基于智能终端的配电网分布式控制通信系统设计

随着电力需求的不断增长和电网规模的日益扩大,传统的集中控制系统在配电网的管理中面临着诸多挑战。而智能终端通过分布式控制通信系统,能够实现对配电网的实时监测和动态管理,从而提高配电网的运行效率和稳定性。文章详细介绍了智能终端的概念及其在配电网中的应用,分析了配电网分布式控制通信系统的设计需求,选择合适的通信技术,设计通信协议,探讨数据管理与安全策略,并对系统进行全面的测试与评估。

基于物联网技术的分布式配电网运维智能终端系统

运维管理分布式配电网的过程中,受系统自身信息交互机制的限制,数据读取成功率难以得到保障,因此提出基于物联网技术的分布式配电网运维智能终端系统。将深信服终端安全管理端点检测与响应(Endpoint Detection and Response,EDR)和DSGW-290边缘计算网关作为系统的硬件装置,构建了包含检修事件、消息通告以及系统设置模块的系统运行逻辑,并以物联网技术为基础,建立运维系统各进程之间的信息交互关系。测试结果表明,设计系统在不同运行环境下的数据读取成功率始终稳定在98.24%以上,效果显著。

基于智能配电终端的分布式供电恢复方法

针对配电网集中式供电恢复方法存在信息交互范围大、集中式决策系统计算量大等问题,提出了一种基于智能配电终端的分布式供电恢复方法。描述了以智能配电终端为核心的分布式供电恢复系统的结构和功能,在基于智能终端间对等通信交互信息的基础上,提出了分布式供电恢复的实现方法,包括分布式拓扑搜索和供电恢复控制两部分。首先采用分布式的方法搜索非故障停电区域,然后基于逆向搜索与约束条件相结合的方法确定可恢复供电区域,最后考虑分布式电源的特性和约束条件确定孤岛运行区域。提出了与分布式供电恢复网络拓扑搜索过程相适应的约束条件简化求解方法,以电网逐步戴维南等值为基础,在确定可恢复供电区域的搜索过程中实现功率、电压、支路潮流约束验证,同时还考虑了电网有分支时对约束条件的修正,无需进行集中式的潮流计算。算例分析验证了所提方法的有效性。

基于分布式FA的智能配电终端设计

随着社会经济的发展,配网自动化的规模在快速增长,同时对配网自动化的要求也在不断提高,传统的仅依靠主站系统判断做出故障隔离和非故障区域恢复供电的操作已经不能满足运行要求,需要配电终端更智能、更可靠。本文介绍了一种基于分布式FA的智能配电终端,采用对等通讯技术,将分布式FA运用于配网中,可有效缩小故障停电范围、缩短用户停电时间,从而提高用户的供电可靠性,对配电网的安全运行具有重要意义。

中压配电网近邻交互式分布式拓扑辨识算法

分布式决策的智能保护控制是应对分布式电源广泛接入后中压配电网灵活性和安全性挑战的前瞻性技术。实现智能分布式决策的前提是每个智能终端(smart terminal unit,STU)均能快速辨识和跟踪所在线路的拓扑连接关系及其变化。对此,文中提出一种基于对等通信且具有高容错性的分布式拓扑辨识算法。配置在环网节点的STU无须预存馈线组静态拓扑,仅依靠本地量测以及与近邻终端的信息交换,通过规则判断的方式,就能实现对馈线组完整拓扑和开环方式的动态跟踪与辨识,减少算法对终端的配置要求。同时,算法仅须各STU交互基本的量测信息与判断信息,降低对通信条件的要求。算例表明该方法合理有效,且通过结合本地量测互校核和对侧连通性预判修正,可显著提高拓扑辨识对量测数据的容错能力。

新型配电系统智能终端分布式控制通信方案

新型配电网大量接入分布式能源,成为构建新型电力系统的主战场。传统配电网的竖井式通信架构,及其101/104通信协议已不能满足新型配电网的云-边、边-边通信需求,亟需提升配电网智能终端的信息采集与汇聚、边缘计算、即插即用能力,并寻求满足新型配电网通信需求的通信方案,为新型配电网的可靠运行提供底层技术架构支撑。为此提出了新型配电系统智能终端分布式控制通信方案。首先提出更高效的、允许分布式智能节点相互交互的分布式协调控制架构;其次使用IEC 61850建模技术对智能终端建模,并遵循IEC 62361标准,解决CIM模型与IEC 61850模型融合的问题;最后提出通过高可靠性、高实时性的物联网通信协议DDS来实现模型在协议上的映射。基于所提出的通信方案,智能终端具备即插即用能力,智能终端之间互联互通,可就地分享重要信息。通过智能终端的入网配置流程用例,基于所提通信方案的分布式馈线自动化用例,验证了即插即用功能和分布式控制的效果。

