一种自愈型智能分布式配电自动化终端及其系统的制作方法

本发明涉及配电自动化技术领域，具体涉及一种自愈型智能分布式配电自动化终端及其系统。

背景技术：

目前我国的电力系统已经形成了由发电、变电、输电、配电、用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统，而配电是直接连接用电的环节，配电环节的好坏直接影响着终端用户用电的可靠性和供电质量。但长期以来，电力系统的配电自动化程度不高、用户停电时间长、故障定位难、供电恢复难等问题一直都没得到真正解决。传统的配电自动化模式是采用“主站+通信+终端”三位一体方式实现配网自动化功能的基本监控，但是传统的配电自动化模式主要依赖主站系统才能够实现配电网馈线故障类型及故障区域判定、故障保护动作切除、故障区间隔离、非故障区间恢复供电、线路负荷转供、遥测遥信信息及soe事件上送主站等，并且传统配网自动化技术对于配电网的控制和数据的处理存在一定时间的延迟，无法满足工厂、医院等敏感负荷的需求，需要尽快予以优化和改善。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明在提供了一种自愈型智能分布式配电自动化终端的同时，还提供了一种自愈型智能分布式配电自动化终端系统，解决传统电力系统的配电自动化程度不高、用户停电时间长、故障定位难及供电恢复难等问题，提高配电网馈线自动化程度，提高配电系统可靠性和供电质量。

本发明的技术方案为：

一种自愈型智能分布式配电自动化终端，其特征在于：包括综合测控通信单元及分别与所述综合测控通信单元连接的至少一个智能配电终端，所述智能配电终端包括核心处理器及分别与所述核心处理器连接的通信模块、电量采样模块、do开出模块和di开入模块，还包括为各模块供电的电源模块，所述核心处理器还与所述通信模块连接，每个所述配电终端单元内的通信模块分别与该配电终端单元内的综合测控通信单元信息交互；所述电量采样模块用于采集配电线路上各节点的运行情况，核心处理器用于在某一节点发生故障时，通过do开出模块切断和隔离故障点，并将故障点关联do开出模块的开关节点信息通过通信模块传输至综合测控通信单元，综合测控通信单元通过控制和切换与本综合测控通信单元通信连接的且与故障点电气关联的本智能配电终端或/和除本智能配电终端之外的智能配电终端控制的di开入模块的开关节点，实现故障点的故障转换。

进一步地，所述核心处理器与所述通信模块是基于iec61850数据模型及数据传输。

进一步地，核心处理器采用32位arm处理器。

进一步地，所述电源模块单元采用220v双电源切换的方式供电，经过电源变压器降压变换后给系统提供工作电源，通过dc/dc直流转换器产生3.3v/5v电压供核心处理器及液晶显示模块工作，转换dc24v电压供i/o输出输入模块工作。

进一步地，所述液晶显示模块包括与所述核心处理器连接的stm32系列的处理芯片及与所述处理芯片分别连接的lcd显示器及键盘。

进一步地，所述核心处理器还连接有flash闪存。

进一步地，所述核心处理器还连接有ddr随机存储器。

进一步地，所述通信模块采用4g模块。

每个自愈型智能分布式配电自动化终端中的综合测控通信单元与其有配电关联性的另外自愈型智能分布式配电自动化终端中的综合测控通信单元通过基于goose对等通信，某一节点发生故障时，在核心处理器的控制下，通过do开出模块切断和隔离故障点，并将故障点关联的do开出模块的开关节点信息通过通信模块传输至综合测控通信单元，综合测控通信单元通过控制和切换与本综合测控通信单元通信连接的且与故障点电气关联的智能配电终端和/或本综合测控单元之外的综合测控通信单元，控制系统内的di开入模块的开关节点，实现故障点的线路隔离和转换。

本发明的有益效果为：本发明的自愈型智能分布式配电自动化终端中的各智能配电终端均与综合测控通信单元通信连接，智能配电终端在负责电气节点控制工作的同时，还负责通信功能的实现，而综合测控单元只负责通信功能，将各智能配电终端通信连通在一起，当线路发生故障时，综合测控单元综合调配各智能配电终端中的开关节点，解决了传统依赖配电主站监测、收集的存储开关节点的工作状态信息，减轻了配电主站的工作量，提高了工作效率；

另外，本发明的自愈型智能分布式配电自动化终端系统，利用iec61850数据模型，采用基于goose对等通信技术，采取分布式馈线自动化技术，提高智能配电网的自动化水平，通过各综合测控单元中的自愈型智能分布式配电自动化终端，监视配电网的运行，可以不依赖配电主站，一旦系统发生故障，通过综合测控单元之间相互通信自动实现馈线的快速定位故障、切除与隔离故障和非故障区域恢复供电等配网自动化功能，提高智能配电网的自愈能力，使系统尽快恢复至安全稳定的运行状态，并将处理过程及结果上报配电自动化主站，本发明可以广泛适用于10kv的电力系统中的配电室、环网柜、开关房、综合房、配变、开闭站等场所，支持无线4g、光纤等多种通信方式，同时可灵活配置为集中、就地、智能分布式馈线自动化模式以适应现场应用，可与通信系统配合组成有信道方式的各种环网及非环网的配电自动化系统，配合配电子站、主站实现配电线路的运行状态监视、故障识别、故障隔离和非故障区域恢复供电等配网自动化功能。

