分布智能式馈线自动化原理与iec61850标准配电终端建模

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1、分布智能式馈线自动化原理与IEC61850标准配电终端建模：采用分布式智能控制技术和基于IEC61850标准设计是智能配电终端的发展趋势。本文给出了分布智能式馈线自动化系统的结构；阐述了分布智能式馈线自动化中故障定位、隔离和恢复（FDIR）功能的基本原理；并遵循IEC61850标准对分布智能式FDIR功能进行了建模。本文的工作为实现智能配电终端模型标准化奠定了基础。　　关键词：馈线自动化；配电终端；分布智能；IEC61850；FDIR。　　　　ABSTRACT：Itisatrendtodesignthesmartdistribu

2、tionterminalusingthedistributedintelligentcontroltechnologyandaccordingtotheIEC61850standards.Thispaperpresentsthestructureofthefeederautomationsystemusingthedistributedintelligentcontroltechnology.Furthermore,theprincipleofFDIR(FaultDetection,Isolation,andRecovery)u

3、singthedistributedintelligentcontroltechnologyisproposed.Finally,themodelingofdistributedsmartterminalforfeederautomationisdesignedbasedonIEC61850.AllthesemakepreparationforthefurtherrealizationofplugandplayinFeederautomationforaterminal.　　KEYU逻辑设备。TMU逻辑设备负责采集所在开关处的系

4、统信息（如开关位置、电流/电压信息、过电流/故障方向信息等），并实时上送到馈线层的FDIR逻辑设备处。由于FDIR逻辑设备也只是获取了局部配电X信息，因此还需要与其他相关的FDIR逻辑设备合作以获取所需的相应信息。FDIR逻辑设备之间利用对等通信结构实现信息的交互。故障定位和隔离功能在单个FDIR逻辑设备即可实现，故障恢复功能需要两个或多个FDIR逻辑设备交互。　　　　图3分布智能式馈线自动化拓扑示意图　　Fig.3TopologyofdistributedsmartFA　　图3给出了分布智能式馈线自动化系统的逻辑设备部署图示例

5、。图3中有3条逻辑馈线，每条逻辑馈线部署一个FDIR逻辑设备；每个负荷开关和馈线出口断路器处都部署TMU逻辑设备，负责当地电流、电压和位置信号的采集。FDIR逻辑设备和TMU逻辑设备通过配电XIP通信X络联系在一起。　　FDIR功能中的故障定位与故障隔离功能的实现犹如集中式保护[15]。本文按以下原则设计：终端层的TMU逻辑设备充当数字化变电站中合并单元的角色，馈线层的FDIR逻辑设备收集FTU所采集的信息集中处理，实现故障定位。所采用的故障定位原理可以多样化，以适应不同的应用场合。传统的过电流检测的方式适合于传统的单电源辐射状

6、配电X使用。若考虑大规模分布式电源的接入后的配电X，故障定位需要故障方向信息或采用广域电流差动保护。实现故障定位后，依次对每个故障点进行故障隔离操作。如果某些开关操作执行失败，则相应的扩大隔离范围。故障隔离结束后，需要识别出被影响的负荷进行转供。如果有多条转供路径均可以提供转供能力，则需要从大到小选择转供路径；当所有转供路径都不足以提供转供能力时，将根据约束条件选择甩掉部分负荷，转供结果的执行需要相应的馈线层FDIR逻辑设备发送控制命令。故障恢复控制的原则是尽快恢复供电，不要求是最优恢复策略。馈线层的FDIR逻辑设备并将处理结果

7、上送到主站，主站可以根据优化控制的需要进行额外的控制。　　4分布智能式FDIR功能建模　　随着智能配电X的发展，分布式电源将大量接入，馈线自动化的故障定位算法需要面向多电源结构。文献[16]给出了微X条件下采用广域差动保护实现智能配电X故障处理。下文的建模过程中，将以FTU实现电流相量的同步采集，逻辑馈线FDIR模块采用广域差动保护原理的方式实现故障定位为例进行设计。　　4.1配电终端与逻辑设备　　当前的配电终端一般按开关类型分不同容量设计，一般原则是一个FTU容量可以涵盖所监控的某一个母线节点的所有开关。如柱上开关型FTU一般

8、按双开关设计；环X柜型FTU一般按四/六个开关设计；开闭所型FTU一般按八/十六个开关设计。　　终端层的TMU逻辑设备是为监视与控制一个开关的原则来定义的。故FTU硬件设备按其监控开关量划分为几个TMU逻辑设备。　　FDIR逻辑设备是一个独立的、自治单元，可以采