一種智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，一個供電系統(tǒng)配網(wǎng)中使用的、由多臺智能裝置組成的、電源輸出功率優(yōu)化配置的自動化系統(tǒng)，其中不僅包含如何將多臺智能裝置以通信方式聯(lián)系到一起，形成一個智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，還采用了新的描述方式，將一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象為斷路器Sn和功率點(diǎn)Pn的連接關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)，以負(fù)荷供電等級為參考，論述了如何在供電范圍最大化為目的，負(fù)荷功率和電源容量為依據(jù)，切除負(fù)荷為手段下，實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)聯(lián)切的多超多切，少超少切，不超不切，從而保證負(fù)荷供電可靠與穩(wěn)定。
【專利說明】-種智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及如何在供電系統(tǒng)中將多臺智能裝置組成一個自動化系統(tǒng)，并在此自動 化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)智能配電聯(lián)切的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中，為了提高供電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，電力部門大 都在110kV及以下電壓等級的變電站廣泛地采用了備用電源自動投入裝置（簡稱"備自投 〃）。所謂各自投是指當(dāng)主供電源發(fā)生故障時，通過備自投裝置的正確動作，自動跳開故障線 路，并經(jīng)短延時后合上備用電源。這種傳統(tǒng)備自投方式，在一定程度上可以提高負(fù)荷供電的 可靠性與連續(xù)性，然而卻忽略了一個因素：備用電源負(fù)載容量是有限，在主供電源失電后， 備用電源可能無法滿足所有的負(fù)荷供電要求。如果強(qiáng)行合上備自投，可能會造成正常供電 電源的超負(fù)荷供電，供電部門會強(qiáng)行對本來正常供電的電源斷電，造成更大范圍的停電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種智能配電聯(lián)切系統(tǒng)，在主 供電源故障失電之后，先判斷合上備自投后備用電源是否會超負(fù)荷供電？如果電源超負(fù)荷 供電，系統(tǒng)會先強(qiáng)制切除一部分負(fù)荷，然后合上備自投。這樣在提高供電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn) 定性的同時，又能防止電源超負(fù)荷供電。
[0004] 此外，智能配電聯(lián)切系統(tǒng)可依據(jù)供電系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷功率需求，盡量少切或不切 負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)供電范圍最大化；可設(shè)置各個負(fù)荷的供電等級，實(shí)現(xiàn)有限供電功率在供電系統(tǒng) 范圍內(nèi)最優(yōu)配置；可隨時隨刻監(jiān)視供電系統(tǒng)，在負(fù)荷功率激增的情況下，也能自動切除部分 負(fù)荷，防止電源超負(fù)荷供電。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，它包含將多臺智能裝置以 通信方式聯(lián)系到一起，形成一個智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，將一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象為斷路器 Sn和功率點(diǎn)Pn的連接關(guān)系，最終使一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以配置文件的形式存在，并以此為基礎(chǔ)， 以負(fù)荷供電等級為參考，負(fù)荷功率和電源容量為依據(jù)，切除負(fù)荷為手段，實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)聯(lián) 切。
[0006] 系統(tǒng)完成所有負(fù)荷供電狀況，根據(jù)負(fù)荷功率大小劃分負(fù)荷供電等級。系統(tǒng)將一次 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述和負(fù)荷供電等級等信息編寫成配置文件，并下載配置文件到主控單元 中以供其讀入到程序中去，當(dāng)電源出現(xiàn)故障時，主控單元綜合一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、負(fù)荷等 級、各個負(fù)荷功率大小和斷路器位置等信息，作出一系列判斷；作出這一系列判斷后，主控 單元發(fā)出命令，各個分控單元收到命令報文后，執(zhí)行主控單元命令，來控合\控分?jǐn)嗦菲鳎?分控單元將控合\控分命令是否完成，以及斷路器位置、負(fù)荷功率大小按預(yù)先約定好的通 信協(xié)議編寫成報文，再報告給主控單元。
