CN112834862A - 分布式配电网的测试方法和测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式配电网的测试方法，所述配电网包括多个配电网节点以及与所述每个配电对应的测试仪，所述测试仪连接对应的配电网终端，所述方法包括：采集所述多个配电网节点中当前配电网节点的断路器位置信息；接收所述多个配电网节点中不同于所述当前配电网节点的其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息；以及基于所述当前配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息和所述配电网网络架构信息，计算并输出所述当前配电网节点的模拟量。本发明还涉及一种用于分布式于配电网的测试仪。根据本发明的上述配电网终端测试方法，降低了测试过程的复杂度，提升***测试的整体效率，满足配电网***测试的要求。

Description

分布式配电网的测试方法和测试仪

技术领域

本发明属于电力***领域，特别是涉及分布式配电网的测试方法和测试仪。

背景技术

目前对于电力***的配电网，考虑负荷的重要性、投资规模等因素，有辐射型、单环网型、双环网型、N供一备型、花瓣型等多种接线方式。

辐射型接线简单、投资低、设备利用率高，但是只有一个电源点，在故障后，故障点和负荷被同时切除，造成了供电可靠性较低。单环网型、双环网型、N供一备型、花瓣型通过降低设备利用率，增加投资等方式，在配电线路故障或者检修时，负荷可以通过运行方式的改变，重新连接到电源，提高了供电可靠性。

传统配电网故障切除后的运行方式切换，需要运行或者调度人员判断故障位置，通过手动操作或者遥控的方式，逐一改变不同配电网节点的开关，实现节点负荷重新连接到电源。

随着智能配电网的实施，在配电网的开闭所/开关站、配电室、环网柜等节点，安装部署了终端，通过装置间数据交互，实现故障隔离、故障解列、低频低压减载、备用电源自动投入、配网自愈等功能。在故障发生后，无需人工干预即可将故障点切除，并逐步不同节点的负荷供电。

智能配电网的测试现状：首先，设计和计算测试用例，确认每个节点在正常潮流分布、故障状态、故障切除状态、供电恢复不同阶段的电压和电流的情况。其次，在配电网的不同节点，部署传统配电网终端测试仪，配置不同阶段下电压和电流的输出。然后，各个节点的测试人员相互交流，按照测试用例的顺序，操作测试仪按照配置输出不同阶段的电压和电流。目前的测试方式存在几个问题：每个配电网节点需要测试人员，人力投入较多；依靠测试人员的交流切换状态，时间同步的可靠性低，易造成测试失败；测试过程只能按照设计预案进行，调整测试用例不方便。

发明内容

从而，针对该问题，需要提出一种方案，解决现有技术中配电网测试人力投入多、可靠性低以及不够灵活的问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种分布式配电网的测试方法，所述配电网包括多个配电网节点以及与每个所述节点对应的测试仪，所述测试仪连接对应的配电网终端，所述方法包括：

采集所述多个配电网节点中当前配电网节点的断路器位置信息；

接收所述多个配电网节点中不同于所述当前配电网节点的其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息；以及

基于所述当前配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息和所述配电网网络架构信息，计算并输出所述当前配电网节点的模拟量。

根据本发明的第二个方面，提供一种用于分布式配电网的测试仪，所述配电网包括多个节点以及与每个所述节点对应的测试仪，所示测试仪连接对应的配电网终端，所述测试仪包括：

开关量接口，用于采集相应配电网节点的断路器位置信息；

通信接口，用于发送所述相应配电网节点的断路器位置信息，并接收其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息；

计算模块，基于所述相应配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息和所述配电网网络架构信息，计算所述相应配电网节点的模拟量；以及

模拟量接口，用于向对应的配电网终端输出模拟量。

根据本发明公开的用于分布式配电网的测试方法和测试仪，采用具有相互通信连接的分布式测试方案，可用于配电网的***测试，尤其在配电网自愈功能的测试中，降低了测试过程对人员的要求，避免了多人手动配合时序不一致的情况，降低了测试过程的复杂度，对测试结论也可以自动分析和判断，提升***测试的整体效率，较少定检时间，满足配电网***测试的要求。

