专利名称：具有分布式电源的配电网的故障定位方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统配电自动化领域，具有分布式电源的配电网的故障定位方法、装置及相应的系统。
背景技术：
在我国建设智能电网的过程中，分布式电源(微网)的应用规模不断扩大，配电网正在从垂直的辐射式网络向遍布电源的水平网络转变，传统的馈线自动化技术已无法适应分布式电源条件下的故障处理要求，亟需一种有效的故障定位方法，在潮流双向流动网络发生故障时，准确定位故障区域，为后续的故障隔离、非故障区域恢复供电等操作提供科学依据。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有分布式电源的配电网的故障定位方法、装置及相应的系统，可以快速定位故障区域。为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供了一种具有分布式电源的配电网的故障定位方法，包括如下步骤
在发生故障时，所述配电网中的各终端设备判断故障电流方向并与故障信号通过馈线上报给主站系统；
主站系统根据所述馈线各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域，并确定所述故障区域的边界设备。其中，所述主站系统根据所述各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域的步骤具体为
根据配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域；
根据各终端设备上报的故障信号信号和故障电流方向，确定每个区域的边界开关上的故障电流方向；
判断每个区域上的边界开关上的故障电流的方向，若某区域只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，则判定该区域为故障点所在区段。其中，所述将配电线路划分为多个区域的步骤具体为
将相邻的至少两个能检测到故障电流的开关划分为一个区域。其中，进一步包括
所述主站系统同时接收多条馈线上的终端设备上报的故障信号及电流方向，并对每条馈线上的故障进行定位。其中，根据配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域的步骤具体为；
主站系统建立所述配电网上各馈线的拓扑模型，所述拓扑模型涵盖所述配电网系统的所述馈线上的所有终端设备，并正确描述所述设备之间的拓扑连接关系；
将所述检测到故障电流的开关作为边界，将所述拓扑模块划分为多个区域，每个区域至少包括两个相邻的开关。相应地，本发明的另一方面提供一种具有分布式电源的配电网的故障定位装置，包括
故障信号接收单元，用于接收配电网中的各终端设备通过馈线上报的故障信号及故障电流方向；
定位处理单元，用于根据所述馈线各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域，并确定所述故障区域的边界设备。其中，所述定位处理单元包括
拓扑区域划分子单元，用于将配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域；
区域电流确定子单元，用于根据各终端设备上报的故障信号信号和故障电流方向，确定每个区域的边界开关上的故障电流方向；
故障区域判定子单元，用于判断每个区域上的边界开关上的故障电流的方向，若某区域只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，则判定该区域为故障点所在区段。其中，所述拓扑区域划分子单元所划分的每个区域至少包括相邻的两个能检测到故障电流的开关。其中，进一步包括
所述故障信号接收单元可以同时接收多条馈线上的终端设备上报的故障信号及电流方向，所述定位处理单元可以对每条馈线上的故障进行定位。相应地，本发明的实施的再一方面，提供一种具有分布式电源的配电网的故障定位系统，所述配电网包括主站系统，通过馈线与所述主站系统连接的终端设备，所述终端设备可向主站系统上报故障信号及电流方向，其中，所述主站系统包括前述的故障定位装置。实施本发明的实施例，具有如下有益效果
1、可以利用已经建好的配电自动化主站系统的配电网拓扑模型，不需要重复建模，可以大大降低投资和维护成本；
2、该方法原理清晰、判断准确，易于学习和掌握，对配电网络运行方式的变化有着很强的适应性；
3、该方法在部分故障信息缺失的情况下，也能完成故障定位，有着较强的容错性；
4、支持多线程调用，可以同时处理多条不同馈线的故障。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一个实施例中具有分布式电源的配电网的故障定位装置的结构示意图；图2是本发明一个实施例中具有分布式电源的配电网的故障定位方法的流程示意图；图3是本发明一个实施例中的配电网拓扑模型局部示意图。
