本發(fā)明設(shè)計(jì)配電網(wǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種自愈性分布式智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力傳輸安全是電力傳輸質(zhì)量的重要體現(xiàn)，而架空線路等電力傳輸線路的相間短路故障和單相接地故障給電力傳輸安全造成了巨大壓力。

在當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，隨著太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源接入配電網(wǎng)，顛覆了傳統(tǒng)配電網(wǎng)單向潮流的特征，傳統(tǒng)配電網(wǎng)繼電保護(hù)更加難以確定故障區(qū)段。

美國(guó)計(jì)劃在10～20年內(nèi)完成智能配電網(wǎng)工程idg(intelli-d-grid)。智能化配電網(wǎng)(intelli-d-grid)將自動(dòng)完成：網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；電壓與無(wú)功控制；故障定位和隔離(對(duì)減少停電時(shí)間意義很大)；(當(dāng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí))繼電保護(hù)再整定(rpr)等功能；完成智能化電網(wǎng)的建立：數(shù)字化變電站、分布發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)與配電網(wǎng)互聯(lián)、燃料源與儲(chǔ)能、匹配的電力網(wǎng)絡(luò)、半導(dǎo)體、超導(dǎo)、超級(jí)電容器、磁材料和絕緣子、儲(chǔ)能系統(tǒng)、低成本的智能傳感器的應(yīng)用，借助網(wǎng)絡(luò)通信、gps同步對(duì)時(shí)構(gòu)成完整的智能化配電網(wǎng)。國(guó)外配電網(wǎng)自動(dòng)化雖然比我國(guó)起步早，應(yīng)用范圍廣，成熟度高，但未見(jiàn)有配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的報(bào)道。

國(guó)內(nèi)對(duì)于配電網(wǎng)的保護(hù)，主要通過(guò)變電站饋線出口的保護(hù)動(dòng)作來(lái)切除故障，這種操作方式有兩個(gè)問(wèn)題：1、擴(kuò)大了停電范圍，降低了供電可靠性；2、需要在變電站設(shè)置子站，用于協(xié)調(diào)多條饋線之間的關(guān)系，使得維護(hù)相對(duì)復(fù)雜。這種模式，也是目前主流的面保護(hù)的配置思路。

因此，在故障發(fā)生時(shí)，電力搶修人員的及時(shí)搶修顯得尤為重要。由于供電架空線路涉及的地理范圍很廣，因此，在故障發(fā)生時(shí)，電力搶修人員很難在短時(shí)間內(nèi)快速定位故障地點(diǎn)，所以能夠在故障發(fā)生時(shí)短時(shí)間內(nèi)知道事故具體發(fā)生地就閑的尤為重要。同時(shí)有些時(shí)候一些地區(qū)的用電需求特別高，而有些地區(qū)的用電需求則相對(duì)較若，如果輸變電路中的輸變電壓保持不變，則電能得不到充分的利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自愈性分布式智能控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：包括故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通斷路控制系統(tǒng)、信息反饋系統(tǒng)，所述故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)出環(huán)網(wǎng)線路上具體是哪一段出現(xiàn)故障，并將此信號(hào)輸送至通斷路控制系統(tǒng)、信息反饋系統(tǒng)，所述通斷路控制系統(tǒng)依據(jù)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)判斷需斷開(kāi)的架空線斷路器，并發(fā)出信號(hào)使具體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作；信息反饋系統(tǒng)能夠?qū)⒐收媳O(jiān)測(cè)系統(tǒng)輸出的信號(hào)顯示出來(lái)。

優(yōu)選的，所述的故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括電壓處理模塊、故障分析模塊和電流檢測(cè)模塊；

所述電壓處理模塊將環(huán)網(wǎng)交流電路的交流電壓進(jìn)行處理，將交流電路電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，并輸送至故障分析模塊；

所述電流檢測(cè)模塊將交流線路通過(guò)線圈感應(yīng)生成的二次電流轉(zhuǎn)化為直流電壓，并輸送至故障分析模塊；

所述故障分析模塊依據(jù)電壓處理模塊的輸入電壓是否為0判斷是否反生故障；若輸入電壓未變動(dòng)，則該線路正常，若輸入電壓變?yōu)?，則該線路有問(wèn)題；

所述故障分析模塊根據(jù)電流檢測(cè)模塊輸入的直流電壓是否為0判斷發(fā)生接地故障還是短路故障；電壓處理模塊的輸出值為0的前提下，在若輸入電壓為0，則該線路短路，否則為接地故障。

