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(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院深圳所，江蘇省南京市210003)StateGridElectricPowerResearchInstituteShenzhen

2、BranchNanjing210003China摘要：本文通過對(duì)智能配電網(wǎng)自愈的意義、特點(diǎn)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(duì)智能配電網(wǎng)自愈的意義、特點(diǎn)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(jī)為智能中樞，依托先進(jìn)的區(qū)域局域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，運(yùn)用先進(jìn)的硬件平臺(tái)、通信技術(shù)和統(tǒng)以嵌入式智能自愈主機(jī)為智能中樞，依托先進(jìn)的區(qū)域局域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，運(yùn)用先進(jìn)的硬件平臺(tái)、通信技術(shù)和故障自愈控制策略，實(shí)現(xiàn)了

3、配電網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)的評(píng)估、診斷和主動(dòng)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(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)的評(píng)估、診斷和主動(dòng)控制等自愈功能，是適應(yīng)智能配電網(wǎng)的新型“主動(dòng)主動(dòng)”自愈系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了自愈系統(tǒng)的架構(gòu)以及智能自愈主機(jī)的硬件特點(diǎn)和軟件實(shí)現(xiàn)自愈系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了自愈系統(tǒng)的架構(gòu)以及智能自愈主機(jī)的硬件特點(diǎn)和軟件實(shí)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(jī)，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(jī)，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(guó)際上公認(rèn)為未來電網(wǎng)的發(fā)展模式，同樣也是中國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)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(duì)提高供電可靠性和供電質(zhì)量、擴(kuò)大供電能力、保障配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率具有重要意義，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體目標(biāo)具有舉足輕重的作用[13]。智能配電網(wǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是將各種配電新技術(shù)和信息新技術(shù)進(jìn)行有機(jī)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(dòng)化和互動(dòng)化是智能配電網(wǎng)的重要特征，而“自愈”對(duì)保證智能配電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。本文通過對(duì)智能配電網(wǎng)自愈

8、的意義、自愈特點(diǎn)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(diǎn)和軟件策略，該系統(tǒng)具有主動(dòng)自愈等特點(diǎn)，是適應(yīng)智能配電網(wǎng)自愈特點(diǎn)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(duì)保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有重要意義。智能電網(wǎng)的目標(biāo)之一是構(gòu)建一個(gè)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(jìn)與否的根本指標(biāo)，供電企業(yè)追求的另一個(gè)目標(biāo)是運(yùn)營(yíng)成本低，資產(chǎn)利用效率高，損耗小。因此簡(jiǎn)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(guó)的配電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大，滿足電力需求的高速增長(zhǎng)的任務(wù)還很重，因此配電網(wǎng)的發(fā)展勢(shì)在必行。目前在配電網(wǎng)建設(shè)的試點(diǎn)工程中，配網(wǎng)自動(dòng)化DA功能得到了應(yīng)用，實(shí)施DA優(yōu)點(diǎn)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(shí)間，提高供電可靠性。DA通過遠(yuǎn)方監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，通過故障定位和隔離，協(xié)助快速進(jìn)行故障定位，縮短故障搶修時(shí)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(jìn)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(jī)自愈從機(jī)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(jī)的研制智能自愈主機(jī)的研制智能自愈

11、主機(jī)是整個(gè)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(jī)制。4.1.4.1.智能自愈主機(jī)硬件特點(diǎn)：智能自愈主機(jī)硬件特點(diǎn)：智能自愈主機(jī)采用先進(jìn)可靠的硬件平臺(tái)，嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)，支持主機(jī)和從機(jī)雙機(jī)備份方式。裝置由主功能板、通信擴(kuò)展板、電源板、智能背板總線組成。主功能板采用MPC8247處理器，對(duì)外提供4路以太網(wǎng)口，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)LVDS差分總線技術(shù)，外配通訊擴(kuò)展板實(shí)現(xiàn)不同串口的通信配置。硬件原理框圖如圖二所示，特點(diǎn)如下：?主功能板采用MPC8

12、247高性能PowerPC處理器，VxWks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，裝置整體性能高。?裝置采用模塊化設(shè)計(jì)思想，靈活性高，可擴(kuò)充性強(qiáng)。?雙機(jī)軟硬件上相互獨(dú)立，周全的備份機(jī)制，具備硬件設(shè)備故障自愈功能。?主功能板和通信擴(kuò)展板分開設(shè)計(jì)，可配置不同型號(hào)的擴(kuò)展板，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)通信的多樣化需求。支持光纖自愈網(wǎng)、載波、GPRS、撥號(hào)、專線、公網(wǎng)、無線電臺(tái)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(shí)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(qiáng)。?背板端子采用通訊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2mm端子，可帶電熱插拔，可靠性高。?以高可靠性工業(yè)級(jí)器件為主體，采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)、補(bǔ)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(kuò)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(kuò)展板圖二自愈主機(jī)硬件框圖4.2.4.2

14、.智能自愈主機(jī)自愈控制策略的實(shí)現(xiàn)：智能自愈主機(jī)自愈控制策略的實(shí)現(xiàn)：自愈主機(jī)具備自愈控制策略，自愈控制策略實(shí)時(shí)在線運(yùn)行，自動(dòng)監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)控制和轉(zhuǎn)換，根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)情況自動(dòng)控制其運(yùn)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的各項(xiàng)指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)，表明系統(tǒng)運(yùn)行正常，(b)故障告警態(tài)：當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到異常，迅速進(jìn)行故障定位，并向中心主站和上級(jí)控制中心發(fā)故障告警信號(hào)，表明系統(tǒng)故障，同時(shí)啟動(dòng)恢復(fù)

15、控制，進(jìn)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(diǎn)，啟動(dòng)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(cè)到線路故障告警信息后，啟動(dòng)故障定位和隔離策略機(jī)制，進(jìn)行系統(tǒng)故障點(diǎn)的定位和隔離控制，并向中心主站和上級(jí)控制中心上報(bào)故障定位和隔離結(jié)果，之后進(jìn)入故障自愈態(tài)。(e)故障自愈態(tài)：此狀態(tài)系統(tǒng)啟動(dòng)故障恢復(fù)機(jī)制，該機(jī)制根據(jù)故障定位和隔離結(jié)果及供電恢復(fù)策略，啟動(dòng)健全線路的供電恢復(fù)控制，自動(dòng)