具体实施例方式下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。本发明提出的一种具有分布式电源的配电网的故障定位系统，其中，所述配电网包括主站系统，通过馈线与所述主站系统连接的终端设备，所述终端设备可向主站系统上报故障信号及电流方向。其中，该主站系统可以和多条馈线相连接，每条馈线与多个终端设备相关联。该主站系统进一步包括有故障定位装置。对故障定位装置，可参照下文的详细描述。如图1所示，是本发明一个实施例中的故障定位装置的结构示意图。所述故障定位装置I包括
故障信号接收单元10，用于接收配电网中的各终端设备通过馈线上报的故障信号及故障电流方向；
定位处理单元12，用于根据所述馈线各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域，并确定所述故障区域的边界设备。其中，所述定位处理单元12包括
拓扑区域划分子单元120，用于将配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域；
区域电流确定子单元121，用于根据各终端设备上报的故障信号信号和故障电流方向，确定每个区域的边界开关上的故障电流方向；
故障区域判定子单元122，用于判断每个区域上的边界开关上的故障电流的方向，若某区域只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，则判定该区域为故障点所在区段。其中，所述拓扑区域划分子单元120所划分的每个区域至少包括相邻的两个能检测到故障电流的开关。其中，进一步包括
所述故障信号接收单元10可以同时接收多条馈线上的终端设备上报的故障信号及电流方向，所述定位处理单元12可以对每条馈线上的故障进行定位。如图2所示，是本发明一个实施例中的故障定位方法的流程图。一并结合图3进行描述。该方法包括
步骤S21，在配电网中故障发生时，所述配电网中的各终端设备判断故障电流方向并与故障信号通过馈线上报给主站系统；
然后，主站系统根据所述馈线各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域，并确定所述故障区域的边界设备。具体地包括如下步骤
步骤S22，根据配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域；首先，主站系统建立所述配电网上各馈线的拓扑模型，所述拓扑模型涵盖所述配电网系统的所述馈线上的所有终端设备，并正确描述所述设备之间的拓扑连接关系；然后，将所述检测到故障电流的开关作为边界，将所述拓扑模块划分为多个区域，每个区域至少包括两个相邻的开关；如图3所示，是一条馈线的拓扑模型的局部图，其中，节点I和节点8为主电源点，节点2、3、4、5、6、7、8、9为开关节点，节点10为分布式电源节点，在各开关节点之间包括有若干终端设置，为了便于说明，在此图中省略了这些终端设备；其中，可以将两个开关节点划分为一个区域，具体地，可以划分出区域(2，3)、区域(3，4)、区域(2，4)、区域(3，5)、区域(5，6)、区域(6，7)、区域(4，9)等多个区域，可以理解的是，在其他的例子中，也可以将两个以上的相邻的开关节点划分成一个区域。步骤S23，根据各终端设备上报的故障信号信号和故障电流方向，确定每个区域的边界开关上的故障电流方向，以图3为例，其中箭头表示故障电流的方向，则区域(2，3)的边界即有流入的故障电流也具有流出的故障电流；
步骤S24，判断每个区域上的边界开关上的故障电流的方向，若某区域只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，则判定该区域为故障点所在区段，在图3中对每个区域进行判断，发现区域(4，9)中只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，故可以判定区域(4，9)为故障区域，则可以进行后续的故障处理的步骤，例如将区域(4，9)进行隔离操作，其他非故障区域进行恢复供电等。可以理解的是，所述主站系统同时接收多条馈线上的终端设备上报的故障信号及电流方向，并对每条馈线上的故障进行定位。综上，从本发明提供的实施例可以看出，本发明的方法通过在配电自动化主站系统中通过配电网拓扑模型，建立配电网一次设备的内存拓扑，利用配网终端实时采集上送的馈线故障信号和故障电流方向，驱动配电自动化主站系统通过内存拓扑模型快速定位故障区域，为后续的故障隔离、非故障区域恢复供电等操作提供科学依据。实施本发明的实施例，具有如下有益效果
1、可以利用已经建好的配电自动化主站系统的配电网拓扑模型，不需要重复建模，可以大大降低投资和维护成本；
2、该方法原理清晰、判断准确，易于学习和掌握，对配电网络运行方式的变化有着很强的适应性；
