电网拓扑分析与故障隔离系统的扩展功能

1.模型管理

（1）图模库一体化建模。具备图形制导的网络建模工具根据站所图、单线图等构成配电网络的图形和相应的模型数据，自动生成全网的静态网络拓扑模型，要求包括但不限于：

1）遵循IEC61968和IEC61970建模标准，并进行合理扩充，形成配电自动化网络模型描述。

2）支持实时态、研究态和未来态模型统一建模和共享。

3）具备网络拓扑建模校验功能，对拓扑错误能够以图形化的方式提示用户进行拓扑修正。

4）提供网络拓扑管理工具，用户可以更加直观地管理和维护网络模型。

（2）外部系统信息导入建模。外部系统信息导入建模包括配电GIS或生产管理系统（PMS）导入中压配网模型，以及从调度自动化系统导入上级电网模型，并实现主配网的模型拼接，要求包括但不限于：

1）数据交换格式遵循IEC61968和IEC61970规范。

2）支持SVG、CIM等格式的图模导入。

3）支持线路单线图、线路沿布图、系统联络图等图形的导入。

4）支持图模数据的校验、形成错误报告。

5）支持上级电网模型与配网模型的拼接，以及配电网多区域之间的模型拼接功能。

6）图模导入宜以馈线/站所为单位进行导入。

7）主配网模型拼接宜以中压母线出线开关为边界。

（3）多态管理。应能满足对配电网动态变化管理的需要，提供配电网各态模型的转换、比较、同步和维护功能。主要要求包括但不限于：

1）实时监控操作对应实时态模型，分析研究操作对应研究态模型，运行方式及检修计划对应未来态模型，各态之间可以切换，以满足对现实和未来模型的应用研究需要。

2）支持各态模型之间的转换、比较及动态切换等。

3）能够通过多态模型管理反映配电网模型的动态变化过程。

4）支持多态模型的分区维护统一管理。

5）支持设备异动管理。

2.馈线故障处理

支持根据故障信息进行故障定位、故障隔离和非故障区域的恢复供电。具体功能要求如下：

（1）故障分析。

1）能够根据故障信号快速自动定位故障区段，并调出相应图形以醒目方式显示（如特殊的颜色或闪烁）。

2）支持各种拓扑结构的故障分析，电网的运行方式发生改变对馈线自动化的处理不造成影响。

3）能够处理配网各种短路故障类型，对于线路上同时发生的多点故障可以综合处理。

4）能够同时处理多重故障，能根据每条配电线路的重要程度对故障进行优先级划分，重要的配电网故障可以优先进行处理。

（2）故障隔离及恢复。

1）可自动设计非故障区段的恢复供电方案，避免恢复过程导致其他线路的过负荷。

2）在具备多个备用电源的情况下，能根据各个电源点的负载能力，对恢复区域进行拆分恢复供电。

3）根据故障定位结果确定隔离方案，故障隔离方案可自动执行或者经调度员确认执行。

（3）故障处理安全约束。

1）可灵活设置故障处理闭锁条件，避免保护调试、设备检修等人为操作的影响。

2）故障处理过程中应具备必要的安全闭锁措施，保证故障处理过程不受其他操作干扰。

3）可对故障信号的正确性进验证分析，发现故障信号可疑时自动终止故障处理，并告警，由调度员人工介入操作。

（4）自动化/人工控制。

1）对于不具备遥控条件的设备，系统通过分析采集“二遥”（遥信、遥测）数据，判定故障区段，并给出故障隔离和非故障区域的恢复方案，通过人工介入的方式进行故障处理，达到提高处理故障速度的目的。

2）对于具备“三遥”（遥信、遥测、遥控）条件的设备，系统在判定出故障区间后，调度员可以选择远方遥控设备的方式进行故障隔离和非故障区域的恢复，或采用系统自动处理的方式进行故障处理。

（5）与分布式故障处理配合。

1）可依据就地分布式故障处理投退信号对主站的集中式馈线故障处理功能进行正确闭锁。

2）就地分布式故障处理的运行工况异常时（如就地通讯故障），主站集中式馈线故障处理能够自动接管相应区域的线路故障处理。

（6）故障处理信息查询。

1）故障处理的全部过程信息应保存在历史数据库中，以备故障分析时使用。

2）可按故障发生时间、发生区域、受影响用户等方式对故障信息进行检索和统计。

3.电网分析应用

（1）网络拓扑分析。可以根据电网连接关系和设备的运行状态进行动态分析，分析结果可以应用于配电监控、安全约束等，也可针对复杂的配电网络模型形成状态估计、潮流计算使用的计算模型。主要功能包括但不限于：

