自愈性分布式智能控制系统的制作方法

本发明设计配电网自动化领域，尤其涉及一种自愈性分布式智能控制系统。

背景技术：

电力传输安全是电力传输质量的重要体现，而架空线路等电力传输线路的相间短路故障和单相接地故障给电力传输安全造成了巨大压力。

在当前低碳经济时代，随着太阳能、风能等新能源接入配电网，颠覆了传统配电网单向潮流的特征，传统配电网继电保护更加难以确定故障区段。

美国计划在10～20年内完成智能配电网工程idg(intelli-d-grid)。智能化配电网(intelli-d-grid)将自动完成：网络重构；电压与无功控制；故障定位和隔离(对减少停电时间意义很大)；(当系统拓扑结构发生变化时)继电保护再整定(rpr)等功能；完成智能化电网的建立：数字化变电站、分布发电技术、电力电子技术与配电网互联、燃料源与储能、匹配的电力网络、半导体、超导、超级电容器、磁材料和绝缘子、储能系统、低成本的智能传感器的应用，借助网络通信、gps同步对时构成完整的智能化配电网。国外配电网自动化虽然比我国起步早，应用范围广，成熟度高，但未见有配电网网络化保护的报道。

国内对于配电网的保护，主要通过变电站馈线出口的保护动作来切除故障，这种操作方式有两个问题：1、扩大了停电范围，降低了供电可靠性；2、需要在变电站设置子站，用于协调多条馈线之间的关系，使得维护相对复杂。这种模式，也是目前主流的面保护的配置思路。

因此，在故障发生时，电力抢修人员的及时抢修显得尤为重要。由于供电架空线路涉及的地理范围很广，因此，在故障发生时，电力抢修人员很难在短时间内快速定位故障地点，所以能够在故障发生时短时间内知道事故具体发生地就闲的尤为重要。同时有些时候一些地区的用电需求特别高，而有些地区的用电需求则相对较若，如果输变电路中的输变电压保持不变，则电能得不到充分的利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自愈性分布式智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括故障监测系统、通断路控制系统、信息反馈系统，所述故障监测系统能够检测出环网线路上具体是哪一段出现故障，并将此信号输送至通断路控制系统、信息反馈系统，所述通断路控制系统依据故障监测系统的输出信号判断需断开的架空线断路器，并发出信号使具体的执行机构动作；信息反馈系统能够将故障监测系统输出的信号显示出来。

优选的，所述的故障监测系统包括电压处理模块、故障分析模块和电流检测模块；

所述电压处理模块将环网交流电路的交流电压进行处理，将交流电路电压转换为直流电压，并输送至故障分析模块；

所述电流检测模块将交流线路通过线圈感应生成的二次电流转化为直流电压，并输送至故障分析模块；

所述故障分析模块依据电压处理模块的输入电压是否为0判断是否反生故障；若输入电压未变动，则该线路正常，若输入电压变为0，则该线路有问题；

所述故障分析模块根据电流检测模块输入的直流电压是否为0判断发生接地故障还是短路故障；电压处理模块的输出值为0的前提下，在若输入电压为0，则该线路短路，否则为接地故障。

优选的，所述的电压处理模块、电流检测模块安装在环网电路现场，其数量依据现场电力系统分段数而定，每一分断线路上均分别安装一只电压处理模块、电流检测模块。

优选的，所述电压处理模块包括二极管d1、电容c1、电容c2、电阻r1以及电阻r2，其中，二极管d1的阳极连接所感应的交流线路电压vin，二极管d1的阴极分别与电阻r1的一端和电容c1的一端连接，电阻r1的另一端分别与电容c2的一端、电阻r2的一端以及所述直流电压连接，电容c1的另一端、电容c2的另一端以及电阻r2的另一端分别接地。

优选的，所述电流检测模块包含全波整流单元和滤波分压单元。

优选的，所述故障监测系统与信息反馈系统之间、通断路控制系统与信息反馈系统之间可以采用光纤通信或无线网络通信。

优选的，所述故障监测系统与信息反馈系统之间、通断路控制系统与信息反馈系统之间采用光纤通信。

优选的，所述信息反馈系统还安装有一只报警器和一只闪光灯。

优选的，所述的自愈性分布式智能控制系统还包括线路负荷电流监控系统，所述线路负荷电流监控系统的输入端与电压处理模块的输出端、电流检测模块的输出端相连，其输出端与信息反馈系统的输入端相连；

所述线路负荷电流监控系统的原理是：根据电压处理模块输入的电压值、电流检测模块输入的电流值，通过预先设定的程序算出该分段线网上的实际载荷。

优选的，所述的的自愈性分布式智能控制系统还包括输变电控制系统，其输入端与线路负荷电流监控系统的输出端相连，通过对比每段分段线网的实际载荷，给出操作信号至变电站，提升该分段线路中的输变电压。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对环形架空线路所感应产生的直流电压进行判断，能够较快的判断出具体是哪一段出现故障，同时再根据感应产生的直流电流和突变电流综合判断出是产生了接地故障还是短路故障，具有很高的实用性，同时节省了故障定位及排除故障的时间，在解除现场故障后，抢修人员根据线路负荷电流监控系统给出的线路实际载荷判断是否合适重合闸，本系统还可以通过实时检测的线路载荷，实时改变输变电路中的输变电压。

