[发明专利]一种输电网故障感知系统

权利要求书

1.一种输电网故障感知系统，其特征在于，包括：感知数据检测模块、输电线路显示模块和输电故障管理模块，其中，

所述感知数据检测模块，用于：

环境监测，包括风速、风向、气温、湿度、气压、降雨量、降水强度、光辐射强度；风量监测，包括风量振动幅值、风量振动频率，通过加速度传感器检测线路的振动情况，分析、记录线路的振动频率、振幅，结合线路周围的风速、风向、气温、湿度，在线分析、判断输电线路风量振动的水平和线路的疲劳寿命；

波动监测，包括波动幅值、波动椭圆倾斜角、波动频率；首先在线路中多点安装加速度传感器以检测线路波动情况，然后采集三轴加速度信息，再依据对监测点加速度的计算及线路基本信息，分析波动线路的纵向、横向波动半波数，计算线路的运行轨迹参数，分析线路是否发生波动危害，最后发出报警信息；

雨偏监测，包括雨偏角、倾斜角、最小电气间隙；根据输电线路上的三维加速度传感器计算出的线路雨偏与雨速传感器的数据设计线路并进行雨偏校验；

区域监测，当有人进入区域的黄色警戒范围时，传感器会将报警信息发送回输电线路可视化在线监测平台，同时开启线路上的摄像机及麦克风；当工作人员通过输电线路可视化在线监测平台看到报警画面时，可以调出现场的图像和声音，并通过语音对讲对现场发出警告；

线路监测，包括记录线路温度和垂度，所述线路垂度为线路弧度和线路对地距离，所述线路弧度包括倾斜角（顺线倾斜角、横向倾斜角）、倾斜度（顺线倾斜度、横向倾斜度），实时测量线路倾角，针对倾角过大的线路发出报警信息；同时监测输电线路线间距离的实时数据，并监测用于测量输电线路各相线绝缘子的实时泄漏电流；在输电线路上安装倾斜传感器进行对线路倾斜的监测，倾斜传感器是整个网络中的一个节点，其采集的线架状态信息会被传送到附近的会聚节点，会聚节点再融合各传感器的数据形成综合告警信息；多个会聚节点组成的多跳线状网络与电力通信网络或公网移动网络一起连接至局端管理系统；

积尘监测，首先通过监测线路压力来监测积尘的严重程度；在绝缘子串上安装压力传感器，监测线路积尘后的受力状态，将采集的温度、湿度、风速、风向数据传输到监控中心，对所述数据进行计算修正，确定线路积尘情况；其次通过监测线路倾斜角、弧度参数来监测积尘的严重程度；采集线路倾斜角度和弧度参数，基于输电线路状态方程进行分析，计算线路积尘后的比载、积尘重量、积尘厚度等参数，最后对积尘的严重等级做出判定，并给出除尘信息；

所述输电线路显示模块，用于，

基于所述地理引擎开发显示界面及定制配置，采用资源缓存方式提供地图；

基于插件开发地理图形化显示界面，提供收费地图，并通过网页服务方式实现与网省公司现有地理系统的数据同步；

以共享方式与用户现有地理产品结合，选用用户当前已使用的电力地理产品，然后以数据库共享的方式实现信息的共享及电力地理衔接；监控点位信息在监控综合平台数据库中存储；利用地图数据库关联完成基础信息的获取和监控信息的叠加；

所述输电故障管理模块，用于：

配置终端关联信息：

为每一个终端建立有向关联列表，列表里包含所有与本终端有馈线连接的相邻终端，包括与本终端关联的所有前向终端、后向终端和并行终端，其中，所述前向终端到本终端的馈线电流方向与本终端到下一终端的馈线电流方向相同，所述后向终端到本终端的馈线电流方向与本终端到下一终端的馈线电流方向相反，所述并行终端与本终端有相同的后向终端；

确定全网功率流动方向，对于含有多电源的网络，以任意一个分布式电源为原点，全网功率流动方向为从该原点向全网供电的功率方向；

配电网故障恢复：

含分布式电源的配电网故障恢复步骤如下：

故障发生后，对故障馈线上的分布式电源，若为非黑启动分布式电源，直接跳开其出口断路器；对于黑启动分布式电源，断开并网断路器，采用断路器接口的孤岛运行模式为当地用户供电；当黑启动分布式电源的容量小于当地用户的负荷功率时，进行甩负荷操作；非故障馈线上的分布式电源可继续保持并网运行；

故障定位之后，搜索失电区域，终端接收就地装置的指令，并结合对应的有向关联列表和全网功率流动方向，诊断故障区域，诊断完毕后通知就地装置，就地装置跳开故障周边的所有开关，同时检测操作的结果，若跳闸不成功，则通过和其他就地装置合作，扩大隔离范围，并通过合闭首端出口断路器开关实现故障上游区域恢复供电，同时通过合闭联络开关，恢复故障下游的供电；

其中，馈线每个开关处的就地装置获取电流数据，当线路发生短路时，由就地装置实现短路故障的判断，在线路出口处，就地装置形成一个所述公用跳闸信号，跳开断路器；所有终端获取就地装置的故障信息，结合相邻开关的终端获取的信息，判断故障位置；就地装置根据终端的判断结果将故障两端的开关断开，实现故障区域的隔离，并将隔离结果通知其他就地装置；隔离成功后，就地装置结合闭锁信息，合闭首端开关和联络开关，恢复非故障区的供电；

若网络中还有未恢复区，转步骤(1),否则转步骤(2)；

(1)考虑故障馈线上所有的黑启动分布式电源，对未恢复区搜索恢复路径，若找到,进入多用户孤岛运行模式，否则维持当前的运行状态；

(2)对网络中所有的非黑启动分布式电源进行同期操作，再次并网；在此阶段，继续搜索最优开关策略，如果开关状态有变化，则在并网完成后对开关状态进行调整，否则，保持当前状态；

故障清除后，恢复到故障前的运行方式；

如果终端检测到前向终端有前向过流动作标志，则判断为非故障区，如果终端检测到前向终端有后向过流保护动作，且未检测到其他终端有前向过流保护动作，则判断为故障区域，通知就地装置执行开关跳闸命令隔离故障，同时向其他终端发送开关联调命令；

如果终端检测到后向终端有后向过流动作标志，则判断为非故障区，如果终端检测到后向终端有前向过流保护动作，且未检测到其他终端有后向过流保护动作，则判断为故障区域，通知就地装置执行开关跳闸命令隔离故障，同时向其他终端发送开关联调命令。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输电故障管理模块，还用于：

终端负荷恢复：

实时监测系统母线频率、电压、有功功率、无功功率以及终端运行状态，当出现扰动使系统频率或电压异常到终端响应动作值时，终端主动响应投入开关；

电能表获取参与主动响应的终端容量信息，并针对每条装设投切装置的母线，根据其就地频率、电压、有功功率、无功功率计算负荷恢复灵敏度指标，并将所述容量信息和负荷恢复灵敏度指标上传至协调中心；

不同就地装置实时获取频率、电压、有功、无功等就地状态信息量，计算得到当前的响应负荷优先级；当频率或电压值达到装置动作值的时候，根据不同母线的响应负荷优先级，确定当前工况下需要投入的负荷量；结合终端响应信息和负荷恢复灵敏度指标计算优化的负荷恢复量，更新负荷恢复策略；

将优化后的负荷恢复策略下发至各就地装置；就地装置接收指令，更新每轮动作值，经过一定延时后动作投入负荷。