[發(fā)明專利]一種基于分布式感知的臺(tái)區(qū)拓?fù)渖煞椒案兄K端裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011453481.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112615368A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金宇坤;李增;韓一品;李娉婷;張迪;李曉鵬;賀歡;關(guān)景林;李廣地;楊東升;王昊;呂浩軒;楊波;周博文;金碩巍;閆士杰;羅艷紅;王迎春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司鞍山供電公司;東北大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;G06F30/18;G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

1.一種基于分布式感知的臺(tái)區(qū)拓?fù)渖煞椒?，其特征在于，采用無(wú)主站形式的分布式控制策略，首先簡(jiǎn)化配電網(wǎng)模型，確定各支路邊界節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)支路端節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)與支路連接情況進(jìn)行感知終端最優(yōu)配置；將配電網(wǎng)靜態(tài)拓?fù)湫畔⒎稚⒋鎯?chǔ)至各個(gè)感知終端，各感知終端存儲(chǔ)與之關(guān)聯(lián)的局部靜態(tài)拓?fù)湫畔?，并通過感知終端間的信息交換實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)拓?fù)涞目焖僮R(shí)別；具體包括以下步驟：

1)簡(jiǎn)化配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，總結(jié)歸納支路橋，確定各支路橋的端節(jié)點(diǎn)；

2)以設(shè)備投資成本最優(yōu)為目標(biāo)，以安全可靠性為約束，建立感知終端最優(yōu)配置模型，求解配電臺(tái)區(qū)所需的感知終端數(shù)量，并確定各感知終端安裝位置；

根據(jù)感知終端最優(yōu)配置模型的求解結(jié)果，將感知終端優(yōu)先安裝在支路橋的兩端，即各支路橋的首端和末端節(jié)點(diǎn)處，并對(duì)各感知終端進(jìn)行相關(guān)的局部靜態(tài)拓?fù)湫畔⑴渲茫?/p>

3)確定拓?fù)涓兄某跏脊?jié)點(diǎn)即網(wǎng)絡(luò)中某一支路橋的首端節(jié)點(diǎn)，由初始節(jié)點(diǎn)向所在支路橋的末端節(jié)點(diǎn)即對(duì)端節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢指令，查詢末端節(jié)點(diǎn)處開關(guān)的開合狀態(tài)，若為開狀態(tài)，則執(zhí)行步驟4)，否則執(zhí)行步驟5)；

4)該末端節(jié)點(diǎn)為邊界節(jié)點(diǎn)，初始節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向所在支路橋內(nèi)部的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送邊界確定指令，將這些節(jié)點(diǎn)均標(biāo)記為邊界節(jié)點(diǎn)；

5)該末端節(jié)點(diǎn)為非邊界節(jié)點(diǎn)，初始節(jié)點(diǎn)繼續(xù)查詢所在支路橋末端節(jié)點(diǎn)所連接的母線上的饋線支路數(shù)，根據(jù)饋線支路數(shù)量判斷是否需要查詢?cè)撝窐騼?nèi)部其他節(jié)點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài)，若饋線支路數(shù)小于2則執(zhí)行步驟6)，饋線支路數(shù)等于2則執(zhí)行步驟7)；

6)支路橋內(nèi)部的其他節(jié)點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)需要查詢，初始節(jié)點(diǎn)向這些內(nèi)部節(jié)點(diǎn)發(fā)送邊界確定指令，依次將這些內(nèi)部節(jié)點(diǎn)作為新支路橋的首端節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)向原支路橋的末端節(jié)點(diǎn)發(fā)送開關(guān)狀態(tài)查詢指令；

7)支路橋內(nèi)部的其他節(jié)點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)無(wú)需查詢，該支路橋的末端節(jié)點(diǎn)向相鄰饋線的首端節(jié)點(diǎn)發(fā)送開關(guān)狀態(tài)查詢指令，若監(jiān)控開關(guān)為開狀態(tài)，則執(zhí)行步驟8)，否則執(zhí)行步驟9)；

8)該饋線的首端節(jié)點(diǎn)為邊界節(jié)點(diǎn)，初始節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向其所在支路橋內(nèi)部的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送邊界確定指令，將這些內(nèi)部節(jié)點(diǎn)均標(biāo)記為邊界節(jié)點(diǎn)；

9)該饋線的首端節(jié)點(diǎn)為非邊界節(jié)點(diǎn)，初始節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向所在支路橋的末端節(jié)點(diǎn)發(fā)送開關(guān)狀態(tài)查詢指令；

10)根據(jù)查詢指令得到的各節(jié)點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài)，生成配電網(wǎng)實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式感知的臺(tái)區(qū)拓?fù)渖煞椒?，其特征在于，所述步驟1)中，支路橋的概念為：在配電網(wǎng)中，若幾條連通的饋線區(qū)段首尾相連，且各區(qū)段的分界母線上除負(fù)荷支路外僅有兩條出線，則將這幾條饋線區(qū)段定義為一組“支路橋”。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式感知的臺(tái)區(qū)拓?fù)渖煞椒ǎ涮卣髟谟冢霾襟E3)中，感知終端的配置信息包括當(dāng)?shù)亻_關(guān)的名稱、開關(guān)的屬性、開關(guān)的拓?fù)溥B接關(guān)系以及相鄰感知終端的通信地址等，保存配電網(wǎng)絡(luò)的局部拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式感知的臺(tái)區(qū)拓?fù)渖煞椒ǎ涮卣髟谟?，所述步驟4)中，邊界節(jié)點(diǎn)的概念為：不同支路橋的末端節(jié)點(diǎn)開關(guān)為斷開狀態(tài)時(shí)，稱該末端節(jié)點(diǎn)為邊界節(jié)點(diǎn)。

5.用于權(quán)利要求1所述的一種基于分布式感知的臺(tái)區(qū)拓?fù)渖煞椒ǖ母兄K端裝置，其特征在于，包括中央控制模塊、電源模塊、存儲(chǔ)模塊、5G通信模塊和采集計(jì)量模塊；中央控制模塊與各模塊連接，用于調(diào)配各個(gè)模塊的運(yùn)行，內(nèi)含邊緣計(jì)算棒可及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，更適合分布式感知的計(jì)算需求；電源模塊與其余各模塊連接，為各模塊供電，內(nèi)含光伏電源和儲(chǔ)能電源，能夠保證不間斷持續(xù)供電；存儲(chǔ)模塊用于存放采集信息和計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，分為內(nèi)存和硬盤兩部分，當(dāng)日數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，歷史數(shù)據(jù)存放在硬盤中；5G通信模塊負(fù)責(zé)進(jìn)行感知終端間的數(shù)據(jù)信息交換，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和拓?fù)湫畔⑸蟼髦林骺刂行?；采集?jì)量模塊通過多路I/O模塊和FPGA數(shù)據(jù)處理進(jìn)行狀態(tài)量與開關(guān)量的采集工作，狀態(tài)量包括電網(wǎng)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波含量，跟蹤狀態(tài)量變化能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常用電情況，有利于故障檢測(cè)和故障排除等保護(hù)工作；采集低壓斷路器、隔離開關(guān)和柜門開合的位置狀態(tài)信息開關(guān)量用于生成配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。