面向配电网故障定位的分布式智能终端优化配置方法

配电网运行状态复杂多变,正常运行的运维压力增加,需要分析处理的数据呈爆炸式增长,因此配电网对信息与计算资源的需求日益增长。为了提供有效精准的配电网故障定位服务,考虑配电网智能终端自身资源局限性,提出了一种分布式智能终端优化配置方法。基于图论表达配电网拓扑结构,以优化配电网片区内分布式智能终端综合计算负荷为目标,建立分布式智能终端优化配置模型,并提出基于拉格朗日乘数法的模型求解方法。以IEEE33节点配电系统为例,验证了分布式代理优化配置方法的正确性。

智能配电网拓扑信息的分布式存储和管理方法

提出一种适用于智能配电网分布式保护和控制系统的网络拓扑信息存储和拓扑管理方法。每个智能配电终端仅需配置安装处的基本拓扑信息,通过制定有序的广播通信策略可自动完成相邻配电终端信息的获取和拓扑逻辑层的划分,实现局部拓扑的识别,为快速的保护和控制功能提供所需的拓扑支撑。基于局部拓扑识别结果生成拓扑最小连接树,以拓扑最小连接树为基本单元确定代理终端,提出了基于代理节点的网络拓扑简化方法,为需要大范围拓扑信息支撑的功能提供拓扑信息的获取和管理方法。以智能配电网分布式故障自愈系统功能的实现为例,对智能配电网拓扑信息分布式存储和管理方法的应用进行了分析。

基于智能终端单元的分布式配电网静态安全分析

随着智能配电网的发展,分布式电源(Distributed Generation,DG)的大量接入和渗透率的不断提高改变了配电网的结构与潮流分布,导致传统配电网静态安全出现误动、拒动、灵敏度降低等问题,给配电网静态安全带来了巨大的挑战。论文通过结合传统的过电流静态安全及新型的分布决策式广域静态安全提出一种基于智能终端单元(Smart TerminalUnit,STU)的分布决策式静态安全方法。利用STU实时获取本地电流大小及方向信息,并将数据处理成逻辑值。经过逻辑计算后,满足条件的STU获取相邻STU的逻辑计算结果。结合本地与相邻线路两个站点计算的逻辑值,根据规定的判据,即可判断出故障区域;再通过对本地设备的控制,就可以准确快速切除故障线路。此种静态安全方法无需同步采样,大大降低了对通信通道的要求;同时也解决了DG给传统配电网静态安全带来的问题。最后通过PSCAD仿真验证了所提出的新型静态安全方案的合理性与可靠性。

基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端通信模型

随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重,大规模发展基于可再生能源的分布式发电技术已是必然趋势。分布式能源主要通过微电网接入配电网。配电终端是配电自动化系统中基本的底层控制单元,传统配电终端已不能满足含微电网的新型配电网的监控需求。为了适应微电网接入对配电网的影响,需要将传统配电终端升级改造为基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端。分析了微电网分层监控架构在通信系统方面对分布式能源智能监控终端提出的新需求,在传统配电终端的IEC 61850信息模型中引入了IEC 61850-7-420中定义的分布式能源控制领域的相关逻辑设备和逻辑节点,给出了基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端的信息模型及信息交互模型。在信息快速有效交互的基础上,基于IEC 61850的分布式能源智能监控终端能够实现包括微电网模式平滑切换在内的多种微电网高级控制策略。

基于分布式配电终端的智能环网柜设计

传统配电自动化模式"主站+通信+终端"三位一体,可以实现配网自动化功能的基础监控。但是,传统模式需要依赖主站系统才能实现配电网的相关功能。因此,基于智能分布式环网柜的发展现状和结构形式,探讨了馈线自动化功能的实现等内容。在实际应用中,智能环网柜占地体积小、灵活实用且安装便捷,应用前景十分广泛。

基于STM32单片机的分布式智能配电终端设计

针对现有配电终端无法实现分布式故障定位和故障恢复等功能的问题,设计了基于STM32单片机的分布式智能配电终端。给出了分布式自愈配电网结构图,设计了分布式智能配电终端的硬件模块,阐述了分布式故障定位和故障恢复算法,并给出了软件流程图。对设计的智能配电终端进行了实验验证,结果表明所设计的分布式智能配电终端可以实现可靠的故障定位和故障恢复。