1）适用于任何形式的配电网络接线方式。

2）分析电网设备的带电状态，按设备的拓扑连接关系和带电状态划分电气岛。

3）支持人工设置的运行状态。

4）支持设备挂牌、投退役、临时跳接等操作对网络拓扑的影响。

5）支持实时态、研究态、未来态网络模型的拓扑分析。

6）可依据配电网络拓扑结构生成数值计算需要的计算网络模型，为状态估计、潮流计算、解合环分析提供计算基础。

（2）网络拓扑着色。拓扑着色可根据配网开关的实时状态，确定系统中各种电气设备的带电状态，分析供电源点和各点供电路径，并将结果在人机界面上用不同的颜色表示出来。主要功能包括但不限于：

1）电网运行状态着色。依据电网拓扑分析的结果，应用不同颜色表示电网元件的运行状态（带电、停电等）。

2）供电范围及供电路径着色。依据电网拓扑分析的结果，显示配电线路的供电范围及供电路径。

3）动态电源着色。依据电网拓扑分析的结果，动态显示不同电源点的供电区域。

4）负荷转供着色。依据负荷转供分析结果，显示负荷转供的所有路径。

（3）状态估计。状态估计利用实时量测的冗余性，应用估计算法来检测与剔除坏数据，提高数据精度，保持数据的一致性，实现配电网不良量测数据的辨识，并通过负荷估计及其他相容性分析方法进行一定的数据修复和补充，主要功能包括但不限于：

1）根据配网特点，采用成熟、高效、实用的状态估计算法，提高计算的收敛性和实时性。

2）计算各类量测的估计值，量测类型包括：电压幅值、有功功率、无功功率等。

3）对配电自动化尚未完全覆盖区域可综合利用集负荷管理、用电信息采集等系统中的准实时数据，补全配网数据，进行综合分析，对实时数据采集较全，配网全网状态可观测的区域，可通过对来自各源头的数据进行一致性校验，实现配电网不良量测数据的辨识。

4）可以人工调整量测的权重系数。

5）启动方式支持人工启动、周期启动、事件触发。

6）结果应满足不同配电网应用分析软件对数据的需求，并可以快速获取。

（4）潮流计算。潮流计算根据配电网络指定运行状态下的拓扑结构、变电站母线电压（即馈线出口电压）、负荷类设备的运行功率等数据，计算节点电压，以及支路电流、功率分布，主要功能包括但不限于：

1）支持实时态、研究态和未来态电网模型的计算。

2）针对配电网的特点，能够针对多种负荷计算模型（如恒定电流、恒定容量、恒定有功等）进行潮流计算。

3）对于配电自动化覆盖区域由于实时数据采集较全，可进行精确潮流计算，对于自动化尚未覆盖或未完全覆盖区域，可利用用电信息采集、负荷管理系统的准实时数据，利用状态估计尽量补全数据，进行潮流估算。

4）潮流计算结束后，能根据线路热稳限值、母线电压限值提示越限告警信息。

5）提供多数据断面的潮流计算结果比对功能。

（5）合环分析。能够对指定方式下的合环操作进行计算分析，结合计算分析的结果对该合环操作进行风险评估，主要功能包括但不限于：

1）可基于实时态、研究态、未来态电网模型进行合环分析。

2）能够实现合环路径自动搜索。

3）对于模型参数完备，相关量测采集齐全的环路，能够计算合环稳态电流值、环路等值阻抗、合环电流时域特性、合环最大冲击电流值，对于缺少上级电源模型或相关量测的环路，能够利用潮流估算的结果，结合工程经验值，对合环最大冲击电流做出估算。

4）能够分析合环操作对环路上其他设备的影响。

5）能够提供合环前后潮流值比较。

（6）负荷转供。负荷转供根据目标设备分析其影响负荷，并将受影响负荷安全转至新电源点，提出包括转供路径、转供容量在内的负荷转供操作方案。主要功能包括但不限于：(www.xing528.com)

