一種可重構(gòu)的饋線終端系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開一種可重構(gòu)的饋線終端系統(tǒng)，其包括多個(gè)相同的饋線模塊，每個(gè)饋線模塊對(duì)應(yīng)控制一個(gè)斷路器；多個(gè)饋線模塊按不同線路段分組，各組中包括一個(gè)組長(zhǎng)饋線模塊和多個(gè)成員饋線模塊；各組中，任意一個(gè)饋線模塊皆可作為組長(zhǎng)饋線模塊；組長(zhǎng)饋線模塊接收本組內(nèi)各成員饋線模塊的饋線信息；多個(gè)組的組長(zhǎng)饋線模塊之間相互通信；各饋線模塊包括控制單元，以及與控制單元相連接的實(shí)時(shí)測(cè)量單元、含有保護(hù)限值存儲(chǔ)部分的存儲(chǔ)單元、含有負(fù)荷運(yùn)算部分的邏輯運(yùn)算單元和通信單元。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過組長(zhǎng)管理制的模式，根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量參數(shù)對(duì)線路段上的斷路器進(jìn)行開斷控制，快速隔離故障的同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)重構(gòu)，縮短了非故障段線路恢復(fù)供電的時(shí)間。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電力系統(tǒng)配電網(wǎng)監(jiān)控管理
，特別是一種具有電力網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)的饋線終端系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
饋線自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端FTU(Feeder Terminal Unit)是饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)監(jiān)控，是饋線自動(dòng)化系統(tǒng)與一次設(shè)備一配電開關(guān)的接口部分，其與饋線主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，執(zhí)行主站給出的對(duì)配電設(shè)備的控制調(diào)節(jié)命令，以實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的各項(xiàng)功能。在傳統(tǒng)FTU多終端的系統(tǒng)中一般采用GPRS與INTERNET結(jié)合，與工作站進(jìn)行通信，工作站的后臺(tái)軟件對(duì)系統(tǒng)中的各終端進(jìn)行分別在線監(jiān)控。但在終端和變電站較少的偏遠(yuǎn)地區(qū)，首先各終端離調(diào)度中心較遠(yuǎn)，去現(xiàn)場(chǎng)排除故障等很不方便，操作不具有靈活性；其次一旦某條線路段上出現(xiàn)故障，故障段所屬線路段的其它線路上的用戶也將面臨停電，同時(shí)供電電源即變電站不能得到最大化、最有效的利用，因停電引起的電力資源浪費(fèi)和損耗大大提高了電力系統(tǒng)的成本。如果可以實(shí)現(xiàn)饋線終端系統(tǒng)的自動(dòng)重構(gòu)，將大大降低線路維護(hù)的成本，提高電網(wǎng)利用率和供電可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)提供一種可重構(gòu)的饋線自動(dòng)化終端系統(tǒng)，其通過對(duì)同一系統(tǒng)中的多個(gè)終端模塊進(jìn)行分組，多組模塊之間設(shè)置組長(zhǎng)對(duì)成員模塊進(jìn)行控制，同時(shí)多組模塊的組長(zhǎng)之間相互通信以達(dá)到系統(tǒng)重構(gòu)的目的，提高電網(wǎng)的利用率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采取的方案為一種可重構(gòu)的饋線自動(dòng)化終端系統(tǒng)，包括多個(gè)相同的饋線模塊，每個(gè)饋線模塊對(duì)應(yīng)控制一個(gè)斷路器；多個(gè)饋線模塊按不同線路段分組，各組中包括一個(gè)組長(zhǎng)饋線模塊和多個(gè)成員饋線模塊；各組中，任意一個(gè)饋線模塊皆可作為組長(zhǎng)饋線模塊；組長(zhǎng)饋線模塊接收本組內(nèi)各成員饋線模塊的的饋線信息；多個(gè)組的組長(zhǎng)饋線模塊之間相互通信；各饋線模塊包括控制單元，以及與控制單元相連接的實(shí)時(shí)測(cè)量單元、存儲(chǔ)單元、邏輯運(yùn)算單元和通信單元；存儲(chǔ)單元中包括保護(hù)限值存儲(chǔ)部分；邏輯運(yùn)算單元包括負(fù)荷運(yùn)算部分；各饋線模塊中，實(shí)時(shí)測(cè)量單元實(shí)時(shí)測(cè)量相應(yīng)斷路器的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)傳輸至控制單元；控制單元將接收到的運(yùn)行參數(shù)與存儲(chǔ)單元中的保護(hù)限值作比較，將比較結(jié)果通過通信單元傳輸至所屬線路段的組長(zhǎng)饋線模塊的控制單元中；組長(