智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法

技术领域

本发明属于配电网技术领域，更具体的说是涉及智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法。

背景技术

馈线自动化方式主要分为就地型和集中型两种，因光纤敷设成本过于昂贵，就地型馈线自动化改造成为农网主流趋势。其中，智能分布式馈线自动化基于无线通信，能够准确定位故障点，通过预定义的策略完成故障隔离及恢复，既避免了电压时间型开关多次重复的动作，又减少了因变电站跳闸对系统造成的多次冲击，具备选择性、快速性等优点，但对通信要求相对较高。现基于5G网络的发展，通讯的延时进一步缩小、可靠性进一步增加，而费用也大大下降，使得开发基于5G网络的现场自适应的配电自动化系统成为一种极好的选择。

因此，如何完成智能分布式功能与V-I-T功能的无缝转接，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，预定义通信地址，基于相邻通讯判断是否为故障边界开关，选择相应保护出口，能根据各终端判定情况，动态的完成智能分布式速动型、缓慢型、自适应型的依次转换。该转换方案将智能分布式原理与V-I-T原理融合，使其在通讯正常及时的前提下，表现得和智能分布式一样，通讯故障时，回归既定的V-I-T原理。

智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，其特征在于：通过预定义通信地址和报文，根据各终端相邻通信判定情况，完成智能分布式速动型、缓动型、自适应型的依次转换，动作逻辑如下：

判断一：根据相邻通讯结果，确切知道自身是故障边界开关，则立即直接执行“智能分布保护出口”逻辑；

判断二：根据相邻通讯结果，确切知道自身不是故障边界开关；则在双侧失压时，判是否进入“智能失压分闸闭锁”逻辑；

判断三：在整定的W时限内，收集的信息不全，不足以判断自己是否与故障点直接相连；则按既定的V-I-T逻辑处置。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，预定义通信地址基于以下定义：

每个终端预先定义一组通讯号码，即通讯录，有关事件发生时，向通讯录中的地址主动报文。应用于树型结构时，各终端的通讯录中，仅包含自己的上一级开关及若干下一个层级的开关。应用于环网结构时，各终端通信录包含自己的左、右邻域的环网开关及与之相连的支线开关；接于环网中的树型网络的首端开关，其通讯录中包含与其直接相连的多个环网开关；环网的首开关只注册对侧首开关的地址，其他环网开关，注册多端的首开关地址。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，报文基于以下规则：

终端间报文分故障报文和无故障报文2大类，其中，故障报文为：电流越限和接地保护启动。终端感受故障电流或线路失压后，立即触发故障报文程序，环网开关向通讯录的左邻、右邻及首端开关地址报文；树型开关向上级地址报文；装置间的报文，按发送不管的原则处理，不管对方是否收到。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，线路发生故障后，各终端通过通信能及时判定出故障边界开关，且开关具备开断故障电流能力时，则立即开启智能分布式保护出口动作，先于变电站开关跳闸，通过速动型智能分布式应用完成故障点隔离，并恢复非故障区域供电。

当由于通讯延误或者现场开关不具备开断故障能力，无法判定出故障边界开关并出口时，变电站开关动作，线路终端失压后开启W时域继续等待和研判，研判结果分为判断一、判断二以及判断三，并根据判断结果执行智能分布式速动型、缓动型、自适应型的依次转换。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，三种研判结果及其执行步骤分别是：

判断一：确切判断自身为故障边界时，立即出口跳闸；

判断二：确切知道自身不是故障边界时，W时域结束后转为智能分闸闭锁分闸，在失压状态下，保持在合闸状态；

判断三：信息收集不齐、不能做出准确判断时，W时域结束后，终端基于V-I-T原理动作，完成隔离故障和重新组网。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，W时域为新设定的延缓判断时域，W时域继续交换信息并判断，W时域内能完成信息交换并做出明确判断的，则按智能分布式缓动型原理动作；超过W时域还不能完成信息交互的，自动转入既定的V-I-T逻辑。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，智能分布式与自适应现场动作型的平滑转换为智能分布式速动型、缓动型、自适应型递级式出口的综合保护方式具体是：

方式(1)：智能分布式速动型。线路故障后，能及时判定出故障边界开关，且故障电流仍然存在时，开启智能分布式保护出口，先于变电站出线开关动作时；否则，进入方式(2)。

方式(2)：智能分布式缓动型。根据相邻通信未判定出故障边界开关，变电站开关先于跳闸，线路开关失压后于W时间内开放故障研判，并闭锁非故障边界开关失压分闸，判定为故障边界的开关则立即出口跳闸；其它失压而又无判定结果的终端，进入方式(3)。

方式(3)：自适应型。W时间后，对于通信异常或超时的终端，无法判别是否与故障直接相关时，则按既定的V-I-T逻辑处置。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，通信快时，智能分布式速动型先行动作，完成故障的快速隔离；当终端不能及时判定出故障边界开关时，变电站开关先跳闸，W时间内判智能分闸闭锁或者智能分布保护出口，自动转换成智能分布式缓动型；超过W时间后，对于无法判定与故障是否相关的终端，按自适应型V-I-T逻辑执行，保证各终端在任何条件下不失FA功能。

在上述的智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，当W时间内研判结果仅包含上述中的A、B两类时，则可通过缓动型分布式完成故障隔离；当存在结果C时，则该类终端在失压W时间后转为自适应型应用，通过V-I-T逻辑最终完成故障隔离及非故障区域的供电恢复。

