智能配电网计量与故障保护分界开关控制器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910977067.3 (22)申请日 2019.10.15 (71)申请人 保定市冀能电力自动化设备有限公 司 地址 071000 河北省保定市北二环路5699 号大学科技园7号楼B座三层 (72)发明人 许军营兰子龙 (74)专利代理机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 11335 代理人 张焕响 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) G01R 22/00(2006.01) G01R 11/24(2006.01) (54)发明名称 智能配电网。

2、计量与故障保护分界开关控制 器 (57)摘要 本发明公开了智能配电网计量与故障保护 分界开关控制器， 包括控制器箱体、 MCU微控制单 元、 防窃电模块、 防控过负荷模块、 故障保护和故 障自愈模块、 GPRS通信模块和配电自动化主站， 控制器箱体内设有计量单元和FTU馈线终端主 体， 计量单元内设有防窃电模块和防控过负荷模 块， FTU馈线终端主体内设有MCU微控制单元、 故 障保护和故障自愈模块和GPRS通信模块； 本发明 的分界开关控制器可以实现解决智能配电网故 障隔离、 故障自愈、 防窃电的相关问题， 应用在配 电网线路T接的用户支线， 可代替传统分界开关 控制器和电能表， 为用户带来。

3、更好的用电可靠 性， 还可以降低配电网公司运营成本和提高配电 网维护的便捷性。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 110676939 A 2020.01.10 CN 110676939 A 1.智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 包括控制器箱体(1)、 MCU 微控制单元(2)、 防窃电模块(3)、 防控过负荷模块(4)、 故障保护和故障自愈模块(5)、 GPRS 通信模块(6)和配电自动化主站(7)， 所述控制器箱体(1)内设有计量单元(8)和FTU馈线终 端主体(9)， 所述FTU馈线终端主体(9)通过电缆(10)连接到配电网中的测量机构(12)， 用于 完成。

4、遥测、 遥控、 遥信以及故障检测和保护控制功能， 所述计量单元(8)内设有防窃电模块 (3)和防控过负荷模块(4)， 所述FTU馈线终端主体(9)内设有MCU微控制单元(2)、 故障保护 和故障自愈模块(5)和GPRS通信模块(6)， 所述防窃电模块(3)、 防控过负荷模块(4)、 故障保 护和故障自愈模块(5)、 GPRS通信模块(6)均与所述MCU微控制单元(2)电性连接， 所述FTU馈 线终端主体(9)内还设有GPRS通信模块(6)， 所述FTU馈线终端主体(9)通过GPRS通信模块 (6)向所述配电自动化主站(7)提供配电系统运行情况和各种参数。 2.根据权利要求1所述的智能配电网计量。

5、与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述MCU微控制单元(2)为具有实时录波功能的MCU微控制单元(2)， 实时对相序电压、 相序电 流、 零序电压、 零序电流的波形特性分析。 3.根据权利要求1所述的智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述FTU馈线终端主体(9)向所述配电自动化主站(7)提供配电系统运行情况和各种参数， 具 体包括向所述配电自动化主站(7)提供开关状态、 电能参数、 保护定值参数， 且所述FTU馈线 终端主体(9)用于执行所述配电自动化主站(7)下发的命令， 对配电网中的配电设备进行调 节和控制。 4.根据权利要求1所述的智能配电网计量与故障保。

6、护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述故障保护和故障自愈模块(5)为采用自动隔离故障算法与处理流程的故障保护和故障自 愈模块(5)， 所述故障保护和故障自愈模块(5)运用智能化的控制策略进行决策诊断， 使配 电网具有一定的自我控制和自我修复的能力。 5.根据权利要求2所述的智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述防窃电模块(3)与FTU馈线终端主体(9)电性连接， 所述防窃电模块(3)通过利用所述FTU 馈线终端主体(9)获取的配电系统运行情况和各种参数， 以及运用所述MCU微控制单元(2) 的实时录波功能， 进行判断是否存在窃电行为， 得到窃电行为结果。 6.根据权利。

