基于对等信息交互的配网自愈方法
技术领域
本发明涉及供配电技术领域，具体是一种基于对等信息交互的配网自愈方法。
背景技术
随着城市化进程的快速发展，对配电系统供电可靠性的要求不断提高，当配电环接中某处发生故障时，要求能够迅速准确地定位故障点，及时隔离和切除故障，并进行合理的电力转供，对非故障区段的供电进行恢复，减小断电区域。目前，在中压配电网系统中，采用的故障自愈系统多为集中式，即集中进行数据收集和策略判断，现场接线多，维护工作量大；而且由于配网系统结构复杂、运行方式多样、联络线关系不明确等，导致自愈判据不能够普遍适用，电力转供难，转供不合理，对以后的配电网运行、维护和改造都造成不利的影响。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于对等信息交互的配网自愈方法, 通讯采用网络组网方式，减少了现场拉线接线工作量；在发生故障时刻，通过相互之间订阅和发布的信息，能够迅速准确地判断出故障点的位置，以较少的动作次数实现故障切除和隔离，并根据各个进线负荷容量、故障线路负荷容量和运行拓扑关系，合理的选择自愈转供线路进行电力转供，避免了转供不合理导致的负荷不均等问题。
本发明提供了一种基于对等信息交互的配网自愈方法，包括以下步骤：
1）构建FA通讯网络，有装置均连接至FA交换机中，根据实际运行拓扑关系，配置GOOSE订阅和发布信息，建立线路模型；首端开关订阅相邻线的方向启动信息和开关拒动信息，订阅本开关下级馈线的方向启动信息和开关拒动信息；发布自身的方向启动信息和开关拒动信息，发布实时计算的本线路剩余容量Pres；
非首端分段开关订阅相邻线的方向启动信息和开关拒动信息，订阅本开关下级馈线的方向启动信息和开关拒动信息；发布自身的方向启动信息和开关拒动信息；
馈线开关发布自身的方向启动信息和开关拒动信息，不订阅；
联络开关订阅相邻线的方向启动信息和开关拒动信息，订阅母线和线路两侧的首端进线开关剩余容量Pres，订阅其他联络开关的自愈启动信息、自愈启动时对应剩余容量、联络动作优先级；发布自身自愈启动信息、自愈启动时开关剩余容量Pllres、联络动作优先级Lp。
2）实时计算电气信息，根据功率方向算法，实时监测故障启动信息，判断故障时刻的故障方向；首端进线开关根据设计负荷和当前负荷计算剩余容量Pres；联络开关计算自愈启动时的开关剩余容量Pllres。
所述的开关剩余容量Pllres为联络自愈启动时，联络开关订阅的有压侧的进线剩余容量Pres，即母线有压、线路失压时，开关剩余容量Pllres为联络开关母线侧进线的剩余容量Pres；母线失压、线路有压时，开关剩余容量Pllres为联络开关线路侧进线的剩余容量Pres。
3）根据自身和相邻线的启动信息，进行故障定位判断；
3.1）以电流供电趋势为正方向，当自身和相邻线开关的启动方向不一致，则判断故障发生在本开关与启动方向不一致的相邻线开关之间，记该邻线为故障邻线；
3.2）若运行方式为闭环运行，则故障邻线为反向启动；若运行方式为开环运行，则故障邻线未启动；
3.3）根据本开关自身启动情况判断是故障切除还是故障隔离；若本开关故障启动，则本开关为故障切除动作，若本开关未发生故障启动，则本开关为故障隔离动作；
3.4）故障切除动作后，如果开关跳闸成功，认为故障切除成功，如果开关跳闸失败，则上一级接收到故障切除失灵信号，故障扩大切除动作；故障切除动作成功后，通过组播发送本线路故障前的运行负荷值Pflt，用于联络开关计算转供；
3.5）故障隔离动作后，如果开关跳闸成功，认为故障隔离成功，如果开关跳闸失败，则下一级接收到故障隔离失灵信号，故障扩大隔离动作；故障隔离动作成功后，组播发送隔离成功信息，用于联络开关启动自愈。
4）故障切除隔离后，若运行方式为开环运行，联络开关自愈；
4.1）联络开关接收到故障隔离成功信息和故障切除成功后的故障前运行负荷值Pflt，结合本开关单侧失压条件，启动联络自愈转供判断，发布启动自愈信号；
4.2）单个联络开关时，联络自愈启动后，判断本开关订阅的有压侧线路剩余容量Pres大于接收到的故障前运行负荷值Pflt时，认为可以转供，启动自愈，延时到后合闸；
