118、智能配網(wǎng)故障自愈研究new

1、1智能配電網(wǎng)新型區(qū)域自愈系統(tǒng)的研制ANewAreaSelfhealingSystemfSmartDistributionGrid唐成虹唐成虹相咸政相咸政宋斌，宋斌，陳玉蘭陳玉蘭劉育鑫劉育鑫TangChenghongXiangXianzhengSongBin，ChenYulanLiuYuxin(國網(wǎng)電力科學研究院深圳所，江蘇省南京市210003)StateGridElectricPowerResearchInstituteShenzhen

2、BranchNanjing210003China摘要：本文通過對智能配電網(wǎng)自愈的意義、特點分析的基礎(chǔ)上，研制了一種新型區(qū)域智能自愈系統(tǒng)，該系摘要：本文通過對智能配電網(wǎng)自愈的意義、特點分析的基礎(chǔ)上，研制了一種新型區(qū)域智能自愈系統(tǒng)，該系統(tǒng)以嵌入式智能自愈主機為智能中樞，依托先進的區(qū)域局域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，運用先進的硬件平臺、通信技術(shù)和統(tǒng)以嵌入式智能自愈主機為智能中樞，依托先進的區(qū)域局域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，運用先進的硬件平臺、通信技術(shù)和故障自愈控制策略，實現(xiàn)了

3、配電網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)的評估、診斷和主動控制等自愈功能，是適應(yīng)智能配電網(wǎng)的新故障自愈控制策略，實現(xiàn)了配電網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)的評估、診斷和主動控制等自愈功能，是適應(yīng)智能配電網(wǎng)的新型“主動主動”自愈系統(tǒng)。本文詳細介紹了自愈系統(tǒng)的架構(gòu)以及智能自愈主機的硬件特點和軟件實現(xiàn)自愈系統(tǒng)。本文詳細介紹了自愈系統(tǒng)的架構(gòu)以及智能自愈主機的硬件特點和軟件實現(xiàn).關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)，區(qū)域智能自愈系統(tǒng)，智能自愈主機，關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)，區(qū)域智能自愈系統(tǒng)，智能自愈主機，Abstra

4、ct：Basedontheanalysisofthemeaningacteristicsofselfhealingfsmartdistributiongridanewareasmartsystemisdeveloped.Thesystemtakesembedsmartselfhealingdeviceasitsintelligentcentertakesadvantageofadvancedhardwareplatfmcommunica

5、tiontechnologyselfhealingcontrolstrategy.Itrealizesthemainfunctionsuchasstateevaluationselfdiagnosisactivecontrolofdistributiongridstatesoon.Itisanew“active“selfhealingsystemfsmartdistributiongrid.Thispaperdiscribedthewk

6、ofthesystemalsothehardwarefeaturessoftwarerealizationoftheselfhealingdevice.KeyWd:SmartDistributionGridAreaSmartSelfhealingControlSystemSmartSelfhealingControlDevice0引言引言近年來，智能電網(wǎng)被國際上公認為未來電網(wǎng)的發(fā)展模式，同樣也是中國電網(wǎng)的發(fā)展目標和發(fā)展戰(zhàn)略。智能電網(wǎng)包括

7、智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)。配電網(wǎng)直接面向用戶，智能配電網(wǎng)的建設(shè)對提高供電可靠性和供電質(zhì)量、擴大供電能力、保障配電網(wǎng)高效經(jīng)濟運行、提高電網(wǎng)運行效率具有重要意義，對于實現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體目標具有舉足輕重的作用[13]。智能配電網(wǎng)是一項系統(tǒng)工程，是將各種配電新技術(shù)和信息新技術(shù)進行有機的集成、融合，使系統(tǒng)性能發(fā)生革命性的變化。信息化、自動化和互動化是智能配電網(wǎng)的重要特征，而“自愈”對保證智能配電網(wǎng)的安全運行具有重要意義。本文通過對智能配電網(wǎng)自愈

8、的意義、自愈特點分析的基礎(chǔ)上，研制了一種新型區(qū)域自愈系統(tǒng)，并介紹了該系統(tǒng)的硬件特點和軟件策略，該系統(tǒng)具有主動自愈等特點，是適應(yīng)智能配電網(wǎng)自愈特點的新一代自愈系統(tǒng)。1智能配電網(wǎng)自愈的重要意義智能配電網(wǎng)自愈的重要意義【4】隨著電網(wǎng)的發(fā)展，突出自愈功能的智能電網(wǎng)對保證電網(wǎng)的安全可靠運行具有重要意義。智能電網(wǎng)的目標之一是構(gòu)建一個具有處理緊急和災(zāi)變能力的自愈電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)直接面向供電企業(yè)和用戶，供電企業(yè)的根本使命就是保證供電安全和供電質(zhì)量，就是

