一种配电线路合环操作控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种配电线路合环操作控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着配电网建设的迅猛发展，我国配电网已基本形成了 "闭环设计、开环运行"的 网架结构，即线路可以由多个电源供电，正常运行时联络开关处于分位，联络开关两侧系统 分列运行。在需要倒负荷或线路检修时，先闭合联络开关使线路合环，然后再断开合适的分 段开关，可避免部分线路短时停电，提高供电可靠性。现有的合环技术主要是主站根据配电 终端上传的电网参数进行计算分析，判断系统是否符合合环条件，若符合则向联络开关对 应的馈线终端（FTU)发送遥控合指令，馈线终端收到指令后控制联络开关合闸。然而，主站 与终端之间存在通信延时，而配电网运行状况变化较快，当终端接收到主站发送的合闸指 令时，系统的运行状况可能已经发生了变化而不具备合环条件，如果根据指令执行合环操 作，则有可能引起难以控制的网络循环功率，导致保护动作、设备损坏等严重后果。因此有 必要在控制联络开关合闸前，由FTU检测当前系统运行参数，对能否进行合环操作进行判 断确认。
[0003] 在配电线路建设时，馈线开关一般在两侧各配置一个单相电压互感器（PT)，分别 检测AB相间电压和BC相间电压，PT同时为FTU供电，其二次侧额定电压为220V。于是FTU 只能采集到开关两侧各一个线电压信号，且一个为AB相间电压、另一个为BC相间电压，难 以通过这两个电压判断是否具备合环条件。在实际运行中，任何一个馈线开关都可能成为 联络开关，无法通过对某个开关增加PT的方法解决电压信号不足的问题。
[0004] 联络开关对应的FTU需要获得其他开关处的电压信息，才能判断系统是否具备合 环条件。传统配电自动化主要采用一点对多点通信方式，即主站与所有配电终端进行通信， FTU之间需要经过主站中转才能交换信息，这种方式速度慢、延时大，难以保证信息的时效 性。新型通信方式为点对点对等通信，即将馈线终端接入同一个以太网，任意两个终端之间 可以直接交换信息，该方式不需要通过主站中转，避免了主站集中控制带来的通信与数据 处理延时长的问题。对等通信网可采用光纤以太网络，已有研宄结果表明，采用无连接的传 输层用户数据报协议（UDP)传输数据，在适当的网络流量下，其实际的传输延迟不会超过 10ms 〇
[0005] 中国专利ZL201210257852.X公开了一种配电网合环运行控制方法，馈线终端采 集开关的电压信号计算判断能否合环，并将判断结果上传至配网主站，主站在需要合环时 根据终端上传结果决定是否执行合闸操作。该方法未提及合闸前由馈线终端进行合环条件 确认的环节，并且其实现的前提是终端可以采集到计算所需的所有电压信号，不能适应馈 线开关两侧各仅配置一个电压互感器、可采集电压信号不足的实际情况。
[0006] 中国专利201310156849. 3公开了一种配电网合环换电方法、装置及配电终端，在 合环前由站所终端OTU)进行合环条件判断，该方法针对开闭所（开关站）内的母线合环 操作进行控制，不能用于终端可采集电压信号不足的配电线路。
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决上述问题，提出了一种配电线路合环操作控制方法，该方法由馈 线终端在合环操作前确认联络开关两侧系统处于同期状态，避免发生合环误操作。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 馈线上各终端（包括站内终端RTU)通过光纤以太网实现点对点通信，对等交换信 息；主站通过通信处理机接入对等网络，与各终端通信。
[0010] 一种配电线路合环操作控制方法，包括以下步骤：
[0011] ⑴主站向联络开关发送合环指令；
[0012] (2)联络开关对应的FTU接收到主站发送的合环指令后，首先判断开关是否为联 络开关；如果是联络开关，则继续执行步骤（3)，否则闭锁合环并上报主站；
[0013] (3)联络开关的FTU与相邻两个分段开关的FTU对等通信，获取相邻两个开关处的 线电压信息，结合自身可采集的两个线电压信息进行计算，得到联络开关处的另外两个线 电压；
[0014] (4)将采集与计算得到的联络开关两侧电压信息与合环定值进行比较，判断当前 系统是否符合合环操作条件；
[0015] (5)如果符合合环条件则执行所述合环指令控制联络开关合闸，并上报主站已执 行合闸；否则闭锁合环操作，并将结果上报主站。
[0016] 所述步骤⑶中，将联络开关记为n，前后两相邻开关分别记为n-1和n+1，且开关 n-1位于联络开关M侧，开关n+1位于联络开关N侧，假定开关M侧PT接入AB相、N侧PT 接入CB相。