4.3）多个联络开关时，本联络开关订阅其他联络开关的剩余容量Pllres1~ Pllresn，选取已启动自愈的联络开关，和本联络开关Pllres进行比较，未启动自愈的联络开关剔除出比较队列；如果本线路剩余容量最大，则本联络开关被选中，启动自愈；否则不启动自愈，由剩余容量最大的联络开关自愈。
所述的联络开关自愈过程中，配置联络开关动作优先级，比较剩余容量时设定一个范围，当出线剩余容量差不多大时候，在这些联络开关中选择动作优先级Lp最小，也就是优先级最高的一个联络开关进行自愈。
步骤1）所述的线路模型中，首端开关订阅相邻线的方向启动信息和开关拒动信息，订阅本开关下级馈线的方向启动信息和开关拒动信息；发布自身的方向启动信息和开关拒动信息，发布实时计算的本线路剩余容量Pres；
非首端分段开关订阅相邻线的方向启动信息和开关拒动信息，订阅本开关下级馈线的方向启动信息和开关拒动信息；发布自身的方向启动信息和开关拒动信息；
馈线开关发布自身的方向启动信息和开关拒动信息，不订阅；
联络开关订阅相邻线的方向启动信息和开关拒动信息，订阅母线和线路两侧的首端进线开关剩余容量Pres，订阅其他联络开关的自愈启动信息、自愈启动时对应剩余容量、联络动作优先级；发布自身自愈启动信息、自愈启动时开关剩余容量Pllres、联络动作优先级Lp。
本发明有益效果在于：
1、系统中所有的装置之间都采用GOOSE等组播协议进行装置间的对等通信，交互各自的电气量信息，不依赖于通信主站，通讯采用网络组网方式，减少了现场拉线接线工作量。
2、在发生故障时刻，通过相互之间订阅和发布的信息，能够迅速准确地判断出故障点的位置，以较少的动作次数实现故障切除和隔离，并根据各个进线负荷容量、故障线路负荷容量和运行拓扑关系，合理的选择自愈转供线路进行电力转供，避免了转供不合理导致的负荷不均等问题。
3、采用的转供策略支持多联络选择，能够适应于双电源、多电源和花瓣式运行结构。
4、在故障发生时刻，通过故障分量计算出各个装置的故障方向，进行交互判断，还能够适应配网系统的开环运行方式和闭环运行方式。
附图说明
图1为本发明通讯连接示意图。
图2为本发明线路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
图1为本发明的系统通讯连接示意图，图2为本发明的线路连接示意图，根据示意图来描述本发明的实现过程：
S1、构建FA通讯网络，所有装置都连接至FA交换机中，并根据实际运行拓扑关系，配置GOOSE订阅和发布信息，建立线路模型；相邻线为与开关物理相邻的线路开关。
S1.1 A站首端开关1订阅相邻线2的方向启动信息和开关拒动信息，订阅本开关下级馈线的方向启动信息和开关拒动信息；发布自身的方向启动信息和开关拒动信息，发布实时计算的本线路剩余容量Pres；其他首端开关6/11/12订阅和发布信息与开关1类似；
S1.2非首端分段开关2订阅相邻线1/3的方向启动信息和开关拒动信息，订阅本开关下级馈线7的方向启动信息和开关拒动信息；发布自身的方向启动信息和开关拒动信息；其他非首端分段开关订阅和发布信息与开关2类似；
S1.3馈线开7关发布自身的方向启动信息和开关拒动信息，不订阅；其他馈线开关发布信息与开关7类似；
S1.4联络开关5订阅相邻线4/10的方向启动信息和开关拒动信息，订阅母线侧进线开关6和线路侧进线开关1的剩余容量Pres，订阅联络开关8/9的自愈启动信息、自愈启动时对应剩余容量、联络动作优先级；发布自身自愈启动信息、自愈启动时开关剩余容量Pllres、联络动作优先级Lp；联络开关8/9订阅和发布信息与开关5类似；
S2、所有开关实时计算电气信息，根据功率方向算法，实时监测故障启动信息，判断故障时刻的故障方向；首端进线开关1/6/11/12根据设计负荷和当前负荷计算剩余容量Pres；联络开关5/8/9计算自愈启动时的开关剩余容量Pllres；
上述所述的Pllres为联络自愈启动时，本联络开关订阅的有压侧的进线Pres，以联络开关5为例，若自愈启动时母线有压、线路失压时，Pllres为母线侧进线开关6的剩余容量Pres；若母线失压、线路有压时，Pllres为线路侧进线开关1的剩余容量Pres；