zhǎng)饋線模塊根據(jù)接收到的比較結(jié)果，判斷出故障所在；各饋線模塊中，實(shí)時(shí)測(cè)量單元實(shí)時(shí)測(cè)量相應(yīng)斷路器的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)傳輸至控制單元；控制單元將接收到的運(yùn)行參數(shù)與存儲(chǔ)單元中保護(hù)限值存儲(chǔ)部分的保護(hù)限值作比較，將比較結(jié)果通過通信單元傳輸至所屬線路段的組長(zhǎng)饋線模塊的控制單元中；組長(zhǎng)饋線模塊根據(jù)接收到的比較結(jié)果，判斷出故障所在，并通過通信單元向組內(nèi)與故障斷路器相應(yīng)的成員饋線模塊輸出開斷指令；同時(shí)向其它成員饋線模塊輸出斷路器閉鎖的指令；組內(nèi)各成員饋線模塊的控制單元根據(jù)接收到的指令完成相應(yīng)操作。邏輯運(yùn)算單元的負(fù)荷運(yùn)算部分用于故障隔離后，計(jì)算失電狀態(tài)的線路段與預(yù)專供的正常線路段上的總負(fù)荷，并判斷是否超負(fù)荷。具體的，當(dāng)故障斷路器分?jǐn)噙^程完畢，各線路段的組長(zhǎng)饋線模塊進(jìn)行通信；處于失電狀態(tài)的線路段，其組長(zhǎng)饋線模塊與其它任一個(gè)處于正常狀態(tài)的線路段上的組長(zhǎng)饋線模塊進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)信息交互，并通過邏輯運(yùn)算單元的負(fù)荷計(jì)算部分計(jì)算失電狀態(tài)的線路段與正常線路段上的總負(fù)荷，并判斷總負(fù)荷會(huì)不會(huì)造成轉(zhuǎn)供電后的過載情況；如判斷結(jié)果為轉(zhuǎn)供電后不會(huì)過載，則由相應(yīng)的組長(zhǎng)饋線模塊，向相應(yīng)的成員饋線 模塊發(fā)送閉合指令，使得位于兩個(gè)線路段之間的斷路器閉合；此時(shí)失電線路段恢復(fù)供電，重構(gòu)完成；如判斷結(jié)果為轉(zhuǎn)供電后會(huì)造成過載，則處于失電狀態(tài)的線路段，其組長(zhǎng)饋線模塊放棄之前選擇的線路段，重新選擇其它正常線路段，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算、過載判斷，直至所選擇的線路段可供其轉(zhuǎn)供電，最后進(jìn)行轉(zhuǎn)供操作，使得所有非故障線路段皆恢復(fù)供電。本技術(shù)中，所述多個(gè)即為I個(gè)以上，實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)橄到y(tǒng)中的斷路器數(shù)量較多，也就需要相應(yīng)數(shù)量較多的饋線模塊，所以用分組的形式來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，分散控制的方法比后臺(tái)統(tǒng)一控制的方法效率大大提高，最大化縮短了非故障段線路恢復(fù)供電的時(shí)間。作為一種改進(jìn)，所述各饋線模塊還包括可與通信單元進(jìn)行信息交互的手機(jī)用戶。手機(jī)用戶與控制器之間的信息交互包括手機(jī)通過控制器對(duì)保護(hù)限值設(shè)定模塊中的保護(hù)限值進(jìn)行設(shè)定或讀取，即發(fā)送遙信量；手機(jī)向控制器發(fā)送斷路器分?jǐn)嗷蜷]合的指令，即發(fā)送遙控量；控制器接收到指令后輸出控制量，使相應(yīng)的斷路器開斷或閉合。本技術(shù)中，可與各饋線模塊的控制單元交換數(shù)據(jù)的手機(jī)用戶包括I個(gè)以上，其中有I個(gè)高級(jí)用戶和多個(gè)普通用戶，普通用戶可以查詢信息以及接收信息，但不能修改和控制，用戶等級(jí)信息儲(chǔ)存在與控制模塊相連的存儲(chǔ)器中；控制單元可根據(jù)收到的高級(jí)用戶手機(jī)端發(fā)出的修改用戶指令對(duì)手機(jī)用戶的權(quán)限進(jìn)行修改變更。作為一種改進(jìn)，所述各饋線模塊還包括鍵盤輸入單元，用戶可通過鍵盤輸入單元對(duì)保護(hù)限值設(shè)定單元中的保護(hù)限值進(jìn)行設(shè)定。主要是用于工作人員在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)對(duì)饋線模塊的操作。作為一種改進(jìn),所述各饋線模塊還包括顯示單元,顯示單元連接控制單元；顯示單元顯示的數(shù)據(jù)包括存儲(chǔ)單元中的保護(hù)限值部分的數(shù)據(jù)，以及實(shí)時(shí)測(cè)量單元測(cè)量的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選的，所述各饋線模塊中的控制單元、存儲(chǔ)單元、邏輯運(yùn)算單元通過一個(gè)集成芯片實(shí)現(xiàn)。針對(duì)FTU裝置采集速度快、數(shù)據(jù)處理量大、算法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性高、通信頻繁等特點(diǎn)，本技術(shù)優(yōu)選的集成芯片為現(xiàn)有技術(shù)中的單片機(jī)AT91RM9200處理器，它所使用的是ARM9TDMI處理器內(nèi)核，其包含16位的Thumb指令集，使用該指令集可以以16位的系統(tǒng)開銷得到32位具有體積小、低功耗、低成本、高性能，支持Thumb (16位)/ARM(32位)雙指令集，大量使用寄存器，尋址方式靈活簡(jiǎn)單，指令執(zhí)行速效率更快等特點(diǎn)。