基于智能终端逐级查询的馈线拓扑识别方法

沈晓波

摘要：配电网中智能终端分布式控制的实现需要运用到馈线实时拓扑，传统的依赖配电自动化主站给智能终端下发馈线实时拓扑的方式具有一系列局限性，在实际运用中不具有灵活性。目前在智能终端逐级查询的基础上，馈线拓扑识别更具灵活性，可以有效克服传统方法的弊端。本文对应用拓扑进行了介绍，对智能终端的配置以及馈线拓扑识别的查询和更新等也做了详细的分析，通过这些介绍可以对智能终端逐级查询和馈线拓扑识别方法有更清楚的了解和认识，也有助于其在配电网中发挥出更大的作用。

关键词：智能终端；逐级查询；馈线；拓扑识别

中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

引言：

智能终端主要运用对等实时交换所得到的控制信息和测量来进行决策，其所具有的特点是响应速度快、控制性能好，这也是配电网保护控制技术发展的一个方向。智能终端要想实现分布式控制需要有一定的前提，即每个智能终端需要有馈线实时拓扑。在一些馈线自动化系统中，某些设备的状态经常发生变化，这种现实情况需要对智能终端存储的配电网络拓扑进行实时更新，这样可以保证智能终端发挥出更好的作用。下面是对基于智能终端逐级查询的馈线拓扑识别方法的分析和介绍。

1. 应用拓扑概述

应用拓扑简单来讲就是一个具体的控制应用作用域内相关的站点的实时连接关系[1]。在电流保护中，运用应用拓扑跟传统的保护方式相比具有一定的优势，传统的电流保护通常会采用时间配合的方式，以此来保证保护动作的选择性。传统的电流保护方法在面对保护级数过多的情况时保护效果不明显。采用对等通信网络的闭锁分布方式进行电流保护可以有效解决上下级保护的配合问题，使电流保护效果更加明显。闭锁分布式电流保护应用中需要智能终端确定监控开关的相邻关系，智能终端接收到下游开关的闭锁信号可以提高电流保护的有效性。应用拓扑同时也是馈线实时拓扑的一部分，在配电网馈线实时拓扑中发挥着重要的作用。应用拓扑在识别方面常用的有两种方法，一种是智能终端在识别出馈线实时拓扑之后，根据分布式控制应用获取应用拓扑。另一种是主控智能终端直接根据具体的控制应用对应用拓扑进行识别[2]，其与馈线实时拓扑查询具有不同之处，主要区别是主控智能终端是一直识别到边界为止，能够有效提高查询速度，使查询工作更好更快完成。

2.馈线实时拓扑识别方法

2.1智能终端的配置

智能终端需要配置所其所相邻的开关的信息和监控开关的属性，这样智能终端可以通过逐级查询来识别馈线实时拓扑。当一个智能终端的拓扑发生了改变时需要对智能终端进行人工配置[3]。一般情况下一个智能终端站点监控一个开关，在环网柜或者开闭所中可以监控多个开关。智能终端的配置信息都包括当地开关的名称、开关的属性、开关的拓扑连接关系以及智能终端的通信地址等信信息。智能终端还需要保存监控开关的局部拓扑信息，保证拓扑的边界开关和其他站点的边界开关相连。

2.2查询方法

智能终端进行查询时首先需要智能终端发出拓扑查询请求，受到查询请求之后智能终端再检测监控开关的属性和状态，然后查看智能终端是否有相邻的开关。如果相邻开关不存在，那么这一部分的查询就会停止，然后将开关的状态和属性信息返回到主控智能终端上。如果相邻开关存在，就需要将监控开关以及下一级相邻开关的名称和智能终端的通信地址等信息全部返给主控智能终端。主控智能开关收到这些信息之后再向下一级的相邻开关所在的智能终端发出拓扑查询请求[1]，可以依照这样的规则依次进行类推，直到查询到末端开关为止。查询完毕之后，主控智能终端可以根据所得到的所有查询结果最终得到该部分的馈线实时拓扑。

下面这个图是馈线实时拓扑识别图。在开始查询之初，在K3处的智能终端处启动查询，然后根据初步查询的结果配置信息，之后再向相邻开关K2处的智能终端发送拓扑查询请求，K2确认有相邻开关后，将K2的属性以及与之相连的开关K1的名称、属性、通信地址等返送到K3智能终端的位置，K3处的智能终端收到相关信息后再向K1处的智能终端发送拓扑查询请求。以此规律依次查询，直到查询到最末端，最后得到馈线实时拓扑情况。

2.3馈线实时拓扑的更新

在智能配电网中，智能终端存储的馈线实时拓扑必须进行实时更新。馈线实时拓扑更新过之后，配电网智能终端能够及时捕捉到这种变化，并且及时监测馈线实时拓扑中开关的变化情况。主控智能终端收到最新的馈线实时拓扑开关变化信息之后也会将开关状态进行更新。当发生变化的是网络静态拓扑，智能终端的配置信息进行更新时需要手动操作。更新完毕之后，会对更新状态进行及时提醒，会发出“配置信息已更新”的消息。这样的提醒信息被智能终端接收到之后，主控智能终端会重新开始进行馈线实时拓扑查询，及时关注这种新的变化[4]。主控智能终端会对馈 线实时拓扑开关的配置信息与状态进行周期性查询，如果发现开关状态不一致则需要对开关状态进行更新，如果配置信息与馈线实时拓扑存在不相匹配的地方则需要重新开始查询，直到两者相匹配。当馈线拓扑发生变化时，这时不需要人工的参与，只要把开关状态进行及时更新就可以。

2.4应用拓扑的直接识别

应用拓扑在直接识别时需要主控智能终端确定是别的边界，这样直接识别才能顺利开展。在广域闭锁分布式电流保护应用中，当智能终端查询到电源开关时就会停止。在另一部分开展查询时当查询到开关处于分位位置时也应该停止该侧的查询。当查询过之后不需要对这一部分的连接关系进行保存和描述，根据一定的技术要求用应用拓扑通过矩阵的形式表现出来。这样就可以直接识别应用拓扑。

结束语

在智能终端逐级查询中，分布式控制具有一系列优势，其响应速度快，性能比较完善，在配电网中是比较可靠和高效的关键支撑技术，其可以使智能终端不依靠主站而直接实现分布式控制。智能终端自行识别馈线拓扑的方法比较适合于在架空线路和电缆线路中加以运用。这种方法也有效解决了分布式控制应用中的基础性技术问题，能够使智能终端实现及时应用，同时也能够提高配电网的控制技术水平，推动分布式控制技术不断向前发展，可以在配电网系统中推广应用。

参考文献：

[1]范开俊；徐丙垠；董俊；王敬华；束洪春；朱正谊.基于智能终端逐级查询的馈线拓扑识别方法[J].电力系统自动化， 2015，（11）：180-186.

[2]李家珏.馈线自动化系统设计与研究[D].沈阳工业大学，2011：2-6.

[3]高孟友；徐丙垠；范开俊；张新慧.基于实时拓扑识别的分布式馈线自动化控制方法[J].电力系统自动化， 2015，（09）：127-131.

[4]樊俊言.馈线自动化终端设备的信息模型及接入方法研究[D].重庆大学，2013.