附图说明

为进一步清楚解释本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

在下面的附图中：

图1是本发明一实施例提供的一种分布式配电网终端的典型连接图；

图2是本发明另一实施例提供的一种分布式配电网终端的典型连接图；

图3是本发明提供的配电网节点的定义图；

图4是本发明一实施例提供的一种分布式配电网的测试方法流程示意图；

图5是本发明提供的第一种测试仪、配电网终端和断路器的连接图；

图6是本发明提供的第二种测试仪、配电网终端和断路器的连接图；

图7是本发明提供的第三种测试仪、配电网终端和断路器的连接图；

图8是本发明用于说明采集断路器位置的示意图；

图9是本发明对典型配电网状态下电压和电流分布的示意图；

图10是本发明对典型配电网故障状态下,电压和电流分布的示意图；

图11是本发明对典型配电网故障隔离状态下,电压和电流分布的示意图；

图12是本发明对典型配电网自愈过程中，电压和电流分布的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

在本发明的实施例中，提出一种分布式配电网的测试方法和测试仪，采用具有相互通信连接的分布式测试方案，可用于配电网的***测试，尤其在配电网自愈功能的测试中，降低了测试过程对人员的要求，避免了多人手动配合时序不一致的情况，降低了测试过程的复杂度，对测试结论也可以自动分析和判断，提升***测试的整体效率，较少定检时间，满足配电网***测试的要求。

在本发明中，配电网包括多个配电网节点及其对应的测试仪，测试仪连接对应的配电网终端。不同配电网测试仪之间和上位机配套软件通信连接。每个测试仪有独立的标识，用于相互识别。在一个具体实施例中，所述配电网节点是多个一次设备组成的设备集合，包括开闭所/开关站、配电室、环网柜等，配电网终端是对配电网节点进行监视和控制的设备，测试仪是用于对配电网的功能进行测试仪器。

图1是本发明一实施例提供的一种分布式配电网终端的典型连接图，如图1所示，配电网终端B1、B2、B3、B4、B5作为被测装置，与配电网测试仪A1、A2、A3、A4、A5连接。每一台配电网测试仪均有模拟量(电压和电流)输出，开关量(即配电网断路器位置信息)采集能力。每一台配电网测试仪A1、A2、A3、A4、A5均有通信能力，测试仪的连接方式可以为级联方式，上位机配套软件和A1通信，A1和A2独立通信，A2和A1、A3分别独立通信，A3和A2、A4分别独立通信、A4和A3、A5分别独立通信，A5和A4独立通信，A1和A5之间的通讯需要通过中间的A2、A3、A4转发。

图2是本发明另一实施例提供的一种分布式配电网终端的典型连接图。如图2所示，配电网终端B1、B2、B3、B4、B5作为被测装置，与配电网测试仪A1、A2、A3、A4、A5连接。每一台配电网测试仪均有模拟量(电压和电流)输出，开关量(即配电网断路器位置)采集能力。与图1相比，图2中的每一台配电网测试仪A1、A2、A3、A4、A5，以及上位机配套软件均有通信能力，通过和如图的通信设备连接，相互交换数据。

图3是本发明提供的配电网节点的定义图。如图3所示，每一个配电网节点，存在母线和连接其他配电网节点的支路，定义左侧支路的断路器为断路器A，定义右侧支路的断路器为断路器B。母线上连接若干电源和负荷，每个支路存在对应的支路电流。

基于上述配电网的结构，根据一个方面，本发明提出一种分布式配电网的测试方法。图4是本发明一实施例提供的一种分布式配电网的测试方法流程示意图。如图4所示，该方法包括如下步骤。

步骤S401，采集多个配电网节点中当前配电网节点的断路器位置信息。

根据不同的场景，测试仪可以通过多种方式获得当前配电网节点的断路器位置信息。对于所采集的断路器位置信息，既可以是常规断路器位置的硬接点，也可以是数字化断路器位置信息。