本方明通过预定义各终端的通信地址，利用相邻终端的信号交互，判定是否为故障边界开关并执行相应逻辑，W时间后无判定结果的开关直接转换为自适应型应用，保证各终端在任何条件下不失FA功能。基于通信，而又不依赖于通信，可以优化终端间的逻辑配合，根据相邻通信判定情况完成智能分布式速动型、缓动型以及自适应型的依次衔接，减少开关不必要的动作次数，并快速隔离故障，有效缩短非故障线路恢复供电的时间，提高供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明保护出口逻辑图。

图2为本发明实施的一般单联络带分支网架结构图。

图3为本发明实施的一般单联络网架结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种智能分布式与自适应现场动作型平滑转换方法，动作逻辑请参见附图1。

1、预定义通信地址

每个终端预先定义一组通讯号码(以下简称通讯录)，有关事件发生时，向通讯录中的地址主动报文。应用于树型结构时，各终端的通讯录中，仅包含自己的上一级开关及若干下一个层级的开关。应用于环网结构时，各终端通信录包含自己的左、右邻域的环网开关及与之相连的支线开关；接于环网中的树型网络的首端开关，其通讯录中包含与其直接相连的多个环网开关；环网的首开关只注册对侧首开关的地址，其他环网开关，注册多端的首开关地址。

2、报文规则

终端间报文分故障报文和无故障报文2大类，其中，故障报文为：电流越限和接地保护启动。终端感受故障电流或线路失压后，立即触发故障报文程序，环网开关向通讯录的左邻、右邻及首端开关地址报文；树型开关向上级地址报文；装置间的报文，按发送不管的原则处理，不管对方是否收到。

3、智能分布式与自适应型平滑转换方案

基于相邻通讯判断本终端所控制开关是否是故障边界开关，并根据各终端判定情况，动态的完成智能分布式速动型、缓动型及自适应现场动作型的依次转换。

线路发生故障后，各终端通过通信能及时判定出故障边界开关，且开关具备开断故障电流能力时，则立即开启智能分布式保护出口动作，先于变电站开关跳闸，通过速动型智能分布式应用完成故障点隔离，并恢复非故障区域供电。

当由于通讯延误或者现场开关不具备开断故障能力，无法判定出故障边界开关并出口时，变电站开关动作，线路终端失压后开启W时域继续等待和研判，研判结果分为A、B、C三种，动作逻辑如下：

结果A：确切判断自身为故障边界时，立即出口跳闸；

结果B：确切知道自身不是故障边界时，W时域结束后转为智能分闸闭锁分闸，在失压状态下，保持在合闸状态；

结果C：信息收集不齐、不能做出准确判断时，W时域结束后，终端基于V-I-T原理动作，完成隔离故障和重新组网。

当W时间内研判结果仅包含上述中的A、B两类时，则可通过缓动型分布式完成故障隔离；当存在结果C时，则该类终端在失压W时间后转为自适应型应用，通过V-I-T逻辑最终完成故障隔离及非故障区域的供电恢复。

请参见附图2，设DLA、DLB的保护动作延时为0.35S，重合闸时间为1S，W时间为0.5S，DL1-DL2、DL4-DL8的X时间为1S，DL3的X时间为4S，DL1-DL8具备V-I-T功能及合闸速断功能，线路被各开关分段为L0-L8。则有，DL1的通讯录左邻{Φ}，右邻{DL2}，下级{DL6}，DL2的通讯录左邻{DL1}，右邻{DL3}。下级{DL6，DL7}；DL6的通讯录上级{DL1，DL2}，下级{Φ}，DL7的通讯录上级{DL2，DL3}，下级{DL8}。

当L1线路发生永久性故障时，判定故障边界开关后故障电流仍然存在，DL1、DL2分闸并闭锁合闸，DL3有压合闸恢复L2、L7、L8线路供电。该逻辑属于速动型智能分布式应用，线路开关先于变电站出线开关动作，避免了DLA跳闸，通过故障边界开关DL1、DL2跳闸，快速的隔离了故障。

请参见附图3，DLA、DLB为变电站出线开关，DL1-DL5为环网开关，其中，DL4为联络开关，线路被分段为L0-L5。设DLA、DLB的保护动作延时为0.35S，重合闸时间为1S，W时间为0.5S，DL1-DL3、DL5的X时间为1S，DL4的X时间为5S，DL1-DL5具备V-I-T功能及合闸速断功能，其中，DL1终端通讯异常。

当L1线路发生永久性故障时，因DL1通讯异常，未能判定出故障边界开关，0.35S后，DLA跳闸，DL1-DL3失压并开启W时域研判，0.85S后，W时间结束，DL3闭锁失压分闸，DL1、DL2无法判断与故障是否相关，按V-I-T原理动作执行故障隔离。

从上述动作过程可以看出，DL1因通讯异常，导致故障发生后，根据相邻通信无法判断出故障边界，造成变电站开关跳闸，转化为缓动型分布式应用，W时间内判定DL3为非故障边界开关，出口智能分闸闭锁，既减少了DL3的动作次数，又缩短了L2线路的送电时长；因W时间内无法判别DL1、DL2与故障是否相关，W时间后，按V-I-T原理完成故障隔离，转化为自适应型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。