多通道分布式智能终端探究和设计

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1、多通道分布式智能终端探究和设计摘要：配电智能终端是智能配电网的重要组成部分，是实现配电网自动化的关键。文章针对集中式智能终端在处理时间、资源需求方面的缺点和传统分布式智能终端相邻保护配合困难的问题，利用最新电子通信技术的发展成果，进行智能控制终端数据传输机制和自适应、自组织、自管理方案的研究，采用分布式智能控制方式，开发设计了多通道分布式智能配电网终端，从而实现了电网保护的快速性和选择性的统一。关键词：智能配电网；智能终端；多通道；分布式中图法分类号：TM61文献标识码：A文章编号：2095-1302（2014）04-0066-030引言配电智能终端是以计算机技术、通信技术、信息技

2、术、管理、系统控制技术为基础的信息采集、处理和管理控制终端，是供电企业管理用户用电情况，提高需求侧管水平的新一代配电智能终端［1］。按照控制方式的不同，可以分为集中式和分布式两种控制方式［2］。集中式智能控制方式是依据主站（或子站）的SCADA系统提供的实时数据对已发生的故障予以处理。现场的FTU将故障信息通过一定的通道送到控制中心（主站或子站），控制中心根据开关状态、故障检测信息、网络拓扑分析，判断故障区段，下发遥控命令、跳开故障区域两侧的开关、重合变电站出线开关和闭合联络开关、恢复非故障线路的供电。此方式控制准确，适合各种复杂系统，但它需要有可靠的通信通道和控制中心的计算机软件

3、、硬件系统，停电时间通常为分钟级［3］。随着智能馈线终端单元逐渐广泛应用于配电系统。这种智能终端单元根据预设在其微处理机上的程序，完成馈线自动化功能，故障处理中或完成后才将报警及开关状态通过SCADA系统上报控制中心，这种方式称为分布式智能控制方式［4］。传统的分布式智能控制方式可分为用重合器实现的自动网络重构和用分段器实现的网络重构，用分段器实现的网络重构方式有电压时间型和电流计数型［5］。分布智能式控制方式不依赖控制中心和通信系统，故障处理和恢复供电的速度有显著提高，时间可以提髙到秒级。但它不适合处理较为复杂的系统,对智能终端也有较高的要求。在传统的分布式智能控制方式中，大多数

4、的重合器和分段器只是根据线路电压或电流状态之一作为故障判别的判据，而我们研究的新型分布式智能控制方式则利用了电压和电流两个信号作为故障段的判据，故又称为U-I-T（电压-电流-时间）型智能配电终端。1智能配电终端1.1设计原理传统配电系统电流保护的实质是一个独立的单元保护，它只检测流过自身的电流而决定保护的动作和延时动作，而不关心相邻开关的保护动作情况。这是造成相邻保护相互配合困难的主要原因。随着计算机技术和网络技术的发展，使借助于网络通信实现保护之间的协调成为可能。此时，不同地点的模拟量在当地检测完成，只是将检测结果的数据信息、保护判别结果的状态信息、开关状态信息等通过网络由不同

5、保护进行共享，以达到不同地点保护之间协调和配合，真正实现保护的快速性和选择性的统一。根据实施现场的实际情况，采用分布式智能控制方式，充分发挥分布式智能的实时性和可靠性，尽快完成故障隔离，恢复非故障区域供电，减少停电时间和范围。并且，在具备了配电SCADA的条件下，调度员可以监视和控制故障的处理过程。当通信网络或主站系统发生故障而不能正常运行时，也不会影响到分布式智能控制系统及时完成故障处理和非故障段恢复供电的功能。分布式智能终端不依赖主站，在没有通道的情况下就地实现智能控制式的馈线自动化，完成相间短路故障的定位、隔离及非故障区域的供电恢复；在具有通道的情况下自动升级为协作模式，通过

6、智能终端之间的相互通信完成故障的定位、隔离及转供，能够有效提高故障处理的快速性和准确性；在架空线路中，智能终端能够与自组网故障指示器结合，实现故障分支和故障点的精确定位。对于智能配电网中的保护装置，主要是基于系统故障时的局部信息快速、准确地切除故障元件。同时对于不断变化的系统网络结构，保护装置应具有自整定与自适应能力，多个保护装置之间也存在保护的再协调问题。因此在智能配电系统中，保护装置通过局部网络通信，实现相联保护装置之间的系统故障信息共享、网络拓扑信息共享，从而快速实现区内故障、区外故障的的判断，结合配电线路上的开关类型（负荷开关或断路器），可以使离故障区域两侧或多侧断路器快速

7、动作而切断故障；而基于更大区域系统信息的网络重构控制策略对时间的要求将低于保护的要求，处于第二层次。基于局部信息的保护装置保护控制与基于全局信息的网络重构控制可以设备将统一为一个整体的功能模块，前者动作速度快所需信息较少在较低的层面上执行，而后者则需要进行网络的综合计算与智能分析，反映动作较慢但在较高的层面上执行，二者通过不同的优先级与控制逻辑一体化的控制策略加以组合从而实现自愈控制的各种功能需求。可以大幅度减小故障后的故障点排查时间，从而减少故障区域的停电检修时间，