[發明專利]一種基于分布式感知的臺區拓撲生成方法及感知終端裝置

在審

• 申請號: 202011453481.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112615368A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 金宇坤;李增;韓一品;李娉婷;張迪;李曉鵬;賀歡;關景林;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（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司鞍山供電公司;東北大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F30/18;G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明公開了一種基于分布式感知的臺區拓撲生成方法及感知終端裝置。首先，定義了“支路橋”的概念，將配電臺區線路模型簡化，加快了拓撲信息的傳遞速度。其次，采用無主站的分布式控制策略，將配電網靜態拓撲信息分散存儲至各個感知終端，通過各個感知終端間的信息交換，確定饋線支路橋的邊界，形成動態網絡拓撲信息，從而實現臺區配電網實時拓撲的生成。最后，介紹了本發明方法的物理載體，即感知終端裝置，包括其內部結構和工作原理。與現有技術相比，本發明可實現配電臺區線路拓撲的快速識別，準確度較高，能夠滿足后續配電網的電力業務需求。

技術領域

本發明涉及智能電網技術領域，特別涉及一種基于分布式感知的臺區拓撲生成方法及感知終端裝置。

背景技術

配電網規模龐大、接線復雜，分布式電源的接入增加了配電網自動化的控制難度，對配電自動化技術的要求越來越高。配電網拓撲識別是配電網智能化保護與控制中十分重要的一環?，F有的研究主要以集中式的方式對全配電網的設備進行建模，生成全網的拓撲結構。該方式依賴于集中控制器，對主站的數據存儲能力與計算能力要求較高，數據更新的實時性較差，無法滿足較高的拓撲分析速度要求。若為各個終端配置全局靜態拓撲信息，并通過獲取關聯區域內開關的實時狀態信息生成實時拓撲，人工配置的工作量巨大。此外，在各個節點或開關位置安裝通信設備的基礎上進行全系統通信，經濟性不高且通信壓力隨著全網拓撲的復雜程度增加而持續上升，嚴重影響系統的安全性和工作效率。

因此，采取分布式控制策略成為配電網拓撲識別的新研究方向，如何實現基于感知終端的配電網拓撲結構快速、準確的識別與應用成為現階段亟待解決的問題。

發明內容

為解決集中式配電網拓撲識別實時性差的技術問題，本發明提供了一種基于分布式感知的臺區拓撲生成方法及感知終端裝置，可實現配電臺區線路拓撲的快速識別，準確度較高，能夠滿足后續配電網的電力業務需求。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種基于分布式感知的臺區拓撲生成方法，采用無主站形式的分布式控制策略，首先簡化配電網網絡結構，確定各支路邊界節點，并根據支路端節點數量與支路連接情況最優配置感知終端；將配電網靜態拓撲信息分散存儲至各個感知終端，各感知終端存儲與之關聯的局部靜態拓撲信息，并通過感知終端間的信息交換實現配電網拓撲的快速識別；具體包括以下步驟：

1)簡化配電網網絡結構，總結歸納支路橋，確定各支路橋的端節點；

2)以設備投資成本最優為目標，以安全可靠性為約束，建立感知終端最優配置模型，求解配電臺區所需的感知終端數量，并確定各感知終端安裝位置；根據感知終端最優配置模型的求解結果，將感知終端優先安裝在支路橋的兩端，即各支路橋的首端和末端節點處，并對各感知終端進行相關的局部靜態拓撲信息配置；

3)確定拓撲感知的初始節點即網絡中某一支路橋的首端節點，由初始節點向所在支路橋的末端節點(對端節點)發送查詢指令，查詢末端節點處開關的開合狀態，若為開狀態，則執行步驟4)，否則執行步驟5)；

4)該末端節點為邊界節點，初始節點繼續向所在支路橋內部的其他節點發送邊界確定指令，將這些節點均標記為邊界節點；

5)該末端節點為非邊界節點，初始節點繼續查詢所在支路橋末端節點所連接的母線上的饋線支路數，根據饋線支路數量判斷是否需要查詢該支路橋內部其他節點的開關狀態，若饋線支路數小于2則執行步驟6)，饋線支路數等于2則執行步驟7)；

6)則支路橋內部的其他節點開關狀態需要查詢，初始節點向這些內部節點發送邊界確定指令，依次將這些內部節點作為新支路橋的首端節點，繼續向原支路橋的末端節點發送開關狀態查詢指令；

7)則支路橋內部的其他節點開關狀態無需查詢，該支路橋的末端節點向相鄰饋線的首端節點發送開關狀態查詢指令，若監控開關為開狀態，則執行步驟8)，否則執行步驟9)；