1）负荷信息统计。

a.目标设备设置，包括检修设备、越限设备或停电设备。

b.负荷信息统计，分析目标设备影响到的负荷及负荷设备基本信息。

2）转供策略分析。

a.转供路径搜索，采用拓扑分析的方法，搜索得到所有合理的负荷转供路径。

b.转供容量分析，结合拓扑分析和潮流计算的结果，对转供负荷容量以及转供路径的可转供容量进行分析。

3）转供策略模拟。

a.支持模拟条件下的方案生成及展示。

b.模拟运行方式设置。

c.转供方案报告。

d.转供过程展示。

4）转供策略执行。依据转供策略分析的结果，采用自动或人工介入的方式对负荷进行转移，实现消除缺陷、减少停电时间等目标，形成闭环控制。

（7）负荷预测。负荷预测是在对系统历史负荷数据、气象因素、节假日，以及特殊事件等信息分析的基础上，挖掘负荷变化规律，建立预测模型，以被预测日各种相关因素为输入，选择适合策略预测未来系统负荷变化。主要功能包括但不限于：

1）根据对系统负荷与相关因素关系的定量分析，将智能化方法与传统方法相结合，根据负荷规律的特点，自动形成最优预测策略。

2）负荷预测应能够支持自动启动和人工启动。

3）应能够考虑各种类型的日期模型（例如工作日、周末和假日等）对负荷的影响，根据不同的日期类型设计相应的预测模型和方法。

4）应能够考虑各种气象因素对负荷的影响，支持基于分时气象信息的负荷预测。

5）应支持多预测模式对比分析。

6）应考虑计划检修、负荷转供、限电等特殊情况对系统负荷的影响。

配电网分析应用对配电网运行状态进行有效分析，实现配电网的优化运行。主要要求包括：

（1）配网分析应用软件综合利用量测采集的实时数据、准实时数据，对配网数据进行补全并综合分析，实现配网全网状态可观测。

（2）配网分析应用软件随着配电自动化建设的深入而逐步建设与深化应用，突出配网分析应用软件的实用价值。

（3）配电网状态估计、潮流计算、负荷预测等功能宜使用在配电网络结构稳定、模型参数完备、量测数据采集较齐全的区域。

4.配网实时调度管理功能

（1）调度操作票。调度操作票功能应满足调度人员日常操作票管理工作的可靠性、安全性、快速性、方便性等要求。主要功能包括但不限于：

1）调度操作票共享系统网络模型、图形及运行方式，减少二次维护，保证开票环境的真实性。

2）调度员在研究态下进行开票、安全防误校核，任何操作不应影响实时环境，支持自动或手动方式实现操作票模拟环境与实时环境的同步。

3）实现设备状态的智能识别，实现对于不同类型的电气设备不同的运行状态的识别，包括运行状态、热备用状态、冷备用状态、检修状态等。

4）采用图票一体化技术，由调度员在图形界面上点选设备，选择操作任务后，系统自动生成操作票。

5）支持图形开票、操作预演、操作票执行时自动模拟功能，可以将操作步骤自动分解，自动打开图形，自动定位到正在模拟的设备上。

6）在操作票自动模拟过程中，应能自动调用潮流计算功能，在图形上实时显示潮流计算结果。

7）操作票规则库可配置，支持各种操作票的写票、成票以及解释等过程。

8）可以根据用户需要实现操作票流程的自定制。

9）应能实现按人员统计、按操作项目统计、按设备类型统计，可以按年、按月统计操作票数量、合格率等。

（2）保电管理。结合保电计划信息和DSCADA信息，实时反映用户保电情况，对调度运行人员的操作给予提示和约束，协助制定检修计划。主要功能包括但不限于：

1）具备保电用户的编辑、查询、动态搜索等功能。

2）提示保电用户相关信息，包括用户类型及用户重要级别等。

3）依据保电信息，自动为保电用户及相关电源点设置和解除保电牌。

4）动态进行操作安全约束校验，确保操作不影响保电用户供电。

（3）多电源用户管理。结合用户信息和DSCADA信息，动态反映双电源用户电源点运行方式，主要功能包括但不限于：

1）具备多电源用户的编辑、查询、动态搜索、统计报表等功能。

2）结合多电源信息和配电网络的实时运行方式，协助调度运行人员安全操作，保证多电源要用户的供电可靠性。

（4）停电通知管理。结合未来态配电网络模型信息和计划检修信息，分析停电范围进行相关统计，形成停电用户信息并发布。主要功能包括但不限于：

