基于智能終端逐級查詢的饋線拓撲識別方法

沈曉波

摘要：配電網中智能終端分布式控制的實現需要運用到饋線實時拓撲，傳統的依賴配電自動化主站給智能終端下發饋線實時拓撲的方式具有一系列局限性，在實際運用中不具有靈活性。目前在智能終端逐級查詢的基礎上，饋線拓撲識別更具靈活性，可以有效克服傳統方法的弊端。本文對應用拓撲進行了介紹，對智能終端的配置以及饋線拓撲識別的查詢和更新等也做了詳細的分析，通過這些介紹可以對智能終端逐級查詢和饋線拓撲識別方法有更清楚的了解和認識，也有助于其在配電網中發揮出更大的作用。

關鍵詞：智能終端；逐級查詢；饋線；拓撲識別

中圖分類號： TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

引言：

智能終端主要運用對等實時交換所得到的控制信息和測量來進行決策，其所具有的特點是響應速度快、控制性能好，這也是配電網保護控制技術發展的一個方向。智能終端要想實現分布式控制需要有一定的前提，即每個智能終端需要有饋線實時拓撲。在一些饋線自動化系統中，某些設備的狀態經常發生變化，這種現實情況需要對智能終端存儲的配電網絡拓撲進行實時更新，這樣可以保證智能終端發揮出更好的作用。下面是對基于智能終端逐級查詢的饋線拓撲識別方法的分析和介紹。

1. 應用拓撲概述

應用拓撲簡單來講就是一個具體的控制應用作用域內相關的站點的實時連接關系[1]。在電流保護中，運用應用拓撲跟傳統的保護方式相比具有一定的優勢，傳統的電流保護通常會采用時間配合的方式，以此來保證保護動作的選擇性。傳統的電流保護方法在面對保護級數過多的情況時保護效果不明顯。采用對等通信網絡的閉鎖分布方式進行電流保護可以有效解決上下級保護的配合問題，使電流保護效果更加明顯。閉鎖分布式電流保護應用中需要智能終端確定監控開關的相鄰關系，智能終端接收到下游開關的閉鎖信號可以提高電流保護的有效性。應用拓撲同時也是饋線實時拓撲的一部分，在配電網饋線實時拓撲中發揮著重要的作用。應用拓撲在識別方面常用的有兩種方法，一種是智能終端在識別出饋線實時拓撲之后，根據分布式控制應用獲取應用拓撲。另一種是主控智能終端直接根據具體的控制應用對應用拓撲進行識別[2]，其與饋線實時拓撲查詢具有不同之處，主要區別是主控智能終端是一直識別到邊界為止，能夠有效提高查詢速度，使查詢工作更好更快完成。

2.饋線實時拓撲識別方法

2.1智能終端的配置

智能終端需要配置所其所相鄰的開關的信息和監控開關的屬性，這樣智能終端可以通過逐級查詢來識別饋線實時拓撲。當一個智能終端的拓撲發生了改變時需要對智能終端進行人工配置[3]。一般情況下一個智能終端站點監控一個開關，在環網柜或者開閉所中可以監控多個開關。智能終端的配置信息都包括當地開關的名稱、開關的屬性、開關的拓撲連接關系以及智能終端的通信地址等信信息。智能終端還需要保存監控開關的局部拓撲信息，保證拓撲的邊界開關和其他站點的邊界開關相連。

2.2查詢方法

智能終端進行查詢時首先需要智能終端發出拓撲查詢請求，受到查詢請求之后智能終端再檢測監控開關的屬性和狀態，然后查看智能終端是否有相鄰的開關。如果相鄰開關不存在，那么這一部分的查詢就會停止，然后將開關的狀態和屬性信息返回到主控智能終端上。如果相鄰開關存在，就需要將監控開關以及下一級相鄰開關的名稱和智能終端的通信地址等信息全部返給主控智能終端。主控智能開關收到這些信息之后再向下一級的相鄰開關所在的智能終端發出拓撲查詢請求[1]，可以依照這樣的規則依次進行類推，直到查詢到末端開關為止。查詢完畢之后，主控智能終端可以根據所得到的所有查詢結果最終得到該部分的饋線實時拓撲。

下面這個圖是饋線實時拓撲識別圖。在開始查詢之初，在K3處的智能終端處啟動查詢，然后根據初步查詢的結果配置信息，之后再向相鄰開關K2處的智能終端發送拓撲查詢請求，K2確認有相鄰開關后，將K2的屬性以及與之相連的開關K1的名稱、屬性、通信地址等返送到K3智能終端的位置，K3處的智能終端收到相關信息后再向K1處的智能終端發送拓撲查詢請求。以此規律依次查詢，直到查詢到最末端，最后得到饋線實時拓撲情況。

2.3饋線實時拓撲的更新

在智能配電網中，智能終端存儲的饋線實時拓撲必須進行實時更新。饋線實時拓撲更新過之后，配電網智能終端能夠及時捕捉到這種變化，并且及時監測饋線實時拓撲中開關的變化情況。主控智能終端收到最新的饋線實時拓撲開關變化信息之后也會將開關狀態進行更新。當發生變化的是網絡靜態拓撲，智能終端的配置信息進行更新時需要手動操作。更新完畢之后，會對更新狀態進行及時提醒，會發出“配置信息已更新”的消息。這樣的提醒信息被智能終端接收到之后，主控智能終端會重新開始進行饋線實時拓撲查詢，及時關注這種新的變化[4]。主控智能終端會對饋 線實時拓撲開關的配置信息與狀態進行周期性查詢，如果發現開關狀態不一致則需要對開關狀態進行更新，如果配置信息與饋線實時拓撲存在不相匹配的地方則需要重新開始查詢，直到兩者相匹配。當饋線拓撲發生變化時，這時不需要人工的參與，只要把開關狀態進行及時更新就可以。

2.4應用拓撲的直接識別

應用拓撲在直接識別時需要主控智能終端確定是別的邊界，這樣直接識別才能順利開展。在廣域閉鎖分布式電流保護應用中，當智能終端查詢到電源開關時就會停止。在另一部分開展查詢時當查詢到開關處于分位位置時也應該停止該側的查詢。當查詢過之后不需要對這一部分的連接關系進行保存和描述，根據一定的技術要求用應用拓撲通過矩陣的形式表現出來。這樣就可以直接識別應用拓撲。

結束語

在智能終端逐級查詢中，分布式控制具有一系列優勢，其響應速度快，性能比較完善，在配電網中是比較可靠和高效的關鍵支撐技術，其可以使智能終端不依靠主站而直接實現分布式控制。智能終端自行識別饋線拓撲的方法比較適合于在架空線路和電纜線路中加以運用。這種方法也有效解決了分布式控制應用中的基礎性技術問題，能夠使智能終端實現及時應用，同時也能夠提高配電網的控制技術水平，推動分布式控制技術不斷向前發展，可以在配電網系統中推廣應用。

參考文獻：

[1]范開俊；徐丙垠；董俊；王敬華；束洪春；朱正誼.基于智能終端逐級查詢的饋線拓撲識別方法[J].電力系統自動化， 2015，（11）：180-186.

[2]李家玨.饋線自動化系統設計與研究[D].沈陽工業大學，2011：2-6.

[3]高孟友；徐丙垠；范開俊；張新慧.基于實時拓撲識別的分布式饋線自動化控制方法[J].電力系統自動化， 2015，（09）：127-131.

[4]樊俊言.饋線自動化終端設備的信息模型及接入方法研究[D].重慶大學，2013.