[0007] 本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果：本發(fā)明以供電范圍最大化為目的，以負(fù)荷功率和電源容 量為依據(jù)，以切除負(fù)荷為手段，實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)聯(lián)切的多超多切，少超少切，不超不切，保證負(fù) 荷供電可靠、穩(wěn)定；本發(fā)明依靠負(fù)荷供電等級的劃分，在供電故障后，優(yōu)先保證重要負(fù)荷的 供電，實(shí)現(xiàn)有限供電功率在整個供電系統(tǒng)范圍內(nèi)優(yōu)化配置；本發(fā)明中所提到智能配電聯(lián)切 系統(tǒng)，不僅在故障發(fā)生時，仿真電源超負(fù)荷供電，也時刻監(jiān)視供電系統(tǒng)，在負(fù)荷功率激增的 情況下，會自動切除部分負(fù)荷，防止電源超負(fù)荷供電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的一次系統(tǒng)示例圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明的一次系統(tǒng)簡化圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0011] 圖4為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013] 本發(fā)明以最基本的一次系統(tǒng)圖為例，闡述如何實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的智能配網(wǎng)聯(lián)切，如 圖1所示，一次供電系統(tǒng)中有電源1、電源2同時兩路進(jìn)線，1K1和1K2分別電源1、電源2的 進(jìn)線斷路器，1D1為分段斷路器，且電源1和電源2互為對方的備用電源。
[0014] 在傳統(tǒng)的一次系統(tǒng)中，如果其中一路電源出現(xiàn)故障失電，短延時后備自投動作，閉 合分段斷路器1D1，而此時可能會出現(xiàn)備用電源超負(fù)荷供電的狀況，而在智能配網(wǎng)聯(lián)切系統(tǒng) 中，在備自投動作之前，先依據(jù)故障前各個負(fù)荷功率大小的情況，分析出故障后備用電源會 不會超負(fù)荷？超負(fù)荷功率是多少？切除哪部分負(fù)荷，在切除超出負(fù)荷成功后，再閉合分段 斷路器。
[0015] 所以智能配網(wǎng)聯(lián)切實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)在于，系統(tǒng)須獲取在故障發(fā)生之后與備自投動作 之前，各個負(fù)荷功率大小以及由哪一路電源供電等信息。只有確切地知道各個負(fù)荷功率大 小及其由哪一路電源供電，才能計算出備自投動作后，備用電源會不會超負(fù)荷？超負(fù)荷功 率是多少；只有確切地知道各個負(fù)荷功率大小及其哪一路電源供電，才能求得需要切除哪 些負(fù)荷？切除多少負(fù)荷。
[0016] 對于負(fù)荷功率大小，系統(tǒng)可以通過各種方式測量獲取，而對于故障后各個負(fù)荷由 哪一路電源供電對圖中一次系統(tǒng)似乎也不是問題，其中一路電源故障失電，肯定由另一路 電源作為備用電源，為所有負(fù)荷供電，非此即彼。然而，對于三路或三路以上電源進(jìn)線來說， 這種方法就行不通了。所以本發(fā)明另辟蹊徑，提出依據(jù)斷路器位置和一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，解 決了各個負(fù)荷由哪一路電源供電的問題。首先本發(fā)明先將一次系統(tǒng)示例圖簡化為如附圖2 所示。智能配網(wǎng)聯(lián)切主要與功率有關(guān)，與電壓無關(guān)，并假設(shè)變壓器效率為100%，因此在一次 系統(tǒng)簡化圖中可將變壓器視為輸電線。
[0017] 為了后面的敘述更為清晰易懂，在此，本發(fā)明依據(jù)斷路器距離電源的遠(yuǎn)近為參考， 為每個斷路器編號為si、S2、…、S13 ;并假設(shè)流經(jīng)斷路器的功率是從一個功率點(diǎn)流向另一 個功率點(diǎn)，在簡化圖中顯示了各個功率點(diǎn)所在位置（所謂功率點(diǎn)實(shí)際中并不存在，引入這 個概念僅為描述方便），并依次為之編號為PI、P2、…、P8 (如附圖2所不）。
[0018] 緊接著，一次系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即可描述為SI :P1，P3 ;S2 :P2，P4 ;S3 :P3，P4 ;S4 : P3, P5 ;S5 :P4, P6 ;S6 :P5, P7 ;S7 :P6, P8 ;…。其中 SI :P1，P3 的含義是斷路器 SI 兩端分別 與功率點(diǎn)P1和P3連接（如下表）。
[0019] 表1斷路器與功率點(diǎn)連接關(guān)系表

【權(quán)利要求】
1. 一種智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，它包含將多臺智能裝置以通信方式聯(lián)系到一起，形 成一個智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，其特征在于：將一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象為斷路器Sn和功率點(diǎn) Pn的連接關(guān)系，最終使一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以配置文件的形式存在，并以此為基礎(chǔ)，以負(fù)荷供電等 級為參考，負(fù)荷功率和電源容量為依據(jù)，切除負(fù)荷為手段，實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)聯(lián)切。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)完成所有負(fù)荷 供電狀況，根據(jù)負(fù)荷功率大小劃分負(fù)荷供電等級。