一种接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统及控制方法与流程

1.本发明涉及电力系统配电自动化技术，具体是涉及一种接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统及控制方法。


背景技术：

2.随着大规模分布式电源接入配电网，以及电动汽车充电负荷快速增长，用户供需互动日益频繁，使得配电网出现双向化、智能化、电力电子化等新特征，以致配电网的源、网、荷具有更强的时空不确定性，呈现出常态化的随机波动和间歇性。同步相量量测技术在主网的发展和应用为保证新形势下的配电网安全可靠运行提供了新的手段和方法，然而由于配电网与输电网在网架结构、量测环境、装置安装、信号采集、通信组网以及选点布置等方面都存在很大的差异性，传统的同步相量量测技术无法满足现有及将来配电网同步量测的需求。大规模分布式电源和电动汽车接入配电网的安全稳定问题一直是业内工作人员致力解决的难题，微型多功能同步相量量测装置的接入有助于改善这一问题，但是现有的配电网自动化系统架构无法满足大量装置的同时接入和状态分析。


技术实现要素：

3.发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种满足大量微型pmu装置接入以及具备状态分析的接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统。
4.本发明还提供上述接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统的控制方法。
5.技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统，包括若干微型pmu装置、dwams采集子系统，，所述微型pmu装置采用扩展的26865规约接入dwams采集子系统，所述dwams采集子系统包括基础应用模块、pmu应用模块和动态信息数据库模块，所述基础应用模块用于对微型pmu装置的数据进行采集及处理，pmu应用模块根据采集和处理后的数据进行故障诊断定位、状态估计，动态信息数据库模块用于储存信息数据。
6.有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是该配电自动化系统能够汇集大量微型pmu装置，实现装置数据的汇集、处理与转发；pmu应用模块能完成系统的故障诊断、状态估计、运行状态协调控制功能。
7.进一步的，所述基础应用模块采集微型pmu装置的通讯状态，所述微型pmu装置的通讯状态包括未通讯和正常通讯。
8.进一步的，所述基础应用模块采集微型pmu装置向主站发送数据的通信延迟时间，pmu应用模块通过通信延迟时间判断管理通道的可信度。
9.进一步的，所述基础应用模块将微型pmu装置上传的每一帧数据包上打上状态标志，所述pmu应用模块通过状态标志判断数据通道的可信度。
10.进一步的，所述pmu应用模块对单个微型pmu装置实时上传的数据包进行判断，基础应用模块采集每次判断后的丢包包数并将数据统计储存于动态数据库模块中的日丢帧总数，pmu应用模块通过日丢帧总数对微型pmu装置进行数据丢帧判断。
11.进一步的，在pmu应用模块对故障诊断及定位判断错误时，所述基础应用模块向微型pmu装置发出召唤波形指令，并采集微型pmu装置上传的波形，pmu应用模块通过对波形数据进行分析。
12.进一步的，所述基础应用模块还采集外部系统数据，pmu应用模块根据微型pmu装置的量测数据和外部系统数据，对配电网运行状态进行估计，所述运行状态包括静态状态、高频动态以及历史运行状态。
13.本发明提供的上述接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统的控制方法，采用以下技术方案，
14.包括以下部分：
15.(1)对微型pmu装置运行状态的监视，采集微型pmu装置的通讯数据，对微型pmu装置的通讯状态进行判断，通讯状态包括未通讯和正常通讯；
16.(2)对微型pmu装置通道运行状态监视，包括管理通道和数据通道的运行状态，采集微型pmu装置向主站发送数据的通信延迟时间，判断管理通道的可信度；将微型pmu装置上传的每一帧数据包上打上状态标志，通过状态标志判断数据通道的可信度；
17.(3)对微型pmu装置通道数据丢帧的判断，统计日丢帧总数，通过日丢帧总数对微型pmu装置进行数据丢帧判断；
18.(4)对配电网进行故障诊断及定位，在正常情况下，对故障诊断及定位判断错误时，向微型pmu装置发出召唤波形指令，并采集微型pmu装置上传的波形，通过对波形数据进行分析；
19.(5)对配电网运行状态的估计，通过对微型pmu装置的量测数据和外部系统数据的计算结果，对配电网运行状态进行估计，所述运行状态包括静态状态、高频动态以及历史运行状态。
附图说明
20.图1所示为本发明配电自动化系统的结构框图。
具体实施方式
21.实施例一
22.如图1所示，本实施例中的一种接入微型多功能同步相量量测装置的配电自动化系统，在现有配电自动化系统设备基础上进行硬件设备扩展和软件功能升级，包括若干微型pmu装置、dwams采集子系统和动态信息数据库模块，dwams采集子系统包括基础应用模块、pmu应用模块。硬件方面采用分布式开放局域网交换技术，双机冗余配置；软件方面采用分层分布式系统结构，利用网络管理技术、数据库中间件、面向对象以及应用组件技术，遵循iec 61970的公用信息模型(cim)和组件接口规范(cis)，在现有的基础应用上，集成pmu应用和多维数据分析等各种应用分析软件。