此外，集成芯片也可采用其它的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，相關(guān)邏輯運(yùn)算及控制程序可根據(jù)現(xiàn)有成熟的編程技術(shù)完成，程序的升級(jí)也可通過現(xiàn)有技術(shù)中的在線可編程控制器實(shí)現(xiàn)。關(guān)于存儲(chǔ)單元也可利用單片機(jī)外部擴(kuò)展的存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，所述通信單元為GPRS通訊單元，可以通過現(xiàn)有成熟的GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)手機(jī)用戶與各饋線模塊之間，以及各饋線模塊之間的信息交互。本技術(shù)優(yōu)選的單片機(jī)AT91RM9200處理器內(nèi)部集成有GPRS功能接口，通過配置現(xiàn)有的GPRS通信的短信模塊或電路，直接與單片機(jī) 的相應(yīng)功能接口連接來完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。對(duì)于遙控量的輸出，本技術(shù)通過現(xiàn)有技術(shù)中的繼電器模塊來實(shí)現(xiàn)，繼電器模塊連接控制單元的遙控量輸出端口，端口脈沖電平的高低可決定繼電器的通斷，從而控制斷路器的閉合或開斷。優(yōu)選的，本技術(shù)采用的繼電器模塊具有防跳功能，即繼電器模塊中包括防跳繼電器。優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)測(cè)量單元包括電壓測(cè)量部分、電流測(cè)量部分，分別對(duì)相應(yīng)斷路器所在線路的三相電壓和電流進(jìn)行測(cè)量?？刂茊卧邮盏綔y(cè)量數(shù)據(jù)后計(jì)算出有功功率和無功功率，并保存在存儲(chǔ)器中本技術(shù)的可重構(gòu)饋線系統(tǒng)，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的基礎(chǔ)上，通過組長(zhǎng)管理制的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，配電網(wǎng)絡(luò)的及時(shí)重構(gòu)和故障隔離，縮短了恢復(fù)供電的時(shí)間，優(yōu)化了供電模式。同時(shí)利用GPRS通信模塊實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程終端利用手機(jī)短信進(jìn)行“四遙”的功能，對(duì)于少量終端，大大降低了成本，提高了效率；在饋線自動(dòng)化終端較少的偏遠(yuǎn)地區(qū)，可以完全代替后臺(tái)監(jiān)控中心的作用，并且相當(dāng)于多個(gè)監(jiān)控中心，方便一線電力工作人員靈活操作，大大節(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可重構(gòu)的饋線終端系統(tǒng)，其特征是：包括多個(gè)相同的饋線模塊，每個(gè)饋線模塊對(duì)應(yīng)控制一個(gè)斷路器；多個(gè)饋線模塊按不同線路段分組，各組中包括一個(gè)組長(zhǎng)饋線模塊和多個(gè)成員饋線模塊；各組中，任意一個(gè)饋線模塊皆可作為組長(zhǎng)饋線模塊；組長(zhǎng)饋線模塊接收本組內(nèi)各成員饋線模塊的的饋線信息；多個(gè)組的組長(zhǎng)饋線模塊之間相互通信；各饋線模塊包括控制單元，以及與控制單元相連接的實(shí)時(shí)測(cè)量單元、存儲(chǔ)單元、邏輯運(yùn)算單元和通信單元；存儲(chǔ)單元中包括保護(hù)限值存儲(chǔ)部分；邏輯運(yùn)算單元包括負(fù)荷運(yùn)算部分；各饋線模塊中，實(shí)時(shí)測(cè)量單元實(shí)時(shí)測(cè)量相應(yīng)斷路器的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)傳輸至控制單元；控制單元將接收到的運(yùn)行參數(shù)與存儲(chǔ)單元中保護(hù)限值存儲(chǔ)部分的保護(hù)限值作比較，將比較結(jié)果通過通信單元傳輸至所屬線路段的組長(zhǎng)饋線模塊的控制單元中；組長(zhǎng)饋線模塊根據(jù)接收到的比較結(jié)果，判斷出故障所在，并通過通信單元向組內(nèi)與故障斷路器相應(yīng)的成員饋線模塊輸出開斷指令；同時(shí)向其它成員饋線模塊輸出斷路器閉鎖的指令；組內(nèi)各成員饋線模塊的控制單元根據(jù)接收到的指令完成相應(yīng)操作；邏輯運(yùn)算單元的負(fù)荷運(yùn)算部分用于故障隔離后，計(jì)算失電狀態(tài)的線路段與預(yù)專供的正常線路段上的總負(fù)荷，并判斷是否超負(fù)荷。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐建源，王益濤，吳世寶，王博，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京因泰萊配電自動(dòng)化設(shè)備有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：