S3、根据自身和相邻线的启动信息，进行故障定位判断；
S3.1以故障发生在开关2和开关3之间为例；
开关1检测到自身正向故障启动，接收到邻线开关2也正向故障启动，自身和邻线都启动，且方向一致，则故障不在开关1和开关2之间；
开关2检测到自身正向故障启动，接收到邻线开关1也正向故障启动，邻线开关3未启动，则启动不一致，判断故障在开关2和开关3之间，由于自身启动，则故障切除动作跳闸；
开关3检测到自身未启动，邻线开关2正向故障启动，邻线开关4未启动，则启动不一致，由于自身未启动，则故障隔离动作跳闸；
上述所述的开关2故障切除动作后，如果开关跳闸成功，认为故障切除成功，如果开关2跳闸失败，则上一级的开关1接收到故障切除失灵信号，故障扩大切除动作；所述的开关3故障隔离动作后，如果开关跳闸成功，认为故障隔离成功，如果开关3跳闸失败，则下一级的开关4接收到故障隔离失灵信号，故障扩大隔离动作；
开关2或开关1故障切除动作成功后，通过组播发送本线路故障前的运行负荷值Pflt，用于联络开关计算转供；开关3或开关4故障隔离动作成功后，组播发送隔离成功信息，用于联络开关启动自愈；
S3.2以故障发生在开关7下端为例；
开关1检测到自身正向故障启动，接收到邻线开关2也正向故障启动，自身和邻线都启动，且方向一致，则故障不在开关1和开关2之间；
开关2检测到自身正向故障启动，接收到邻线开关1和开关3也都正向故障启动，自身和邻线都启动，且方向一致，则故障不在开关1和开关2之间，也不在开关2和开关3之间；
开关3检测到自身故障正向启动，邻线开关2正向启动，邻线开关4未启动，判断故障发生在配电站2内部，同时接收到馈线开关7故障启动信号，则得出故障在开关7后，自身不动作，等待开关7动作；
开关7检测到自身故障启动，而自己设置为馈线开关，则得出故障发生在本开关后端，由于自身启动，则故障切除动作；
上述所述的开关7故障切除动作后，如果开关跳闸成功，认为故障切除成功，不需要启动自愈，动作结束；如果开关7跳闸失败，则上一级的开关3接收到故障跳闸失灵信号，故障扩大切除动作；开关4接收到故障跳闸失灵信号，故障扩大隔离动作；
开关3故障扩大切除动作成功后，通过组播发送本线路故障前的运行负荷值Pflt，用于联络开关计算转供；开关4故障扩大隔离动作成功后，组播发送隔离成功信息，用于联络开关启动自愈；
S4、故障切除隔离后，联络开关自愈；
所述的联络开关自愈只适用于开环运行情况下，闭环运行时，故障切除后，不需要自愈；
S4.1联络开关5/8/9接收到故障隔离成功信息和故障切除成功后的故障前运行负荷值Pflt，结合本开关单侧失压条件，开关5和开关8单侧失压，则启动联络自愈转供判断，发布启动自愈信号，开关9未失压，不启动；
S4.2联络开关5订阅联络开关8/9的剩余容量Pllres1、Pllres2，选取已启动自愈的联络开关8的Pllres1和本开Pllres进行比较，由于开关9未自愈启动，Pllres2不参与比较；如果Pllres > Pllres1，则联络开关5被选中，启动自愈；否则不启动自愈，由联络开关8启动自愈；
S4.3实际运行时，由于负荷是在不停变化的，当Pllres ≈ Pllres1时，则比较联络开关5和开关8的动作优先级Lp，若开关5的优先级高，则选定本开关进行自愈，反之选择开关8进行自愈。
S5、闭环情况下的故障定位隔离；
当闭环运行时，由于电源可能来自多个方向，但是故障点两侧的开关启动方向肯定不一致，要么相反、要么一侧启动，另一侧弱馈不启动，本发明中的方法照样适用，也能够判断出故障点，并迅速切除故障，切除后，系统开环运行。
通过上述步骤实现了本发明的故障定位隔离和联络自愈功能，功能实现无需主站介入，通过分散装置的对等信息的交互，能够迅速准确的以较少开关动作次数实现配电网的故障自愈功能，本发明能够识别系统中的拓扑结构，并结合联络开关信息，选择出较为合理的自愈转供方案，提高电源转供后的系统运行稳定性。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