附图说明

图1为本发明智能配电终端的硬件结构框图；

图2为自愈型智能分布式配电自动化终端单节点模型结构图；

图3为自愈型智能分布式配电自动化终端现场应用案例。

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。

一种自愈型智能分布式配电自动化终端，包括综合测控通信单元及分别与所述综合测控通信单元连接的至少一个智能配电终端，如图1所示，所述智能配电终端包括核心处理器及分别与所述核心处理器连接的通信模块、电量采样模块、do开出模块和di开入模块，还包括为各模块供电的电源模块，所述核心处理器还与所述通信模块连接，每个所述配电终端单元内的通信模块分别与该配电终端单元内的综合测控通信单元信息交互；所述电量采样模块用于采集配电线路上各节点的运行情况，当某一节点发生故障时，在核心处理器的控制下，通过do开出模块切断和隔离故障点，并将故障点关联的do开出模块的开出节点信息通过通信模块传输至综合测控通信单元，综合测控通信单元通过控制和切换与本综合测控通信单元通信连接的且与故障点电气关联的本智能配电终端或/和除本智能配电终端之外的智能配电终端控制的di开入模块的开关节点，实现故障点的故障转换。所述核心处理器与所述通信模块是基于iec61850数据模型及数据传输。核心处理器采用32位arm处理器。所述电源模块单元采用220v双电源切换的方式供电，经过电源变压器降压变换后给系统提供工作电源，通过dc/dc直流转换器产生3.3v/5v电压供核心处理器及液晶显示模块工作，转换dc24v电压供i/o输出输入模块工作。所述液晶显示模块包括与所述核心处理器连接的stm32系列的处理芯片及与所述处理芯片分别连接的lcd显示器及键盘。所述核心处理器还连接有flash闪存。所述核心处理器还连接有ddr随机存储器。所述通信模块采用4g模块。

如图2所示，基于iec61850通信协议的自愈型智能分布式配电自动化终端单节点模型。开关sw需与两侧的其它开关相连接，于是定义开关sw两侧的连接区域分别为m侧和n侧，本自愈型智能分布式配电自动化终端按每侧最大3个分支的开关节点进行逻辑设计。对于首开关和末开关，m侧和n侧有且只有1侧节点。

图3为一种自愈型智能分布式配电自动化终端系统的网络保护各故障点逻辑功能的应用实例，k1故障：所有分段开关双侧有压合位、联络开关双侧有压分位；故障态(m06、m05、m04、f04施加故障电流且大于定值，待f07跳开后撤除故障电流)，f04开关跳开，m04不跳闸。k2故障：所有分段开关双侧有压合位、联络开关双侧有压分位；故障态(m06、m05、m04施加故障电流且大于定值，待m04跳开后撤除故障电流)，m04故障隔离动作，不启动m03、m10联络合闸。k3故障：所有分段开关双侧有压合位、联络开关双侧有压分位；故障态(m06、m05施加故障电流且大于定值，待m04、m05跳开后撤除故障电流)，m04、m05故障隔离跳闸，m03、m10优先级更高的联络开关经过延时后合闸。k4故障：所有分段开关双侧有压合位、联络开关双侧有压分位；故障态(m06、f06施加故障电流且大于定值，待f06跳开后撤除故障电流)，f06过流动作，m05、m06不跳闸。k5故障：所有分段开关双侧有压合位、联络开关双侧有压分位；故障态(m06施加故障电流且大于定值，待m05、m06跳开后撤除故障电流)，m05，m06故障隔离跳闸，m03、m10优先级更高的联络开关经过延时后合闸。k6故障：所有分段开关双侧有压合位、联络开关双侧有压分位；故障态(首开关m06失压，待m06跳开后隔离故障)，m06故障隔离跳闸，m03、m10优先级更高的联络开关经过延时后合闸。

本自愈型智能分布式配电自动化终端系统利用iec61850数据模型、故障拓扑建模技术、高速以太网等，采用基于goose对等通信技术，采取分布式馈线自动化技术，提高智能配电网的自动化水平，通过智能监测和自动装置，监视配电网的运行，由具备智能分布式馈线自动化功能的配电终端及相应的通信设备组成，可以不依赖配电主站，一旦系统发生故障，通过综合测控单元之间的相互通信自动实现馈线的快速定位故障、切除与隔离故障和非故障区域恢复供电等配网自动化功能，提高智能配电网的自愈能力，使系统尽快恢复至安全稳定的运行状态，并将处理过程及结果上报配电自动化主站。解决了传统电力系统的配电自动化程度不高、用户停电时间长、故障定位难及供电恢复难等问题，是提高配电网馈线自动化程度是提高配电系统可靠性和供电质量的主要技术手段。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。