[發明專利]用于檢測電網絡中的拓撲改變的裝置、方法和計算機軟件

有效

• 申請號: 201080069028.0
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN103080697A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: J.班貝格爾;C.霍夫曼;M.梅茨格;C.奧特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01D4/00
• 分類號: G01D4/00;G01R31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;李浩

技術領域

本發明一般地涉及檢測電網絡中的拓撲改變的方法并且特地、但是并非排他地涉及一種用于檢測電網絡中的拓撲的方法、電網絡通信調制解調器和用于監視用于網絡控制的電網絡拓撲模型的計算機程序。

背景技術

盡管來自可再生能源的分布式發電（DPG）被視為將來能量供應的關鍵要素，但是目前存在的電網未被設計用于集成分布式發電機的穩定增長的份額。如今在多數網絡中運用的分級網絡拓撲被設計用于單向功率流和/或無源操作。因此，為了適應發電在目前電網中的添加并且為了避免過于昂貴的電網加強，用于有源電網操作的新解決方案是必需的。

為了滿足不斷增加的能量生成需要和目標，需要進一步增加部署基于可再生能源（RES）的分布式發電（DPG）。然而DPG的高滲透水平（penetration?level）目前受無源操作的配電系統（distribution?system）的特性限制。從歷史觀點來看，配電網絡被設計用于供應最終用戶（負載）并且不用于連接發電機?；趶木哂兄醒氚l電單元的傳輸網絡的高電壓電平到配電網絡和到在低電壓電平的消耗者的單向功率流操作常見無源網絡。

在DPG的更高滲透水平，前者純無源配電系統變成有源并且單向流改變成雙向負載流。然而這一發展在它來到網絡操作時通常未被反映，因為在多數情況下DPG被簡單地視為負的負載（negative?load）。真實有源操作意味著配電系統內的發電、網絡和消耗（負載）活躍地交互并且根據實際負載流情形相互適配。

網絡從無源到有源操作的轉換引入許多挑戰，這些挑戰考慮DPG網絡集成、功率質量、用于網絡規劃的概念和策略、控制和監督以及信息和通信技術。

在將來的配電網絡中，將連接越來越多的分散式和波動發電部件。能量流以前純粹地從集中式發電廠經由高電壓傳輸線路朝著中/低電壓配電網絡中的消耗者。在將來，能量流方向有望改變，并且這具有對網絡操作的影響，而且將超過電壓和電流的限制。

為了滿足和解決上述挑戰，已經建議智能電力網絡控制機制。然而這些控制機制經常依賴于如下模型，這些模型依賴于已知電力網絡結構和它的參數構建。因而，必須已知網絡拓撲和網絡參數以應用智能控制機制。

然而尤其在較舊的配電網絡中，網絡的參數，諸如線纜類型、長度和拓撲經常未確切地已知或者僅在網絡的部分中已知。另外，網絡拓撲可能通過開關的手動斷開和閉合而突然改變，這些開關的手動斷開和閉合連接/斷開網絡的部分。

甚至在已知網絡拓撲的情況下，經由測量網絡模型的線路阻抗來標識網絡模型也是困難的。絕對電壓測量設備對節點電壓的測量是不夠的，因為需要節點之間的電壓差以計算線路阻抗。這些電壓差小并且因此測量單元的必需測量分辨率和準確性對于實際系統實現而言太高。

另一可能性是直接測量在節點之間的電壓差。這一解決方案涉及到單獨測量網絡的安裝，并且因此昂貴。

因此仍然存在對實現高效控制和監督、診斷和保護電力網絡的其他解決方案的需要。

發明內容

本發明通過提供權利要求1的用于檢測電網絡中的拓撲改變的方法、權利要求2的電網絡通信調制解調器和權利要求3的可在電網絡通信調制解調器中加載的計算機程序產品來提供對上述問題的解決方案。

根據本發明的一個實施例，設想一種檢測電網絡中的拓撲改變的方法，電網絡包括多個通信路徑、在通信路徑上的多個開關、多個功率測量設備和多個頻率分析設備。該方法包括以下步驟：在所述電網絡中安裝多個耦合器，其中安裝所述耦合器使得至少一個開關存在于兩個相繼耦合器之間的通信路徑上，并且其中所述兩個相繼耦合器是傳輸耦合器和接收耦合器，在兩個相繼耦合器之間的所述通信路徑上傳輸經由所述傳輸耦合器生成的信號，經由所述功率測量設備之一測量在所述接收耦合器處的接收的功率，經由所述多個頻率分析設備之一處理在所述接收耦合器處接收的所述信號；導出關于在兩個相繼耦合器之間的所述通信路徑上存在的所述開關的狀態的信息，并且基于開關的所需狀態更新用于網絡控制的網絡拓撲模型。