9、要盡量保證不停電，供電的可靠性是衡量電網(wǎng)性能優(yōu)劣，先進與否的根本指標，供電企業(yè)追求的另一個目標是運營成本低，資產(chǎn)利用效率高，損耗小。因此簡單可靠具有自愈功能的智能配電網(wǎng)在配電網(wǎng)的建設(shè)中具有重要意義。我國的配電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)達國家相比差距還很大，滿足電力需求的高速增長的任務(wù)還很重，因此配電網(wǎng)的發(fā)展勢在必行。目前在配電網(wǎng)建設(shè)的試點工程中，配網(wǎng)自動化DA功能得到了應(yīng)用，實施DA優(yōu)點很多，可以提高電壓質(zhì)量、改善客戶服務(wù)、提高管理效率、降低損耗，其根

10、本的一條還是減少停電次數(shù)和停電時間，提高供電可靠性。DA通過遠方監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，通過故障定位和隔離，協(xié)助快速進行故障定位，縮短故障搶修時間，減少停3可靠性高，是智能配電網(wǎng)通信網(wǎng)的最佳選擇。?自愈式區(qū)域局域網(wǎng)的組網(wǎng)要在滿足先進性的基礎(chǔ)上遵循信息完整化和最小化原則，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)根據(jù)配網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)靈活配置。光纖網(wǎng)絡(luò)配電網(wǎng)主站系統(tǒng)自愈主機自愈從機光纖區(qū)域網(wǎng)配電終端配電終端配電終端圖一自愈系統(tǒng)組網(wǎng)圖4智能自愈主機的研制智能自愈主機的研制智能自愈

11、主機是整個自愈系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。本節(jié)介紹其硬件特及控制策略機制。4.1.4.1.智能自愈主機硬件特點：智能自愈主機硬件特點：智能自愈主機采用先進可靠的硬件平臺，嵌入式實時系統(tǒng)，支持主機和從機雙機備份方式。裝置由主功能板、通信擴展板、電源板、智能背板總線組成。主功能板采用MPC8247處理器，對外提供4路以太網(wǎng)口，F(xiàn)PGA實現(xiàn)LVDS差分總線技術(shù)，外配通訊擴展板實現(xiàn)不同串口的通信配置。硬件原理框圖如圖二所示，特點如下：?主功能板采用MPC8

12、247高性能PowerPC處理器，VxWks嵌入式實時操作系統(tǒng)，裝置整體性能高。?裝置采用模塊化設(shè)計思想，靈活性高，可擴充性強。?雙機軟硬件上相互獨立，周全的備份機制，具備硬件設(shè)備故障自愈功能。?主功能板和通信擴展板分開設(shè)計，可配置不同型號的擴展板，適應(yīng)現(xiàn)場通信的多樣化需求。支持光纖自愈網(wǎng)、載波、GPRS、撥號、專線、公網(wǎng)、無線電臺等多種通訊方式。?背板采用智能總線交換技術(shù)，集成百兆數(shù)據(jù)總線和管理總線，支持多CPU架構(gòu)。多CPU之間可以

13、實現(xiàn)信息共享。?背板總線采用LVDS差分總線控制技術(shù)，傳輸速度快、功耗低抗干擾強。?背板端子采用通訊行業(yè)標準2mm端子，可帶電熱插拔，可靠性高。?以高可靠性工業(yè)級器件為主體，采用自動監(jiān)測、補償技術(shù)提高硬件電路穩(wěn)定性、可靠性高。百兆交換芯片管理總線LVDS控制總線FPGA擴展總線PHYRJ45RJ45RJ45RJ45UART8隔離SDRAMFLASHCF卡MPC8247串口8主功能板智能背板總線通信擴展板圖二自愈主機硬件框圖4.2.4.2

14、.智能自愈主機自愈控制策略的實現(xiàn)：智能自愈主機自愈控制策略的實現(xiàn)：自愈主機具備自愈控制策略，自愈控制策略實時在線運行，自動監(jiān)測配電網(wǎng)運行狀態(tài)，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行狀態(tài)的自動控制和轉(zhuǎn)換，根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測情況自動控制其運行在以下六種不同的狀態(tài)[5]。(a)正常監(jiān)視態(tài)：此狀態(tài)系統(tǒng)實時監(jiān)測到的各項指標均在正常范圍內(nèi)，表明系統(tǒng)運行正常，(b)故障告警態(tài)：當系統(tǒng)監(jiān)測到異常，迅速進行故障定位，并向中心主站和上級控制中心發(fā)故障告警信號，表明系統(tǒng)故障，同時啟動恢復(fù)

15、控制，進入故障校正態(tài)。(c)故障校正態(tài)：此狀態(tài)系統(tǒng)根據(jù)告警態(tài)定位的故障節(jié)點，啟動通道自愈控制，消除通道和設(shè)備故障，使其轉(zhuǎn)入正常監(jiān)視態(tài)。(d)故障定位和隔離態(tài)：系統(tǒng)監(jiān)測到線路故障告警信息后，啟動故障定位和隔離策略機制，進行系統(tǒng)故障點的定位和隔離控制，并向中心主站和上級控制中心上報故障定位和隔離結(jié)果，之后進入故障自愈態(tài)。(e)故障自愈態(tài)：此狀態(tài)系統(tǒng)啟動故障恢復(fù)機制，該機制根據(jù)故障定位和隔離結(jié)果及供電恢復(fù)策略，啟動健全線路的供電恢復(fù)控制，自動