優(yōu)選的，所述的電壓處理模塊、電流檢測(cè)模塊安裝在環(huán)網(wǎng)電路現(xiàn)場(chǎng)，其數(shù)量依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電力系統(tǒng)分段數(shù)而定，每一分?jǐn)嗑€路上均分別安裝一只電壓處理模塊、電流檢測(cè)模塊。

優(yōu)選的，所述電壓處理模塊包括二極管d1、電容c1、電容c2、電阻r1以及電阻r2，其中，二極管d1的陽(yáng)極連接所感應(yīng)的交流線路電壓vin，二極管d1的陰極分別與電阻r1的一端和電容c1的一端連接，電阻r1的另一端分別與電容c2的一端、電阻r2的一端以及所述直流電壓連接，電容c1的另一端、電容c2的另一端以及電阻r2的另一端分別接地。

優(yōu)選的，所述電流檢測(cè)模塊包含全波整流單元和濾波分壓?jiǎn)卧?/p>

優(yōu)選的，所述故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與信息反饋系統(tǒng)之間、通斷路控制系統(tǒng)與信息反饋系統(tǒng)之間可以采用光纖通信或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。

優(yōu)選的，所述故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與信息反饋系統(tǒng)之間、通斷路控制系統(tǒng)與信息反饋系統(tǒng)之間采用光纖通信。

優(yōu)選的，所述信息反饋系統(tǒng)還安裝有一只報(bào)警器和一只閃光燈。

優(yōu)選的，所述的自愈性分布式智能控制系統(tǒng)還包括線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)，所述線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)的輸入端與電壓處理模塊的輸出端、電流檢測(cè)模塊的輸出端相連，其輸出端與信息反饋系統(tǒng)的輸入端相連；

所述線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)的原理是：根據(jù)電壓處理模塊輸入的電壓值、電流檢測(cè)模塊輸入的電流值，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的程序算出該分段線網(wǎng)上的實(shí)際載荷。

優(yōu)選的，所述的的自愈性分布式智能控制系統(tǒng)還包括輸變電控制系統(tǒng)，其輸入端與線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)的輸出端相連，通過(guò)對(duì)比每段分段線網(wǎng)的實(shí)際載荷，給出操作信號(hào)至變電站，提升該分段線路中的輸變電壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)對(duì)環(huán)形架空線路所感應(yīng)產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行判斷，能夠較快的判斷出具體是哪一段出現(xiàn)故障，同時(shí)再根據(jù)感應(yīng)產(chǎn)生的直流電流和突變電流綜合判斷出是產(chǎn)生了接地故障還是短路故障，具有很高的實(shí)用性，同時(shí)節(jié)省了故障定位及排除故障的時(shí)間，在解除現(xiàn)場(chǎng)故障后，搶修人員根據(jù)線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)給出的線路實(shí)際載荷判斷是否合適重合閘，本系統(tǒng)還可以通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)的線路載荷，實(shí)時(shí)改變輸變電路中的輸變電壓。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明自愈性分布式智能控制系統(tǒng)的主要原理圖；

圖2為本發(fā)明的電壓處理模塊的電路圖；

圖中：1-故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；11-電壓處理模塊；12-故障分析模塊；13-電流檢測(cè)模塊；131-全波整流單元；132-濾波分壓?jiǎn)卧?-通斷路控制系統(tǒng)；3-信息反饋系統(tǒng)；4-線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)；5-輸變電控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，架空線路故障大多情況下可分為短路故障和接地故障，無(wú)論是何種故障，環(huán)形電網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜處的電壓為0；根據(jù)電磁感應(yīng)原理，所述架空線路周?chē)纬傻碾妶?chǎng)感應(yīng)生成交流線路電壓，所述架空線路的一次電流通過(guò)線圈感應(yīng)生成二次電流，一次電流是指線路等一次設(shè)備回路上的電流，二次電流是指二次側(cè)的例如儀表等所在回路的電流。

如圖1所示，本發(fā)明的自愈性分布式智能控制系統(tǒng)，由故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1、通斷路控制系統(tǒng)2、信息反饋系統(tǒng)3、線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)4、輸變電控制系統(tǒng)5組成，其中故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1包括電壓處理模塊11、故障分析模塊12和電流檢測(cè)模塊13。

電壓處理模塊11、電流檢測(cè)模塊13安裝在環(huán)網(wǎng)電路現(xiàn)場(chǎng)，其數(shù)量依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電力系統(tǒng)分段數(shù)而定，每一分?jǐn)嗑€路上均分別安裝一只電壓處理模塊11、電流檢測(cè)模塊13。其中，電流檢測(cè)模塊13會(huì)將環(huán)網(wǎng)電路中的交流電壓經(jīng)過(guò)全波整流單元131和濾波分壓?jiǎn)卧?32整流后變成直流電流信號(hào)輸出；