3、该方法在部分故障信息缺失的情况下，也能完成故障定位，有着较强的容错性；
4、支持多线程调用，可以同时处理多条不同馈线的故障。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种具有分布式电源的配电网的故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤 在发生故障时，所述配电网中的各终端设备判断故障电流方向并与故障信号通过馈线上报给主站系统； 主站系统根据所述馈线各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域，并确定所述故障区域的边界设备。
2.如权利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，所述主站系统根据所述各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域的步骤具体为 根据配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域； 根据各终端设备上报的故障信号信号和故障电流方向，确定每个区域的边界开关上的故障电流方向； 判断每个区域上的边界开关上的故障电流的方向，若某区域只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，则判定该区域为故障点所在区段。
3.如权利要求2所述的故障定位方法，其特征在于，所述将配电线路划分为多个区域的步骤具体为 将相邻的至少两个能检测到故障电流的开关划分为一个区域。
4.如权利要求1至3任一项所述的故障定位方法，其特征在于，进一步包括 所述主站系统同时接收多条馈线上的终端设备上报的故障信号及电流方向，并对每条馈线上的故障进行定位。
5.如权利要求4所述的故障定位方法，其特征在于，根据配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域的步骤具体为； 主站系统建立所述配电网上各馈线的拓扑模型，所述拓扑模型涵盖所述配电网系统的所述馈线上的所有终端设备，并正确描述所述设备之间的拓扑连接关系； 将所述检测到故障电流的开关作为边界，将所述拓扑模块划分为多个区域，每个区域至少包括两个相邻的开关。
6.一种具有分布式电源的配电网的故障定位装置，其特征在于，包括 故障信号接收单元，用于接收配电网中的各终端设备通过馈线上报的故障信号及故障电流方向； 定位处理单元，用于根据所述馈线各终端设备上送的故障信号和故障电流方向，确定预先划分的多个区域中的至少一个为故障区域，并确定所述故障区域的边界设备。
7.如权利要求6所述的故障定位装置，其特征在于，所述定位处理单元包括 拓扑区域划分子单元，用于将配电网的拓扑结构，根据配电网线路上的各开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电线路划分为多个区域； 区域电流确定子单元，用于根据各终端设备上报的故障信号信号和故障电流方向，确定每个区域的边界开关上的故障电流方向； 故障区域判定子单元，用于判断每个区域上的边界开关上的故障电流的方向，若某区域只有流入的故障电流，而没有流出的故障电流，则判定该区域为故障点所在区段。
8.如权利要求7所述的故障定位装置，其特征在于，所述拓扑区域划分子单元所划分的每个区域至少包括相邻的两个能检测到故障电流的开关。
9.如权利要求6至8任一项所述的故障定位装置，其特征在于，进一步包括 所述故障信号接收单元可以同时接收多条馈线上的终端设备上报的故障信号及电流方向，所述定位处理单元可以对每条馈线上的故障进行定位。
10.一种具有分布式电源的配电网的故障定位系统，所述配电网包括主站系统，通过馈线与所述主站系统连接的终端设备，所述终端设备可向主站系统上报故障信号及电流方向，其特征在于，所述主站系统包括如权利要求6至9任一项的故障定位装置。
全文摘要
本发明涉及一种具有分布式电源的配电网的故障定位方法、装置及系统，属于电力系统配电自动化领域，其中故障方法定位包括配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型，建立配电网一次设备的内存拓扑；当配网馈线发生故障时，终端设备就地判断故障电流方向并上送主站系统，主站系统根据故障信号和故障电流方向，确定故障区域及边界设备，达到配电网故障区域快速定位的效果。
文档编号G01R31/08GK103048587SQ20121053349
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者黄颖祺, 徐铭, 余鹏, 郭子健, 李艳, 徐旭辉, 戚鑫 申请人:深圳供电局有限公司, 积成电子股份有限公司