附图说明

图1为本发明自愈性分布式智能控制系统的主要原理图；

图2为本发明的电压处理模块的电路图；

图中：1-故障监测系统；11-电压处理模块；12-故障分析模块；13-电流检测模块；131-全波整流单元；132-滤波分压单元；2-通断路控制系统；3-信息反馈系统；4-线路负荷电流监控系统；5-输变电控制系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，架空线路故障大多情况下可分为短路故障和接地故障，无论是何种故障，环形电网的环网柜处的电压为0；根据电磁感应原理，所述架空线路周围形成的电场感应生成交流线路电压，所述架空线路的一次电流通过线圈感应生成二次电流，一次电流是指线路等一次设备回路上的电流，二次电流是指二次侧的例如仪表等所在回路的电流。

如图1所示，本发明的自愈性分布式智能控制系统，由故障监测系统1、通断路控制系统2、信息反馈系统3、线路负荷电流监控系统4、输变电控制系统5组成，其中故障监测系统1包括电压处理模块11、故障分析模块12和电流检测模块13。

电压处理模块11、电流检测模块13安装在环网电路现场，其数量依据现场电力系统分段数而定，每一分断线路上均分别安装一只电压处理模块11、电流检测模块13。其中，电流检测模块13会将环网电路中的交流电压经过全波整流单元131和滤波分压单元132整流后变成直流电流信号输出；

电压处理模块11包括二极管d1、电容c1、电容c2、电阻r1以及电阻r2，其中，二极管d1的阳极连接所感应的交流线路电压vin，二极管d1的阴极分别与电阻r1的一端和电容c1的一端连接，电阻r1的另一端分别与电容c2的一端、电阻r2的一端以及所述直流电压连接，电容c1的另一端、电容c2的另一端以及电阻r2的另一端分别接地，其目的是对环网交流电压进行处理，将交流电路电压转换为直流电压输出这两个信号输入至故障分析模块12后，故障分析模块12会根据输入的直流电压、直流电流的特点判断出具体是哪一段线路出现故障，是什么故障。如果电压处理模块11的输出电压未变动，则该线路正常，若输出电压变为0，则该线路有问题；在电压处理模块11的输出值为0的前提下，如果电流检测模块13的输出电流值为0，则该段线路短路，不为0，则是接地故障。

在故障分析模块12做出判断后，其会将判断得出的信号输送给通断路控制系统2、信息反馈系统3。信息反馈系统3会在自带的显示屏幕上显示出故障的具体位置供抢修人员参考，在此同时，通断路控制系统2会给出一个断开信号给具体的对应的断路器，将该条线路切断，避免造成伤害。

有时候线路是在晚上产生故障，此时是值班人员最困的时候，难免会由于瞌睡而看不到信息反馈系统3显示屏幕上的信息。针对此现象，在信息反馈系统3中还添加了一只闪光灯和一只报警器。在出现故障时，不仅显示屏幕上会出现故障信息，闪光灯会一闪一闪的跳动，同时报警器也会发出报警音，值班人员就能很容易的知道险情。

在排除故障后进行重合闸时，由于突然增加负荷，且供电设备的型号各不相同，往往会对电路造成冲击，严重的还会产生火灾。为此，在本发明的自愈性分布式智能控制系统中还增加了线路负荷电流监控系统4，所述线路负荷电流监控系统4的输入端与电压处理模块11的输出端、电流检测模块13的输出端相连，其输出端与的输入端相连；其工作原理是根据电压处理模块11输入的电压值、电流检测模块13输入的电流值，通过预先设定的程序算出该分段线网上的实际载荷，并在信息反馈系统3显示出来。

同时在没有发生故障时，线路负荷电流监控系统4产生的输出信号还能够传递到输变电控制系统5，输变电控制系统5通过对比每段分段线网的实际载荷，给出操作信号至变电站，提升该分段线路中的输变电压。

本发明中故障监测系统1与信息反馈系统3之间、通断路控制系统2与信息反馈系统3之间既可以采用采用光纤通信，又可以采用无线网络通信，但考虑到有时候无线通信会收到如天气、强电场的干扰，造成信息不能及时传递，所以本发明中使用光纤通信。

工作原理：在环网电路出现故障时，信息反馈系统3会根据具体哪一段电压处理模块11输出的信号为0而显示在哪一段出现问题，同时故障分析模块12会根据电流检测模块13的输出是否为0来判断是短路故障还是接地故障，如果电流检测模块4的输出为0，则表示该段短路，否则为接地故障，同时线路负荷电流监控系统4会计算出每段线路中的实际载荷，输变电控制系统5给出操作信号至变电站，提升该分段线路中的输变电压。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。