電壓處理模塊11包括二極管d1、電容c1、電容c2、電阻r1以及電阻r2，其中，二極管d1的陽(yáng)極連接所感應(yīng)的交流線路電壓vin，二極管d1的陰極分別與電阻r1的一端和電容c1的一端連接，電阻r1的另一端分別與電容c2的一端、電阻r2的一端以及所述直流電壓連接，電容c1的另一端、電容c2的另一端以及電阻r2的另一端分別接地，其目的是對(duì)環(huán)網(wǎng)交流電壓進(jìn)行處理，將交流電路電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出這兩個(gè)信號(hào)輸入至故障分析模塊12后，故障分析模塊12會(huì)根據(jù)輸入的直流電壓、直流電流的特點(diǎn)判斷出具體是哪一段線路出現(xiàn)故障，是什么故障。如果電壓處理模塊11的輸出電壓未變動(dòng)，則該線路正常，若輸出電壓變?yōu)?，則該線路有問(wèn)題；在電壓處理模塊11的輸出值為0的前提下，如果電流檢測(cè)模塊13的輸出電流值為0，則該段線路短路，不為0，則是接地故障。

在故障分析模塊12做出判斷后，其會(huì)將判斷得出的信號(hào)輸送給通斷路控制系統(tǒng)2、信息反饋系統(tǒng)3。信息反饋系統(tǒng)3會(huì)在自帶的顯示屏幕上顯示出故障的具體位置供搶修人員參考，在此同時(shí)，通斷路控制系統(tǒng)2會(huì)給出一個(gè)斷開(kāi)信號(hào)給具體的對(duì)應(yīng)的斷路器，將該條線路切斷，避免造成傷害。

有時(shí)候線路是在晚上產(chǎn)生故障，此時(shí)是值班人員最困的時(shí)候，難免會(huì)由于瞌睡而看不到信息反饋系統(tǒng)3顯示屏幕上的信息。針對(duì)此現(xiàn)象，在信息反饋系統(tǒng)3中還添加了一只閃光燈和一只報(bào)警器。在出現(xiàn)故障時(shí)，不僅顯示屏幕上會(huì)出現(xiàn)故障信息，閃光燈會(huì)一閃一閃的跳動(dòng)，同時(shí)報(bào)警器也會(huì)發(fā)出報(bào)警音，值班人員就能很容易的知道險(xiǎn)情。

在排除故障后進(jìn)行重合閘時(shí)，由于突然增加負(fù)荷，且供電設(shè)備的型號(hào)各不相同，往往會(huì)對(duì)電路造成沖擊，嚴(yán)重的還會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)。為此，在本發(fā)明的自愈性分布式智能控制系統(tǒng)中還增加了線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)4，所述線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)4的輸入端與電壓處理模塊11的輸出端、電流檢測(cè)模塊13的輸出端相連，其輸出端與的輸入端相連；其工作原理是根據(jù)電壓處理模塊11輸入的電壓值、電流檢測(cè)模塊13輸入的電流值，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的程序算出該分段線網(wǎng)上的實(shí)際載荷，并在信息反饋系統(tǒng)3顯示出來(lái)。

同時(shí)在沒(méi)有發(fā)生故障時(shí)，線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)4產(chǎn)生的輸出信號(hào)還能夠傳遞到輸變電控制系統(tǒng)5，輸變電控制系統(tǒng)5通過(guò)對(duì)比每段分段線網(wǎng)的實(shí)際載荷，給出操作信號(hào)至變電站，提升該分段線路中的輸變電壓。

本發(fā)明中故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1與信息反饋系統(tǒng)3之間、通斷路控制系統(tǒng)2與信息反饋系統(tǒng)3之間既可以采用采用光纖通信，又可以采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，但考慮到有時(shí)候無(wú)線通信會(huì)收到如天氣、強(qiáng)電場(chǎng)的干擾，造成信息不能及時(shí)傳遞，所以本發(fā)明中使用光纖通信。

工作原理：在環(huán)網(wǎng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，信息反饋系統(tǒng)3會(huì)根據(jù)具體哪一段電壓處理模塊11輸出的信號(hào)為0而顯示在哪一段出現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)故障分析模塊12會(huì)根據(jù)電流檢測(cè)模塊13的輸出是否為0來(lái)判斷是短路故障還是接地故障，如果電流檢測(cè)模塊4的輸出為0，則表示該段短路，否則為接地故障，同時(shí)線路負(fù)荷電流監(jiān)控系統(tǒng)4會(huì)計(jì)算出每段線路中的實(shí)際載荷，輸變電控制系統(tǒng)5給出操作信號(hào)至變電站，提升該分段線路中的輸變電壓。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。