1）停电范围分析，分析结果能够在图形上以醒目方式标识，并采用列表显示停电的区域。

2）停电信息统计，依据停电范围分析的结果，统计停电区域的相关信息，如停电用户数、丢失负荷容量等。

3）停电信息查询，可按线路、区域、时间范围等条件对历史停电信息进行过滤和查询。

4）停电信息发布等，可将停电分析的结果通过系统信息交互接口向95598系统发送，内容包括停电用户信息，停电时间、停电原因等。

5.系统互联

系统互联应能满足与上一级电网调度（一般指地区电网调度）自动化系统和生产管理系统（或电网GIS平台）互连的需要，实现上一级电网和配电网图模向配网系统的导入。

（1）信息交互接口要求。配电自动化系统通过标准化的接口适配器实现与其他系统的信息交互。具体要求包括但不限于：

1）系统交互的数据符合IEC61968、IEC61970规范。

2）对外部系统提供的数据能够进行数据完整性和有效性校验。

（2）与相关应用系统的信息交互。配电主站系统宜通过信息交互总线向相关应用系统提供配电网图形（配电网络图、电气接线图、电气单线图等）、网络拓扑、实时数据、准实时数据、历史数据、配网分析结果等信息，也可从相关应用系统获取下列主要信息：

1）上一级调度自动化系统。获取高压配电网（包括35～110kV）的网络拓扑、变电站图形、相关设备参数、实时数据和历史数据等信息。

2）生产管理系统。获取中压配电网（包括6～20kV）的相关设备参数、配电网设备计划检修信息、计划停电信息以及配电网图形（配电网络图、电气接线图、电气单线图等）、网络拓扑等。

3）电网GIS平台。获取中压配电网（包括6～20kV）的配电网络图、电气接线图、单线图、地理图、线路地理沿布图、网络拓扑等。

4）营销管理信息系统。获取低压配电网（380V/220V）的相关设备参数和低压公变、专变用户的运行数据、营销数据、用户信息、用户故障信息等。

5）95598系统获取用户呼叫信息、故障信息和特殊情况信息。

6.智能化功能

（1）分布式电源/储能/微网接入与控制。满足分布式电源/储能装置/微网接入带来的多电源、双向潮流分布的配电网络监视、控制要求，主要功能包括但不限于：

1）具备对分布式电源/储能设备/微网接入、运行、退出的监视、控制等互动管理功能。

2）实现对接入系统的稳定性分析、安全保护、独立运行、多电源运行机制等功能。

（2）配网自愈化控制。配网自愈化控制是在馈线自动化的基础之上，结合配电网状态估计和潮流计算等分析的结果，自动诊断配电网当前所处的运行状态，并进行控制策略决策，实现对配电网一、二次设备的自动控制，消除配电网运行隐患，缩短故障处理周期，提高运行安全裕度，促使配电网转向更好的运行状态，赋予配电网自愈能力。主要功能包括但不限于：

1）智能预警，支持配电网在紧急状态、恢复状态、异常状态、警戒状态和安全状态等状态划分及分析评价机制，为配电网自愈控制实现提供理论基础和分析模型依据。

2）依据采集到的实时、准实时数据源，进行综合数据分析，快速发现配电网运行的动态薄弱环节，准确捕捉监控要点。

3）校正控制，包括预防控制、恢复控制、紧急控制，各级控制策略保持一定的安全裕度，满足N-1准则。

4）支持紧急状态报警及辅助决策，给出多种重构方案并辅助用户进行决策。

5）具备相关信息融合分析的能力，在故障信息漏报、误报和错报条件下能够容错故障定位。

6）支持配电网大面积停电情况下的多级电压协调、快速恢复功能。

7）支持大批量负荷紧急转移的多区域配合操作控制。

8）自愈控制宜延伸至配电高电压等级统一考虑。

（3）经济优化运行。配电网经济优化运行的目标是在满足安全约束的前提下，通过开关操作等方法改变配电线路的运行方式，消除支路过载和电压越限，平衡馈线负荷，使网损最小。主要功能包括但不限于：

1）结合配电网潮流计算分析结果对配电网络进行重构，实现网络优化，提高供电能力。

2）综合分析配电网架结构和用电负荷等信息，并通过改变配网运行方式等相关措施，达到降低配网网损的目的。

3）对电压无功补偿优化配置以及无功补偿装置的在线最优运行调度提供辅助策略，提高配电网经济运行性能。

4）依据在线优化运行分析的结果，采用自动或人工介入的方式实现闭环控制，实现配电网经济优化运行的动态调控。