图5是本发明提供的第一种测试仪、配电网终端和断路器的连接图。如图5所示，配电网终端采集配电网的断路器A和B的位置(如通过图中的二次回路)，测试仪通过配电网终端间接获得当前配电网节点的断路器A和B的位置，测试仪向配电网终端输出模拟量，包括母线电压和支路电流等。

图6是本发明提供的第二种测试仪、配电网终端和断路器的连接图。如图6所示，配电网终端采集配电网的断路器A和B的位置(如通过图中的二次回路)，测试仪直接采集当前配电网节点的断路器位置，测试仪向配电网终端输出模拟量，包括母线电压和支路电流等。

图7是本发明提供的第三种测试仪、配电网终端和断路器的连接图。如图7所示，测试仪具备断路器模拟功能，配电网终端采集测试仪的断路器位置，测试仪直接采集自身的断路器位置，测试仪向配电网终端输出模拟量，包括母线电压和支路电流等。

在采集到当前配电网节点的断路器位置信息后，测试仪将采集到的当前配电网节点的断路器位置信息发送到其他测试仪。根据图1所示的测试仪的连接方式和通信方式，各个测试仪分别将采集到的当前配电网节点的断路器位置信息发送到相邻的测试仪，例如，测试仪A2采集到的当前配电网节点的断路器位置信息发送到测试仪A1和A3，然后测试仪A3将该断路器位置信息发送到测试仪A4,测试仪A4又将其发送到测试仪A5。根据图2所示的测试仪的连接方式和通信方式，各个测试仪分别将采集到的当前配电网节点的断路器位置信息通过通信设备发送到其他测试仪。

步骤S402，接收多个配电网节点中不同于当前配电网节点的其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息。

测试仪采集当前节点的断路器位置，将当前节点的断路器位置信息发送到其他测试仪，同时接受其他测试仪的断路器位置。

图8是本发明用于说明采集断路器位置的示意图。如图8所示，配电网包括5个节点，节点3和节点4之间的断路器断开(在图中用空心小框表示)，其他断路器闭合(在途中用实心小框表示)。测试仪采集各自节点的断路器位置信息并交互断路器位置信息。通过上述的断路器位置信息采集和交互步骤，各个测试仪知道了整个配电网的断路器位置信息。

上位机配套软件向每一台测试仪发送配电网网络架构信息，测试仪明确自己当前节点的位置，以及配电网不同节点电源、负荷、额定电压、短路电压和电流等情况。

步骤S403，基于当前配电网节点的断路器位置信息、其他配电网节点的断路器位置信息和配电网网络架构信息，计算并输出当前配电网节点的模拟量。

测试仪基于当前配电网节点的断路器位置信息、其他配电网节点的断路器位置信息和配电网网络架构信息，拓扑配电网网络连接状态，计算并输出当前运行方式当前节点的模拟量，所述模拟量包括母线电压、支路电流等。存在很多计算上述模拟量的方法，例如，潮流计算的方法等。

图9是本发明对典型配电网状态下电压和电流分布的示意图。测试仪经过拓扑和计算，输出不同节点的电压以及支路电流。

在一个可选的实施例中，测试仪包括对时接口，用于接收和发送对时信号或报文，从而保证所述配电网的各个测试仪的时间同步。采用对时接口，能够有效避免现有技术中依靠测试人员的交流切换状态，时间同步的可靠性低，易造成测试失败的问题，降低了测试过程的复杂度。

在上述测试的过程中，测试仪记录测试过程，在完成上述测试过程后，测试仪发送与测试过程相关的信息到位机配套软件。

进一步地，在配电网出现故障状态下,上位机配套软件向每一台测试仪发送故障位置和类型。这样，步骤S403进一步包括根据当前配电网节点的断路器位置信息、其他配电网节点的断路器位置信息、配电网网络架构信息以及配电网的故障位置和类型，拓扑配电网网络连接状态，计算并输出当前配电网节点的模拟量。

图10是本发明对典型配电网故障状态下,电压和电流分布的示意图。如图10所示，测试仪进一步根据故障位置和类型，以及配电网连接情况，输出各个节点的母线电压和支路电流。

