多联络配电网分布式智能馈线自动化系统研究

摘要

随着用户对配电网供电可靠性和短时停电要求的不断提高，多联络配电网接线模式因其设备利用率高的优点得到了发展，但联络开关数量的增多也使得其运行方式较为复杂。依靠目前主流的集中式馈线自动化(FA)技术对多联络配电网进行故障处理，供电恢复时间为分钟级，难以满足短时停电的要求。与集中式FA相比，分布式智能馈线自动化(DIFA)具有控制响应速度快，控制性能完善的优点。基于以上背景，本文采用DIFA技术对多联络配电网故障进行处理，所做的主要工作如下:
　　总结了三种常见的多联络配电网接线模式包括多分段多联络接线、多供一备接线以及开闭所级联方式，重点讲述了各个接线模式的结构特点以及模式处理方式，同时针对模式化处理方式不适用的接线情况进行介绍。
　　研究DIFA系统，主要包括其系统结构和故障定位、隔离、供电恢复的工作原理。同时以“手拉手”环状网故障为例，对DIFA故障定位、隔离和供电恢复的工作原理进行介绍，并由此提出多联络配电网网架下DIFA的故障处理的新问题。
　　提出了基于DIFA技术的馈线动态拓扑识别方法。该方法是通过配电终端自行识别，通过指定馈线上主控配电终端搜集分布式存储的静态拓扑和开关状态从而建立馈线拓扑，同时依靠联络开关的动态识别更新馈线级拓扑边界，通知主控配电终端更新馈线拓扑。当配电网发生故障且隔离成功后，检测到开关由闭合变为分断状态且开关位于故障点下游侧所对应的配电终端按照主控配电终端方式利用馈线拓扑识别方法建立此时馈线拓扑。
　　提出了一种多联络配电网DIFA供电恢复算法。该算法是通过对获取的待恢复区域的拓扑结构进行多叉树描述并对多叉树中各个节点进行联络开关数属性识别与标记。根据联络开关数属性确定待恢复区域拓扑中的联络开关搜索失电区可转移负荷的顺序，查找标记为分割点的分段开关并对其加“控分”命令，对分割点对应的联络开关加“控合”命令，具有方向性明确，生成方案速度快等优点，能够满足多联络配电网故障对实时性和可靠性的要求。
　　实现多联络配电网DIFA故障定位、隔离和供电恢复的配电终端设计，作为多联络配电网故障恢复算法的执行载体，主要包括硬件设计、软件设计以及DIFA故障定位、隔离、供电恢复软件模块设计。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 馈线自动化的研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第二章 多联络配电网典型网架

2．1 多分段多联络接线方式

2．2 多供一备接线方式

2．3 开闭所级联接线方式

2．4 本章小结

第三章 分布式智能馈线自动化系统

3．1 DIFA系统

3．2 “手拉手”线路DIFA故障处理的过程

3．3 多联络配电网DIFA故障处理的新问题

3．4 本章小结

第四章 配电网动态拓扑结构的识别

4．1 配电网拓扑结构识别基础理论

4．2 馈线拓扑

4．2．1 馈线拓扑定义

4．2．2 馈线拓扑边界的动态识别

4．3 配电终端获取馈线级动态拓扑结构的方法

4．4 智能分布式配电网拓扑结构识别方法

4．4．1 静态拓扑的分散式存储

4．4．2 静态拓扑储存形式

4．4．3 馈线拓扑建立方法

4．5 联络开关的动态识别

4．5．1 触发更新的条件

4．5．2 联络开关的判断方法

4．6 本章小结

第五章 多联络馈线DIFA供电恢复算法

5．1 供电恢复方案的基本原则

5．1．1 供电恢复的恢复目标

5．1．2 供电恢复的约束条件

5．2 供电待恢复区拓扑的建立

5．3 基于多叉树的供电恢复区拓扑结构描述

5．4 基于多叉树进化的多联络馈线DIFA供电恢复算法

5．4．1 联络开关背后电源不同

5．4．2 多个联络开关背后是同一个电源

5．5 多联络馈线DIFA故障处理的过程

5．6 本章小结

第六章 多联络配电网DIFA配电终端设计

6．1 配电终端的硬件设计

6．1．1 数据采集模块

6．1．2 通信接口模块

6．2 配电终端的软件设计

6．3 DIFA故障定位与隔离软件模块设计

6．4 DIFA供电恢复软件模块设计

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参加的科研工作