电力分布式智能配电终端控制芯片实时增强技术概述

随着“双碳”目标下新型电力系统的发展,分布式新能源广泛接入配电网形成新型有源配电网,信息交互和实时控制多形态新业务不断涌现,传统的云-端协同业务架构已无法负荷新业务实时处理的需求,业务架构逐步向“云-边-端”协同的分布式部署发展,业务数据就地化实时处理需求凸显。本文基于新型有源配电网业务特性,分析了电力分布式智能配电终端控制芯片的新需求。然后,针对诊断识别等弱实时算法加速方面,分析了基于CPU的内核级弱实时增强技术;针对强实时数据预处理方面,分析了不同硬件加速器技术及其特色应用情况;针对实时、非实时多业务融合问题,分析了不同异构架构方式下多业务数据实时交互的特性。通过研究分析,基于非对称多核异构的可重构片上集成系统更适合多业务融合场景下系统实时性需求。最后,对存算一体、chiplet等新兴技术进行了展望。通过分析新型有源配电网业务特性,本文提出电力分布式智能配电终端控制芯片的新需求,探讨了不同技术在实现这些需求方面的优缺点,对未来电力系统的未来发展和优化具有重要的参考价值。

基于区块链技术的配电网分布式台区终端系统设计

随着能源互联网的建设和电力物联网技术的成熟,配电网台区终端类产品广泛应用于电力系统配电网台区中,在现有配电物联网架构下,大量台区终端的接入会带来过于中心化、数据安全等问题。首先,针对这些问题提出基于区块链技术的配电网分布式台区终端系统,对系统整体架构进行说明,分析了采用分布式终端系统的必要性。然后,提出基于可信芯片的随机数证明共识机制,并从区块传播时间、吞吐量和CPU占用率三方面论证了机制的优越性。最后,对系统的优势进行讨论,同时对区块链技术和电力物联技术的融合进行了展望。

智能分布式FA在配电网中的应用

提出一种基于区域型配电终端和单元型配电终端的综合型智能分布式FA方案,阐述该方案的系统架构、故障定位原理、故障隔离和供电恢复、工程配置模型等,通过实际工程项目的运用分析该方案良好的适应性。

多通道分布式智能终端研究与设计

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。

RT-LAB的智能分布式自动化终端互操作闭环仿真测试策略

由于智能分布式具有快速定位、隔离故障并转供复电的特点,基于智能分布式的馈线自动化技术在城市配电网的重要供电区域逐渐得到推广应用。然而,对于采用IEC61850对等通信的智能分布式配电自动化终端,不同厂商终端之间的互操作对通信模型和功能逻辑的一致性要求非常高,导致实际工程中互操作成功率非常低,这也成为推广智能分布式技术的最大阻碍。为此,本文基于实时数字电力系统仿真平台,研究并提出了适用于智能分布式自动化终端互操作的硬件在环测试平台和测试方法。该成果已经广泛应用于广东电网智能分布式终端互操作测试,及时发现并解决了互操作中存在的问题,为后续的现场测试及落地投运扫除技术障碍。

智能配电网馈线终端单元FTU设计方案

介绍了一种应用于配电网自动化系统中的柱上智能馈线终端单元——FTU。智能化 FTU 与上位机系统配合,根据开关电流越限信号,结合遗传算法快速进行故障区段定位和故障隔离,能提高供电的质量和可靠性。

智能配电网中故障检测技术优化策略

地铁智能配电网通过采用先进的配电自动化技术,实现了故障的快速定位与隔离,显著缩短了停电时间,提升了供电可靠性。智能分布式配电终端(FTU)间的高速通信网络加强了系统的自愈能力,而一体化检测平台对智能终端进行的全面测试确保了技术的可靠应用和设备兼容性。仿真模型包括供电系统、负载、配电站和故障模型,以及通信和控制单元模型,有效模拟了地铁配电网在不同故障情况下的响应和恢复策略。

有源配电网分布式故障自愈方案与实现

大量分布式电源(DG)接入配电网,使传统的配电网保护与控制面临较大的困难。为解决有源配电网所面临的诸多问题,提出了一种基于智能终端单元(STU)的分布式故障自愈方案。该方案采用分相电流差动与故障电流幅值比较作为故障区段定位原理,能够适应于含有多种DG类型与不同DG渗透率的有源配电网。在负荷开关均为断路器的条件下,该方案能够实现快速故障区段定位、隔离和非故障区段的供电恢复。该方案充分考虑了与DG防孤岛保护及低电压穿越的配合与协调,各STU具备网络拓扑自动识别功能,能够根据网络拓扑的实时变化改变相关控制策略。最后利用所开发的STU装置,在实时数字仿真系统(RTDS)平台上对一个含DG的10 kV配电系统进行闭环测试。测试结果表明,该方案能够适应网络结构的变化,故障自愈时间在1 s以内。