进一步地，在配电网故障状态下,配电网终端的保护功能动作，跳开部分断路器，隔离故障。这样，响应于当前配电网节点的断路器位置的变化，测试仪重新采集当前配电网节点的断路器位置，各个测试仪在交互更新断路器位置信息后，拓扑配电网连接情况，计算并输出节点的模拟量。

图11是本发明对典型配电网故障隔离状态下,电压和电流分布的示意图。如图11所示，配电网终端跳开断路器，隔离故障后，测试仪重新采集断路器位置，计算和输出不同节点的母线电压和支路电流。

在出现故障后，配电网启动自愈过程。图12是本发明对典型配电网自愈过程中，电压和电流分布的示意图。如图12所示，配电网启动自愈过程，逐一控制不同位置的断路器合闸，每次有断路器位置发生变化时，对应的测试仪重新采集断路器位置信息，保证不同节点的模拟量(包括母线电压、支路电流A和B)符合配电网的实际运行情况。

配电网自愈过程结束，测试仪将测试过程中的事件上送上位机配套软件。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

根据本发明提出的上述配电网终端测试方法，采用具有相互通信连接的分布式测试方案，可用于配电网的***测试，尤其在配电网自愈功能的测试中，降低了测试过程对人员的要求，避免了多人手动配合时序不一致的情况，降低了测试过程的复杂度，对测试结论也可以自动分析和判断，提升***测试的整体效率，较少定检时间，满足配电网***测试的要求。

根据另一个方面，本发明提出一种用于配电网的测试仪，所述配电网包括多个节点及其对应的测试仪，测试仪连接对应的配电网终端，所述测试仪包括：

开关量接口，用于采集相应配电网节点的断路器位置信息。如图5、6和7所示，根据不同的场景，测试仪可以通过多种方式获得当前配电网节点的断路器位置信息。对于所采集的断路器位置信息，既可以是常规断路器位置的硬接点，也可以是数字化断路器位置信息。在测试过程中，断路器位置信息可能出现变化，开关量接口还用于响应于相应配电网节点的断路器位置的变化，采集相应配电网节点的断路器位置信息。

通信接口，用于发送相应配电网节点的断路器位置信息，并接收其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息。测试仪之间相互传递当前配电网节点的断路器位置信息以及其他配电网节点配电网断路器位置信息，这样，各个测试仪就获得了所有配电网节点的断路器位置信息。并且，上位机配套软件向每一台测试仪发送配电网网络架构信息，测试仪明确自己当前节点的位置，以及配电网不同节点电源、负荷、额定电压、短路电压和电流等情况。在上述测试的过程中，测试仪记录测试过程，在完成上述测试过程后，测试仪发送与测试过程相关的信息到位机配套软件。通信接口还用于发送与测试过程相关的信息。根据一个实施例，通信接口所支持的通信方式包括环网、双网、单网。

计算模块，基于相应配电网节点的断路器位置信息、其他配电网节点的断路器位置信息和配电网网络架构信息，计算相应配电网节点的模拟量。测试仪基于相应配电网节点的断路器位置信息、其他配电网节点的断路器位置信息和配电网网络架构信息，拓扑配电网网络连接状态，计算并输出当前运行方式当前节点的模拟量，所述模拟量包括母线电压、支路电流等。存在很多计算上述模拟量的方法，例如，潮流计算的方法等。进一步地，在配电网出现故障状态下,上位机配套软件向每一台测试仪发送故障位置和类型。这样，计算模块根据相应配电网节点的断路器位置信息、其他配电网节点的断路器位置信息、配电网网络架构信息以及配电网的故障位置和类型，计算相应配电网节点的模拟量。

模拟量接口，用于向对应的配电网终端输出模拟量。在计算获得模拟量后，测试仪向对应的测试网终端输出模拟量。

在一个可选的实施例中，测试仪包括对时接口，用于接收和发送对时信号或报文，从而保证与所述配电网的中各个测试仪的时间同步。采用对时接口，能够有效避免现有技术中依靠测试人员的交流切换状态，时间同步的可靠性低，易造成测试失败的问题，降低了测试过程的复杂度。

