、電容c2的另一端以及電阻r2的另一端分別接地。

優選的，所述電流檢測模塊包含全波整流單元和濾波分壓單元。

優選的，所述故障監測系統與信息反饋系統之間、通斷路控制系統與信息反饋系統之間可以采用光纖通信或無線網絡通信。

優選的，所述故障監測系統與信息反饋系統之間、通斷路控制系統與信息反饋系統之間采用光纖通信。

優選的，所述信息反饋系統還安裝有一只報警器和一只閃光燈。

優選的，所述的自愈性分布式智能控制系統還包括線路負荷電流監控系統，所述線路負荷電流監控系統的輸入端與電壓處理模塊的輸出端、電流檢測模塊的輸出端相連，其輸出端與信息反饋系統的輸入端相連；

所述線路負荷電流監控系統的原理是：根據電壓處理模塊輸入的電壓值、電流檢測模塊輸入的電流值，通過預先設定的程序算出該分段線網上的實際載荷。

優選的，所述的的自愈性分布式智能控制系統還包括輸變電控制系統，其輸入端與線路負荷電流監控系統的輸出端相連，通過對比每段分段線網的實際載荷，給出操作信號至變電站，提升該分段線路中的輸變電壓。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過對環形架空線路所感應產生的直流電壓進行判斷，能夠較快的判斷出具體是哪一段出現故障，同時再根據感應產生的直流電流和突變電流綜合判斷出是產生了接地故障還是短路故障，具有很高的實用性，同時節省了故障定位及排除故障的時間，在解除現場故障后，搶修人員根據線路負荷電流監控系統給出的線路實際載荷判斷是否合適重合閘，本系統還可以通過實時檢測的線路載荷，實時改變輸變電路中的輸變電壓。

附圖說明

圖1為本發明自愈性分布式智能控制系統的主要原理圖；

圖2為本發明的電壓處理模塊的電路圖；

圖中：1-故障監測系統；11-電壓處理模塊；12-故障分析模塊；13-電流檢測模塊；131-全波整流單元；132-濾波分壓單元；2-通斷路控制系統；3-信息反饋系統；4-線路負荷電流監控系統；5-輸變電控制系統。

具體實施方式

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。

需要說明的是，架空線路故障大多情況下可分為短路故障和接地故障，無論是何種故障，環形電網的環網柜處的電壓為0；根據電磁感應原理，所述架空線路周圍形成的電場感應生成交流線路電壓，所述架空線路的一次電流通過線圈感應生成二次電流，一次電流是指線路等一次設備回路上的電流，二次電流是指二次側的例如儀表等所在回路的電流。

如圖1所示，本發明的自愈性分布式智能控制系統，由故障監測系統1、通斷路控制系統2、信息反饋系統3、線路負荷電流監控系統4、輸變電控制系統5組成，其中故障監測系統1包括電壓處理模塊11、故障分析模塊12和電流檢測模塊13。

電壓處理模塊11、電流檢測模塊13安裝在環網電路現場，其數量依據現場電力系統分段數而定，每一分斷線路上均分別安裝一只電壓處理模塊11、電流檢測模塊13。其中，電流檢測模塊13會將環網電路中的交流電壓經過全波整流單元131和濾波分壓單元132整流后變成直流電流信號輸出；

電壓處理模塊11包括二極管d1、電容c1、電容c2、電阻r1以及電阻r2，其中，二極管d1的陽極連接所感應的交流線路電壓vin，二極管d1的陰極分別與電阻r1的一端和電容c1的一端連接，電阻r1的另一端分別與電容c2的一端、電阻r2的一端以及所述直流電壓連接，電容c1的另一端、電容c2的另一端以及電阻r2的另一端分別接地，其目的是對環網交流電壓進行處理，將交流電路電壓轉換為直流電壓輸出這兩個信號輸入至故障分析模塊12后，故障分析模塊12會根據輸入的直流電壓、直流電流的特點判斷出具體是哪一段線路出現故障，是什么故障。如果電壓處理模塊11的輸出電壓未變動，則該線路正常，若輸出電壓變為0，則該線路有問題；在電壓處理模塊11的輸出值為0的前提下，如果電流檢測模塊13的輸出電流值為0，則該段線路短路，不為0，則是接地故障。

在故障分析模塊12做出判斷后，其會將判斷得出的信號輸送給通斷路控制系統2、信息反饋系統3。信息反饋系統3會在自帶的顯示屏幕上顯示出故障的具體位置供搶修人員參考，在此同時，通斷路控制系統2會給出一個斷開信號給具體的對應的斷路器，將該條線路切斷，避免造成傷害。

有時候線路是在晚上產生故障，此時是值班人員最困的時候，難免會由于瞌睡而看不到信息反饋系統3顯示屏幕上的信息。針對此現象，在信息反饋系統3中還添加了一只閃光燈和一只報警器。在出現故障時，不僅顯示屏幕上會出現故障信息，閃光燈會一閃一閃的跳動，同時報警器也會發出報警音，值班人員就能很容易的知道險情。

在排除故障后進行重合閘時，由于突然增加負荷，且供電設備的型號各不相同，往往會對電路造成沖擊，嚴重的還會產生火災。為此，在本發明的自愈性分布式智能控制系統中還增加了線路負荷電流監控系統4，所述線路負荷電流監控系統4的輸入端與電壓處理模塊11的輸出端、電流檢測模塊13的輸出端相連，其輸出端與的輸入端相連；其工作原理是根據電壓處理模塊11輸入的電壓值、電流檢測模塊13輸入的電流值，通過預先設定的程序算出該分段線網上的實際載荷，并在信息反饋系統3顯示出來。

同時在沒有發生故障時，線路負荷電流監控系統4產生的輸出信號還能夠傳遞到輸變電控制系統5，輸變電控制系統5通過對比每段分段線網的實際載荷，給出操作信號至變電站，提升該分段線路中的輸變電壓。

本發明中故障監測系統1與信息反饋系統3之間、通斷路控制系統2與信息反饋系統3之間既可以采用采用光纖通信，又可以采用無線網絡通信，但考慮到有時候無線通信會收到如天氣、強電場的干擾，造成信息不能及時傳遞，所以本發明中使用光纖通信。

工作原理：在環網電路出現故障時，信息反饋系統3會根據具體哪一段電壓處理模塊11輸出的信號為0而顯示在哪一段出現問題，同時故障分析模塊12會根據電流檢測模塊13的輸出是否為0來判斷是短路故障還是接地故障，如果電流檢測模塊4的輸出為0，則表示該段短路，否則為接地故障，同時線路負荷電流監控系統4會計算出每段線路中的實際載荷，輸變電控制系統5給出操作信號至變電站，提升該分段線路中的輸變電壓。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。