[发明专利]一种电网中短路故障快速隔离及供电恢复系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网领域，具体涉及了一种电网中短路故障快速隔离及供电恢复系统及其方法。 

背景技术

近年来，国家大力投资智能电网，电力工业迅速发展。依托现代信息、通信和控制技术，一个智能化、网络化的现代电网正在逐步建成。 

目前未实现馈线自动化的线路，主要是在10kV线路或树状线路中采用重合器、分段器的方式实现，由于该种方式无需配置通道和主站系统，依靠重合器和分段器自身的功能进行故障隔离和恢复供电，因而具备容易实施、节省投资等优点。但是这种方式容易造成大面积失电，在排查出线路短路故障点并对其进行修复前，整个供电网络都将处于断电瘫痪状态、效。 

发明内容

针对上述不足，本发明提出一种电网中短路故障快速隔离及供电恢复系统及其方法，可以快速找出短路故障点位置，切断其两端的配电开关以隔离短路故障点，并自动实现供电调度，以保障除短路点外正常区域的用电需求。 

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是： 

一种电网中短路故障快速隔离及供电恢复系统及其方法，包括： 

1)若干终端下位机：终端下位机设置于电网中的开关旁，用于监测这台开关的工作电流，并负责控制该开关的分合。每个终端主要由主控制器、网络通讯模块、采样模块、存储模块和继电器组成。主控制器包含了10/100Mbps以太网MAC，只需加上PHY层网络通讯模块芯片和带有网络变压器的网络端 口，即可实现与控制中心PC机之间的通讯。为了提高通讯的可靠性和速度，将网络端口输出的电信号转换成光信号，用光纤作为通信介质。单模光纤的纤芯相应较细，且单模信号的距离损失比多模小，传输频带宽、容量大，传输距离远。可使用的光电转换器选用单模光纤收发器。存储模块中存储服务器IP、每个终端IP以及短路大电流门限值。继电器用于控制每个终端所连接的用户开关的分合。 

2)控制中心服务器上位机：基于网络服务器的电网实时信息管理系统，局域网内客户端通过Web服务器与数据库进行连接，实现数据的实时交互。操作系统采用Windows 2000Server，编程语言为Java语言，选用JSP技术实现Web系统与用户间的动态交互功能。采用SQL Server 2000数据库，以SQL语言为数据库操作指令语言。在上位机界面上根据实际的开关位置关系布网。上位机可以向终端发出实时电流查询、开关控制命令，接收来自各终端的实时电流信息和大电流报警信号，根据大电流报警信号，在80ms内隔离短路故障点，并做出供电调度以恢复正常区域的供电。 

一种电网中短路故障快速隔离及供电恢复方法，采用类似树的遍历，以递归查找的方式对整个电网中的开关进行遍历，找到并隔离短路故障点并进行相应的供电调度，具体算法如下： 

1)初始化当前开关为根节点开关； 

2)当前开关分支数是否≥2？是则跳转到步骤6，否则跳转到步骤3； 

3)当前开关分支数是否＝1？是则跳转到步骤4，否则说明短路故障不在当前开关所在的分支，当前分支查找结束； 

4)当前开关及其分支开关的电流报警标志位是否相同？相同则跳转到步骤5，不同则跳转到步骤8； 

5)将当前开关更新为其分支开关，回到步骤2继续查找短路故障点； 

6)当前开关及其所有分支是否有且只有一个开关的故障标志位为1，其余 为0？是则跳转到步骤8，不是则跳转到步骤7； 

7)依次将与当前开关故障标志位相同的分支开关作为当前开关，按照步骤2～5对符合条件的分支进行短路故障查找； 

8)对故障进行隔离，将当前开关及其分支开关中的所有非联络开关断开，并将对应非联络开关所在支路的联络开关闭合以恢复正常区域供电。 

优选的，所述算法中，对开关的电流报警标志位进行两两比较时，使用的是逻辑“异或”操作，通过这种比较方式，可以兼容电网中变化的供电方向。 

优选的，所述算法中，测试故障隔离所需时间的方法如下： 

当终端检测到大电流时开启自带的定时器，服务器找到短路点，终端收到开关分闸命令后关闭定时器，此过程所需时间在45～60ms之间，再加上终端检测到大电流需一个交流电周期，总时间在65ms～80ms，具体为： 

1)终端检测出大电流需一个交流电周期，即20ms； 

2)终端与服务器之间光纤通讯所需的时间，不超过10ms，由于首先是终端将大电流报警信号发往服务器，服务器在对故障进行判断后需要向终端发送开关分闸信号，所以通讯总时间不超过20ms；