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)包括主控單元 和各個分控單元；主控單元接收分控單元的信息，解析出系統(tǒng)中各個斷路器位置和負(fù)荷功 率大小，并依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，作出各個斷路器分合命令，下發(fā)給各個分控單元執(zhí)行；分控 單元接收主控單元的命令，實(shí)現(xiàn)控合\控分?jǐn)嗦菲?，并將控合\控分命令是否成功、斷路器 位置和負(fù)荷功率大小報告給主控單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，其特征在于：主控單元與各個分 控單元之間通信，分控單元之間不通信。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切自動化系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)將一次系統(tǒng)拓 撲結(jié)構(gòu)的描述和負(fù)荷供電等級等信息編寫成配置文件，并下載配置文件到主控單元中以供 其讀入到程序中去，當(dāng)電源出現(xiàn)故障時，主控單元綜合一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、負(fù)荷等級、各個 負(fù)荷功率大小和斷路器位置等信息，作出一系列判斷；作出這一系列判斷后，主控單元發(fā)出 命令，各個分控單元收到命令報文后，執(zhí)行主控單元命令，來控合\控分?jǐn)嗦菲鳎环挚貑卧?將控合\控分命令是否完成，以及斷路器位置、負(fù)荷功率大小按預(yù)先約定好的通信協(xié)議編 寫成報文，再報告給主控單元。
6. -種智能配網(wǎng)聯(lián)切實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟為： 步驟一、主控單元上電后，先讀取配置文件，配置文件中包含一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各個 負(fù)荷供電等級信息； 步驟二、創(chuàng)建通信線程，建立于各個分控單元之間的通信，在通信線程中將解析分控單 元上傳的數(shù)據(jù)，并將主控單元的控制命令發(fā)送給各個分控單元； 步驟三、監(jiān)測供電系統(tǒng)供電狀態(tài)是否變化，是否發(fā)生故障或故障消除； 如果系統(tǒng)從故障狀態(tài)中恢復(fù)正常供電，系統(tǒng)會自動先斷開備自投，之后再合上所有被 系統(tǒng)切除的負(fù)荷，以保證最大范圍供電； 如果故障狀況沒有發(fā)生變化，供電故障沒有恢復(fù)或供電一直正常，且此時負(fù)荷功率激 增，可能導(dǎo)致電源超負(fù)荷，系統(tǒng)會自動切除一部分負(fù)荷； 如果發(fā)生故障，先切除一部分負(fù)荷后，在合上備自投； 步驟四、最后完成上述的步驟后，再回到步驟三。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：步驟一中，根據(jù)需要能 夠重新編寫配置文件，以適應(yīng)不同的一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷等級的要求。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：步驟二中，通信網(wǎng)絡(luò)的 主控單元接收分控單元的信息，解析出系統(tǒng)中各個斷路器位置和負(fù)荷功率大小，并依據(jù)系 統(tǒng)運(yùn)行狀況，作出各個斷路器分合命令，下發(fā)給各個分控單元執(zhí)行；分控單元接收主控單元 的命令，實(shí)現(xiàn)控合\控分?jǐn)嗦菲?，并將控合\控分命令是否成功、斷路器位置和負(fù)荷功率大 小報告給主控單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：步驟三中，完成所有負(fù) 荷供電狀況后，根據(jù)故障前負(fù)荷功率大小，預(yù)測出備自投動作后，是否要切除部分負(fù)荷，若 需要，則繼續(xù)計算切除供電等級最低的負(fù)荷后能否滿足要求，若不能，繼續(xù)計算再切除供電 等級次低的負(fù)荷后電源供電狀態(tài)，直至最后滿足電源供電要求后為止；負(fù)荷功率滿足后，自 動化系統(tǒng)將切除超出的負(fù)荷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能配網(wǎng)聯(lián)切實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：系統(tǒng)將一次系統(tǒng)拓?fù)?結(jié)構(gòu)的描述和負(fù)荷供電等級等信息編寫成配置文件，并下載到主控單元中，當(dāng)電源出現(xiàn)故 障時，主控單元綜合一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、負(fù)荷等級、各個負(fù)荷功率大小和斷路器位置信息， 作出一系列判斷；作出這一系列判斷后，主控單元發(fā)出命令，各個分控單元收到命令報文 后，執(zhí)行主控單元命令，來控合\控分?jǐn)嗦菲?；分控單元將控合\控分命令是否完成，以及斷 路器位置、負(fù)荷功率大小按預(yù)先約定好的通信協(xié)議編寫成報文，再報告給主控單元。
【文檔編號】H02J3/14GK104283220SQ201410607143
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張杭, 張德望 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司