一种配电网故障处理方法、设备及系统与流程

本发明涉及电力系统继电保护，具体来讲是一种配电网故障处理方法、设备及系统。

背景技术：

1、馈线自动化(feeder automation，fa)是配电网提高供电可靠性，减少供电损失的重要技术手段，在10kv配网上广泛应用，现有的馈线自动化方式包括：主站集中型fa、重合器式fa、继电保护型fa和智能分布式fa等。

2、主站集中式fa，其依赖主站策略、依赖无线或光纤通信和路由转发，是典型的主从式结构，在通信不稳定时，存在主站集中式fa失效或不能准确定位故障区段的问题。

3、重合器式fa，其停电时间长，影响供电可靠性，不能与分布式能源低电压穿越配合，在发生故障时，分布式能源防孤岛保护动作跳开开关，导致进一步降低系统供电质量。

4、继电保护型fa，其需要整定动作参数，在配电出线开关附近故障时动作时间较长，影响变压器使用寿命，并且在配电网络结构重构时，需要重新整定动作参数，耗费大量人力资源。

5、智能分布式fa，其无需主站参与协调与控制，仅依靠配电终端之间的通信即可实现故障隔离和供电恢复，因此，受到供电公司和设备供应商的青睐，并在智能分布式fa开发和应用方面投入大量研发资源。但目前，现有的智能分布式fa在配网网架结构重构时，由于无法自适应地识别新的配网网架结构，因此依然需要运维人员与设备供应商配合人工就地或远程更新配电终端中的通信参数以及重新调试，耗费大量人力资源；并且，使得故障隔离和供电恢复的处理速度不够快速，无法更好地确保电网稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种配电网故障处理方法、设备及系统，不仅能自适应网架在线灵活重构，大大降低人力成本，还能快速实现故障隔离和非故障区恢复，有效确保电网稳定运行，提升电网供电质量和供电可靠性。

2、为达到以上目的，第一方面，本发明实施例提供一种配电网故障处理方法，该方法包括：

3、配电终端上电后，将终端通信信息、终端业务信息传输至主站模型中心；实时接收主站模型中心下发的配网拓扑文件，并根据配网拓扑文件识别出上下游开关信息及电网网架拓扑；其中，所述配网拓扑文件是主站模型中心根据从主站获取的配电网络拓扑信息以及从配电终端获取的终端通信信息、终端业务信息，进行开关和配电终端关联后得到的配网拓扑文件；

4、配电终端检测出故障时，基于识别出的上下游开关信息及电网网架拓扑，根据预设的智能分布式fa逻辑进行故障隔离及非故障区域供电恢复。

5、结合第一方面，在一种实施方式中，配电终端实时接收主站模型中心下发的配网拓扑文件，并根据配网拓扑文件识别出上下游开关信息及电网网架拓扑，包括：

6、配电终端实时接收主站模型中心下发的配网拓扑文件，通过解析所述配网拓扑文件，识别出本开关、上游开关、下游开关、邻侧上游开关、邻侧下游开关以及联络开关的相关信息；

7、配电终端根据通信网络状态以及各开关状态识别出参与智能分布式fa的电网网架拓扑。

8、结合第一方面，在一种实施方式中，所述预设的智能分布式fa逻辑包括：辐射配电网络的智能分布式fa逻辑、有源配电网络的智能分布式fa逻辑。

9、结合第一方面，在一种实施方式中，配电终端根据辐射配电网络的智能分布式fa逻辑进行故障隔离及非故障区域供电恢复，包括：

10、各配电终端根据识别出的上下游开关信息及电网网架拓扑，得到各配电终端的下游开关和邻侧上游开关；

11、各配电终端实时检测过流短路/接地短路故障；当有配电终端检测到故障后，检测到故障的配电终端向其他配电终端广播故障信息；

12、若配电终端接收到下游开关的配电终端广播的故障信息时，该配电终端禁止开关跳闸；

13、若配电终端为检测到故障的配电终端，且未收到下游开关的配电终端广播的故障信息时，该配电终端跳开开关；

14、若配电终端接收到邻侧上游开关的配电终端广播的故障信息，且未检测到故障时，该配电终端跳开开关；

15、待上述故障隔离操作完成后，跳开开关的配电终端向其他配电终端广播故障隔离成功信息；联络开关的配电终端接收到故障隔离成功信息后，延时指定时长，并在有零序电压时禁止合上联络开关，在无零序电压时合上联络开关。

