[实用新型]一种基于终端对等通信的配电网合环操作控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于终端对等通信的配电网合环操作控制系统。

背景技术

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配电自动化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。

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，仅通过这两个电压难以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。

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。通过主站中转的通信方式延时较大，难以保证信息的时效性。而将馈线终端接入对等通信网络，各终端之间对等交换实时数据的方式，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，已有研究结果表明，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。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种基于终端对等通信的配电网合环操作控制系统，本系统由联络开关对应的馈线终端在合环操作前确认联络开关两侧系统处于同期运行状态，避免发生合环误操作。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于终端对等通信的配电网合环操作控制系统，包括配电自动化主站、馈线开关、馈线终端、对等通信网络和通信处理机。其中，馈线终端分别与各自对应的馈线开关相连，对馈线开关进行监测与控制；多个馈线终端之间通过对等通信网络相连，点对点交换信息；配电自动化主站通过通信处理机接入对等通信网，与各个馈线终端通信。

所述馈线终端呈分布式设置，与配电线路上的馈线开关一一对应，且各馈线终端分别用于各自对应开关的测量与控制。

所述馈线开关两侧各装设一个电压互感器，分别检测AB相间电压和BC相间电压，电压互感器二次侧输出接入对应的馈线终端。

所述馈线开关中处于分位，且两侧都有电压的馈线开关为联络开关。

所述配电自动化主站是合环操作的发起单元，在配电网需要进行合环操作时，向联络开关对应的馈线终端发送合环指令。

所述联络开关对应的馈线终端作为合环操作的主控制单元，接受主站发送的合环指令，通过对等通信网与前后两相邻终端通信，实时获取前后两相邻开关处的电压信息，与合环定值进行比较，判断是否符合合环条件；若符合合环条件则控制联络开关合闸实现合环，若不符合则闭锁合环操作。

所述对等通信网络使用光纤以太网，采用无连接的传输层用户数据报协议(UDP)传输数据，实现各馈线终端之间的点对点直接通信。

本实用新型的工作原理为：在需要进行合环操作时，配电自动化主站向联络开关对应的馈线终端发送合环指令；联络开关对应的馈线终端接收到合环指令后，通过对等通信网与前后两相邻终端通信，实时获取前后两相邻开关处的电压信息；联络开关对应馈线终端综合自身采集的电压及通信获取的前后开关处电压信息，与提前设定的定值进行比较，判断是否符合合环条件；若符合合环条件则控制联络开关合闸实现合环，若不符合则闭锁合环操作。

所述合环条件包括：联络开关两侧各线电压幅值满足设定值、两侧相对应的线电压幅值差小于设定值、联络开关采集的两个线电压相位之差满足设定值。当三个条件同时满足时，认为两侧系统处于同期状态，联络开关合闸，执行合环操作；否则，闭锁合环操作。