[0017] 所述步骤（2)中，确认联络开关的条件是该开关处于分位，且开关两侧采集到的 电压均大于有压定值，即满足：
【主权项】
1. 一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：包括以下步骤： (1) 主站向联络开关发送合环指令； (2) 联络开关对应的FTU接收到主站发送的合环指令后，首先判断开关是否为联络开 关；如果是联络开关，则继续执行步骤（3)，否则闭锁合环并上报主站； (3) 联络开关的FTU与相邻两开关的FTU对等通信，获取相邻两个开关处的线电压信 息，结合自身可采集的两个线电压信息进行计算，得到联络开关处的另外两个线电压； (4) 将采集与计算得到的联络开关两侧电压信息与合环定值进行比较，判断当前系统 是否符合合环操作条件； (5) 如果符合合环条件则执行所述合环指令控制联络开关合闸，并上报主站已执行合 闸；否则闭锁合环操作，并将结果上报主站。
2. 如权利要求1所述的一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：所述步骤（3)中， 将联络开关记为n，前后两相邻开关分别记为n-1和n+1，且开关n-1位于联络开关M侧，开 关n+1位于联络开关N侧，假定开关M侧PT接入AB相、N侧PT接入CB相。
3. 如权利要求1所述的一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：所述步骤（2)中， 确认联络开关的条件是该开关处于分位，且开关两侧采集到的电压均大于有压定值，即满 足：
其中UM.UN.分别为联络开关M侧AB相间线电压幅值和N侧CB相间线电压幅值， Ut为有压定值。
4. 如权利要求1所述的一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：所述步骤（3)中， 利用相邻开关线电压信息计算联络开关处另外两个线电压，计算公式为：
其中Um . Un . ^分别为联络开关M侧CB相间和N侧AB相间的线电压幅值，U n_i. ^和 Ulri . c；B是开关n-1处的线电压，U n+1. ^和U n+1. CB是开关n+1处的线电压。
5. 如权利要求1所述的一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：所述步骤（4)中 联络开关两侧线电压信息与合环定值进行比较，判断是否具备合环条件，具体内容包括： a) 联络开关两侧线电压幅值均满足设定值，即满足： Ufflin< U L< Ufflax 其中队表示联络开关处的各个线电压，Umin为幅值下限定值，Umax为幅值上限定值； b) 开关两侧相对应的线电压幅值差均小于设定值，即满足：
其中Uth为幅值差设定值、一般可设定为IOV ; c)联络开关采集的两个线电压相位之差满足设定值，即满足： ^min < N ~ M ·Λβ) K fPmax 其中，仙）表示两个线电压的相位角，两侧系统完全同期运行时， CB相间线电压与AB相间线电压相位之差为60度；din为相位角差下限定值；仍mX为相 位角差上限定值。
6. 如权利要求5所述的一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：所述步骤（4)中， 当合环条件的三个条件均满足时，认为两侧系统处于同期状态，允许联络开关合闸，执行合 环操作；否则，禁止联络开关合闸，取消合环操作。
7. 如权利要求6所述的一种配电线路合环操作控制方法，其特征是：所述步骤（4)中， 在线路进行检修或转移负荷时，需要倒闸操作，采用先合上联络开关使系统合环，然后断开 分段开关的方法。
【专利摘要】本发明公开了一种配电线路合环操作控制方法，主站系统判定需要进行合环操作后，由主站向联络开关发送合环指令；联络开关对应的馈线终端接收到主站发送的合环指令后，首先确认开关为联络开关；然后联络开关FTU与相邻两开关的FTU对等通信，获取相邻两个开关处的电压信息，结合自身可采集的两个线电压信息进行计算，得到联络开关处另外两个线电压；将得到的联络开关两侧电压信息与合环定值进行比较，判断当前系统是否符合合环操作条件进行相关操作。此方法在联络开关合闸前对合环条件进行确认，能够保证配电网合环操作的正确性，防止在不具备合环条件时发生合环误操作。终端间采用点对点对等通信方式，通信延时小，可保证信息传输的时效性。
【IPC分类】H02J13-00
【公开号】CN104734352
【申请号】CN201510105282
【发明人】张林利, 孙勇, 张世栋, 李立生, 邵志敏, 李建修, 刘合金
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月10日