23.微型pmu装置采用扩展的26865规约接入dwams采集子系统；支持对微型pmu装置运
行状态的监视，基础应用模块采集微型pmu装置的通讯状态，包括未通讯和正常通讯。未通讯时，dwams采集子系统与微型pmu装置通过tcp/ip进行网络通讯；pmu应用模块通过基础应用模块采集的通讯数据，对通讯网络进行判断，网络异常的判断分为：
①
网络通讯中tcp/ip读写错误；
②
物理网络中断(例如通道中断、网卡故障等)。当pmu应用模块判断网络通讯中断，立即打上标志并产生报警。
24.正常通讯时，基础应用模块采集微型pmu装置实时上送的每一帧数据包上的crc校验码和pmu状态标志，pmu应用模块通过对crc校验码和pmu状态标志的分析，可以实时判断当前微型pmu装置的状态，打上标志并产生相应的报警信息。
25.配电自动化系统支持对微型pmu装置通道运行状态监视，包括对管理通道的监视和对数据通道的监视。关于对管理通道的监视，pmu应用模块根据微型pmu装置的通信延迟时间判断管理通道运行状态，微型pmu装置的通信延迟时间的计算方式为，在认为网络上行和下行的传输速率相同的情况下，将从dwams采集子系统发出心跳数据指令，到收到心跳数据报文返回的一个周期时间的一半记为通信延迟时间，即可作为微型pmu装置向主站发送数据的通信延迟时间。基础应用模块采集微型pmu装置向主站发送数据的通信延迟时间，并将通信延迟时间统计到动态信息数据库中，pmu应用模块将实时的通信延迟时间与统计的平均延迟时间相比较，判断微型pmu装置管理通道的可信度。
26.关于对数据通道的监视，pmu应用模块根据微型pmu装置实时上送的每一帧数据报文中的状态标志(例如装置异常、gps失步)判断数据通道运行状态。
27.配电自动化系统支持对微型pmu装置通道数据丢帧的判断，所述pmu应用模块对单个微型pmu装置实时上传的数据报文进行判断，然后基础应用模块采集每次判断后的丢包包数并将数据统计储存于动态数据库模块中的日丢帧总数，pmu应用模块通过日丢帧总数对微型pmu装置进行数据丢帧判断。
28.pmu应用模块根据基础应用模块采集到的微型pmu装置量测数据，对配电网进行故障诊断及定位；当正常情况下，pmu应用模块对故障诊断及定位判断错误时，基础应用模块向微型pmu装置发出召唤波形指令，微型pmu装置启动波形上传，基础应用模块采集微型pmu装置上传的波形，pmu应用模块通过对波形数据进行分析得出最终结果。
29.基础应用模块还采集外部系统数据(例如用采数据、营销数据等)，然后pmu应用模块根据微型pmu装置的量测数据和外部系统数据，对配电网运行状态进行估计，所述运行状态包括静态状态、高频动态以及历史运行状态并在配电自动化系统平台上进行业务场景展示。该系统可汇集不少于100台微型pmu装置，实现所辖装置数据的汇集、处理与转发；具备所辖微型pmu装置、故障测距板卡、孤岛协调控制器通信状态监视与上报功能；具有故障诊断、状态估计、运行状态协调控制的高级应用功能等。适用于配电网站端同步相量测量的调度后台监控系统，可配置于35kv变电站，与配网微型pmu装置配合，完成数据采集、控制、通信等功能。
30.实施例二
31.该配电自动化系统采用26865规约，支持对微型pmu装置运行状态的监视，采集微型pmu装置的通讯状态，包括未通讯和正常通讯。未通讯时，微型pmu装置通过tcp/ip进行网络通讯；通过采集的通讯数据，对通讯网络进行判断，网络异常的判断分为：
①
网络通讯中tcp/ip读写错误；
②
物理网络中断(例如通道中断、网卡故障等)。当判断网络通讯中断，立
即打上标志并产生报警。
32.正常通讯时，采集微型pmu装置实时上送的每一帧数据包上的crc校验码和pmu状态标志，通过对crc校验码和pmu状态标志的分析，可以实时判断当前微型pmu装置的状态，打上标志并产生相应的报警信息。
33.配电自动化系统支持对微型pmu装置通道运行状态监视，包括对管理通道的监视和对数据通道的监视。关于对管理通道的监视，根据微型pmu装置的通信延迟时间判断管理通道运行状态，微型pmu装置的通信延迟时间的计算方式为，在认为网络上行和下行的传输速率相同的情况下，将从发出心跳数据指令，到收到心跳数据报文返回的一个周期时间的一半记为通信延迟时间，即可作为微型pmu装置向主站发送数据的通信延迟时间。采集微型pmu装置向主站发送数据的通信延迟时间，并将通信延迟时间统计到动态信息数据库中，将实时的通信延迟时间与统计的平均延迟时间相比较，判断微型pmu装置管理通道的可信度。
34.关于对数据通道的监视，根据微型pmu装置实时上送的每一帧数据报文中的状态标志(例如装置异常、gps失步)判断数据通道运行状态。
35.配电自动化系统支持对微型pmu装置通道数据丢帧的判断，对单个微型pmu装置实时上传的数据报文进行判断，然后采集每次判断后的丢包包数并将数据统计日丢帧总数，通过日丢帧总数对微型pmu装置进行数据丢帧判断。
36.根据采集到的微型pmu装置量测数据，对配电网进行故障诊断及定位；当正常情况下，对故障诊断及定位判断错误时，向微型pmu装置发出召唤波形指令，微型pmu装置启动波形上传，然后采集微型pmu装置上传的波形，通过对波形数据进行分析得出最终结果。
37.另外还采集外部系统数据(例如用采数据、营销数据等)，然后根据微型pmu装置的量测数据和外部系统数据，对配电网运行状态进行估计，所述运行状态包括静态状态、高频动态以及历史运行状态并进行业务场景展示。