分布式馈线自动化原理与方案设计

摘要

配电网是电网组成结构中与广大电力用户紧密相连的环节，其坚强可靠与否关系着用户的用电质量，实施配电网自动化的重要性和必要性不言而喻。馈线自动化技术作为配电自动化系统的重要组成部分，是应用于配电网馈线上，能够实时监测馈线上电气量信息并在馈线发生故障时自动定位、隔离故障以及恢复供电的自动化技术，对及时切除故障点、恢复供电、提高配电网供电可靠性、提高供电能力和经济性以及降低劳动强度等方面具有很大的意义。由于配电网的复杂性，目前的馈线自动化模式都有其局限性，本文在现有分布式馈线自动化模式上，提出新的、全面的馈线自动化技术方案。本文所做工作如下:
　　以分布智能式馈线自动化模式为前提，提出基于邻位开关矩阵的故障点定位算法，并分别为出线开关和其余开关制定各自故障点定位判据。鉴于馈线上电流互感器无法获取电流相量的方向的情况，该算法从实际出发，依据故障点两侧的电流分布特征，通过相邻的开关交换电流信息判断故障，判据简洁、快速，可适应末端开关下游故障的情形，以及T接联络开关与无源分支的拓扑结构。
　　以上述算法为基础，提出了智能终端的故障处理机制，制定了智能终端在故障定位和恢复供电方面的三种故障处理规则，在规则中表达了相邻智能终端的信息交换过程和故障处理逻辑，以及在恢复供电的过程中，联络开关和出线开关处的智能终端与其他终端的相互配合机制，并给出了可执行的相应的程序流程图，最后通过分析证明了该故障处理机制可适应多分段多联络接线方式，以及馈线上发生二次故障的情形，还证明了在系统发生通信故障时，非故障处的故障判定不受其影响。
　　以实际线路为载体，对智能终端的机制进行了举例分析，验证了它在实际环网柜中的适应性;以PSCAD为平台，搭建了智能终端的仿真模型，将其分为傅里叶变换模块、故障定位模块和跳闸、延时模块等等，模拟故障发生时，智能终端的判断逻辑，并以最终开关量变化状态波形的方式给出仿真结果，验证了上述算法和故障处理机制的正确性，最后给出了系统发生故障时本文所提出的分布式馈线自动化方案在理论上的故障处理时间。
　　对配网现存的各类通信方式进行了归纳和比较，提出EPON接入网作为分布智能式馈线自动化下的主要通信方式，给出了应用于配网中的EPON接入网设计方案，包括主要设备OLT、POS和ONU的连接和设置，并给出EPON网络的总体拓扑结构，最后提出了智能终端在配网中的拓扑识别策略，指出拓扑识别规则，提出基于终端IP地址和所对应开关状态的位置序列表和馈线联络矩阵，通过综合二者的信息，使每个终端都能获取与之相关的所有馈线的拓扑结构。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国外研究历史与现状

1．3 国内研究历史与现状

1．4 馈线自动化模式比较与选择

1．5 通信方式比较与选择

1．6 本文主要内容

第2章 馈线自动化模式对比与分析

2．1 无通信的控制模式

2．2 有通信的控制模式

2．3 各种馈线自动化模式的比较

2．4 本章小结

第3章 分布式故障处理方法

3．1 系统整体构成

3．2 故障检测原理

3．3 故障定位隔离算法

3．4 智能终端故障处理规则设计

3．5 其他意外故障时方案的适应性

3．6 方案在多分段多联络接线上的适应性分析

3．7 本章小结

第4章 分布式故障处理应用举例与仿真验证

4．1 线路结构及参数

4．2 故障情况下STU工作过程分析

4．3 线路仿真模型

4．4 STU仿真模型及分析

4．5 本章小结

第5章 无源光网络通信技术

5．1 馈线自动化的通信方式

5．2 EPON系统组成

5．3 EPON协议层次结构模型

5．4 EPON关键技术

5．5 用于馈线自动化的EPON组网设计

5．5．1 配电通信网络建设状况

5．5．2 EPON接入网方案

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

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