16、结合第一方面，在一种实施方式中，配电终端根据有源配电网络的智能分布式fa逻辑进行故障隔离及非故障区域供电恢复，包括：

17、各配电终端根据识别出的上下游开关信息及电网网架拓扑，得到各配电终端的下游开关和邻侧上游开关；

18、各配电终端实时检测过流短路/接地短路故障及故障方向；当有配电终端检测到故障后，检测到故障的配电终端向其他配电终端广播故障功率方向信息；

19、若配电终端检测到故障且故障功率方向为母线指向线路，并且接收到下游开关的配电终端广播的故障功率方向信息为母线指向线路时，该配电终端禁止开关跳闸；

20、若配电终端检测到故障且故障功率方向为母线指向线路，并且接收到下游开关的配电终端广播的故障功率方向信息为线路指向母线时，该配电终端跳开开关；

21、若配电终端检测到故障且故障功率方向为线路指向母线，并且接收到邻侧上游开关的配电终端广播的故障功率方向信息为母线指向线路时，该配电终端跳开开关；

22、待上述故障隔离操作完成后，跳开开关的配电终端向其他配电终端广播故障隔离成功信息；联络开关的配电终端接收到故障隔离成功信息后，延时指定时长，并在有零序电压时禁止合上联络开关，在无零序电压时合上联络开关。

23、第二方面，本发明实施例还提供一种配电网故障处理方法，该方法包括：

24、主站模型中心实时从主站获取配电网络拓扑信息；

25、主站模型中心接收配电终端传来的终端通信信息、终端业务信息；

26、主站模型中心根据所述配电网络拓扑信息、所述终端通信信息和所述终端业务信息，进行开关和配电终端关联，得到配网拓扑文件并下发至配电终端；所述配网拓扑文件用于配电终端根据配网拓扑文件识别出上下游开关信息及电网网架拓扑，当配电终端检测出故障时，基于所述上下游开关信息及电网网架拓扑，根据预设的智能分布式fa逻辑进行故障隔离及非故障区域供电恢复。

27、第三方面，本发明实施例还提供一种基于第一方面实施例中方法的配电终端，该配电终端包括网络拓扑自适应模块、智能分布式fa模块；

28、所述网络拓扑自适应模块，用于：配电终端上电后，将终端通信信息、终端业务信息传输至主站模型中心；实时接收主站模型中心下发的配网拓扑文件，并根据配网拓扑文件识别出上下游开关信息及电网网架拓扑；其中，所述配网拓扑文件是主站模型中心根据从主站获取的配电网络拓扑信息以及从配电终端获取的终端通信信息、终端业务信息，进行开关和配电终端关联后得到的配网拓扑文件；

29、所述智能分布式fa模块，用于：配电终端检测出故障时，基于识别出的上下游开关信息及电网网架拓扑，根据预设的智能分布式fa逻辑进行故障隔离及非故障区域供电恢复。

30、第四方面，本发明实施例还提供一种基于第二方面实施例中方法的主站模型中心，该主站模型中心包括信息获取模块、配网拓扑文件生成及下发模块；

31、所述信息获取模块，用于：实时从主站获取配电网络拓扑信息；并接收配电终端传来的终端通信信息、终端业务信息；

32、所述配网拓扑文件生成及下发模块，用于：根据所述配电网络拓扑信息、所述终端通信信息和所述终端业务信息，进行开关和配电终端关联，得到配网拓扑文件并下发至配电终端；所述配网拓扑文件用于配电终端根据配网拓扑文件识别出上下游开关信息及电网网架拓扑，当配电终端检测出故障时，基于所述上下游开关信息及电网网架拓扑，根据预设的智能分布式fa逻辑进行故障隔离及非故障区域供电恢复。

33、第五方面，本发明实施例还提供一种主站，该主站内设有如第四方面实施例的主站模型中心。

34、第六方面，本发明实施例还提供一种配电网故障处理系统，该系统包括如第四方面实施例的主站模型中心以及至少一个如第三方面实施例的配电终端；或者该系统包括如第五方面实施例的主站以及至少一个如第三方面实施例的配电终端。

35、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

36、本实施例中，配电终端能实时接收主站模型中心下发的最新配网拓扑文件，并根据实时更新的配网拓扑文件识别出上下游开关信息及电网网架拓扑，因此，在配网网架结构重构时，能自动实时适应网络结构灵活重构，无需人工配置终端参数和调试，可大大降低人力成本。并且，由于配电终端可自动实时获取和识别最新的电网网架拓扑并分析上下游开关信息，因此在检测到故障时，可快速基于识别出的上下游开关信息及电网网架拓扑，根据预设的智能分布式fa逻辑，准确完成故障隔离及非故障区域供电恢复，从而保护变压器出口断路器，并能够与分布式电源低电压穿越配合，确保电网稳定运行，提升电网供电质量和供电可靠性，满足实际应用需求。