在另一个可选的实施例中，测试仪包括配置模块，用于根据所述配电网网络架构信息对所述测试仪进行配置。

根据本发明提出的上述测试仪，采用具有相互通信连接的分布式测试方案，可用于配电网的***测试，尤其在配电网自愈功能的测试中，降低了测试过程对人员的要求，避免了多人手动配合时序不一致的情况，降低了测试过程的复杂度，对测试结论也可以自动分析和判断，提升***测试的整体效率，较少定检时间，满足配电网***测试的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种分布式配电网的测试方法，所述配电网包括多个配电网节点以及与每个所述节点对应的测试仪，所述测试仪连接对应的配电网终端，所述方法包括：

采集所述多个配电网节点中当前配电网节点的断路器位置信息；

接收所述多个配电网节点中不同于所述当前配电网节点的其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息；以及

基于所述当前配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息和所述配电网网络架构信息，计算并输出所述当前配电网节点的模拟量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，采集所述多个配电网节点中当前配电网节点的断路器位置信息包括：

响应于所述当前配电网节点的断路器位置的变化，采集所述当前配电网节点的断路器位置信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，采集所述多个配电网节点中当前配电网节点的断路器位置信息包括：

直接采集所述当前配电网节点的断路器位置或者通过对应的配电网终端采集所述当前配电网节点的断路器位置。

4.如权利要求1或2所述的方法，还包括：接收和发送对时信号或报文，从而保证所述配电网的各个测试仪的时间同步。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中，基于所述当前配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息和所述配电网网络架构信息，计算并输出所述当前配电网节点的模拟量包括：

根据所述当前配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息、所述配电网网络架构信息以及所述配电网的故障位置和类型，计算并输出所述当前配电网节点的模拟量。

6.如权利要求1或2所述的方法，还包括：记录测试过程并发送与测试过程相关的信息。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述配电网网络架构信息包括节点电源、负荷、额定电压、短路电压和电流，所述模拟量包括母线电压和支路电流。

8.一种用于分布式配电网的测试仪，所述配电网包括多个节点以及与每个所述节点对应的测试仪，所述测试仪连接对应的配电网终端，所述测试仪包括：

开关量接口，用于采集相应配电网节点的断路器位置信息；

通信接口，用于发送所述相应配电网节点的断路器位置信息，并接收其他配电网节点的断路器位置信息以及配电网网络架构信息；

计算模块，基于所述相应配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息和所述配电网网络架构信息，计算所述相应配电网节点的模拟量；以及

模拟量接口，用于向对应的配电网终端输出模拟量。

9.如权利要求8所述的测试仪，其中，所述开关量接口还用于：

响应于所述相应配电网节点的断路器位置的变化，采集所述相应配电网节点的断路器位置信息。

10.如权利要求8或9所述的测试仪，其中，所述开关量接口还用于：

直接采集所述相应配电网节点的断路器位置或者通过对应的配电网终端采集所述相应配电网节点的断路器位置。

11.如权利要求8或9所述的测试仪，还包括：

对时接口，用于接收和发送对时信号或报文，从而保证与所述配电网中的各个测试仪的时间同步。

12.如权利要求8或9所述的测试仪，其中，所述计算模块还用于：

根据所述相应配电网节点的断路器位置信息、所述其他配电网节点的断路器位置信息、所述配电网网络架构信息以及所述配电网的故障位置和类型，计算所述相应配电网节点的模拟量。

13.如权利要求8或9所述的测试仪，其中，所述通信接口还用于发送与测试过程相关的信息。

14.如权利要求8或9所述的测试仪，其中，所述通信接口所支持的通信方式包括环网、双网、单网。

15.如权利要求8或9所述的测试仪，其中，所述配电网网络架构信息包括节点电源、负荷、额定电压、短路电压和电流，所述模拟量包括母线电压和支路电流。

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