7、要求5所述的智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述防窃电模块(3)通过其判断出的窃电行为结果作出跳闸等相应处理， 产生记录报文并通 过所述GPRS通信模块(6)上传至所述配电自动化主站(7)。 7.根据权利要求1所述的智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述防控过负荷模块(4)通过以计量功能的电能作为实时负荷基础数据， 采用神经网络算法 实现对负荷的高度非线性预测和计算， 并通过所述MCU微控制单元(2)上传预测和计算结果 至所述配电自动化主站(7)， 所述配电自动化主站(7)对配电网重新进行潮流分配， 实现防 控过负荷。 8.根据权利要求1所述的。

8、智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 其特征在于： 所 述GPRS通信模块(6)内设有安全防护芯片(11)， 所述安全防护芯片(11)为支持软加密和硬 加密方式的安全防护芯片。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110676939 A 2 智能配电网计量与故障保护分界开关控制器 技术领域 0001 本发明涉及配电网技术领域， 尤其涉及智能配电网计量与故障保护分界开关控制 器。 背景技术 0002 随着中国智能配电网的发展， 各行各业对电能质量的要求也越来越高， 特别是供 电可靠性,有些行业甚至连瞬间断电都不能容忍。 据统计， 电力系统中80的故障来源于配 电网。 因此， 如何快速定位故障、。

9、 隔离故障、 恢复供电， 提高线路供电的可靠性和可管理性， 成为供电部门急需解决的大问题； 0003 此外， 作为智能电网用电环节的重要组成部分， 智能电表已经成为中国电表市场 未来的主流， 而目前市场上流通的智能电表在技术上仍处于不成熟阶段， 对于预付费、 远程 抄表自动化、 防窃电等功能的统一实现， 仍有所欠缺， 在国家大力建设改造配电网的政策支 持和加强投资的背景下， 如何通过不断提高可靠性管理水平， 以及如何更加注重用户体验 成为今后面临的重要课题， 传统配电方案中， 分界开关控制器和电能表分别作为保护和计 量设备， 安装于配电网用户支线责任分界点处， 对于配电网故障的识别、 隔离、 。

10、自恢复， 现有 的分界开关控制器无法满足或只能满足一部分功能， 无法解决开关误动、 拒动现象， 且无法 实现故障后快速恢复供电， 对供电可靠性造成严重伤害， 另一方面， 市场中流通的智能电 表， 对于防窃电的处理， 往往采用增加硬件电路来实现， 带来了成本增加、 更新不便的问题， 因此， 本发明提出智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 以解决现有技术中的不足 之处。 发明内容 0004 针对上述问题， 本发明提出智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 可以实 现解决智能配电网故障隔离、 故障自愈、 防窃电的相关问题， 应用在配电网线路T接的用户 支线， 可代替传统分界开关控制器和电能表，。

11、 为用户带来更好的用电可靠性， 还可以降低配 电网公司运营成本和提高配电网维护的便捷性。 0005 本发明提出智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 包括控制器箱体、 MCU微 控制单元、 防窃电模块、 防控过负荷模块、 故障保护和故障自愈模块、 GPRS通信模块和配电 自动化主站， 所述控制器箱体内设有计量单元和FTU馈线终端主体， 所述FTU馈线终端主体 通过电缆连接到配电网中的测量机构， 用于完成遥测、 遥控、 遥信以及故障检测和保护控制 功能， 所述计量单元内设有防窃电模块和防控过负荷模块， 所述FTU馈线终端主体内设有 MCU微控制单元、 故障保护和故障自愈模块和GPRS通信模块，。

12、 所述防窃电模块、 防控过负荷 模块、 故障保护和故障自愈模块、 GPRS通信模块均与所述MCU微控制单元电性连接， 所述FTU 馈线终端主体内还设有GPRS通信模块， 所述FTU馈线终端主体通过GPRS通信模块向所述配 电自动化主站提供配电系统运行情况和各种参数。 0006 进一步改进在于： 所述MCU微控制单元为具有实时录波功能的MCU微控制单元， 实 说明书 1/3 页 3 CN 110676939 A 3 时对相序电压、 相序电流、 零序电压、 零序电流的波形特性分析。 0007 进一步改进在于： 所述FTU馈线终端主体向所述配电自动化主站提供配电系统运 行情况和各种参数， 具体包括向。

13、所述配电自动化主站提供开关状态、 电能参数、 保护定值参 数， 且所述FTU馈线终端主体用于执行所述配电自动化主站下发的命令， 对配电网中的配电 设备进行调节和控制。 0008 进一步改进在于： 所述故障保护和故障自愈模块为采用自动隔离故障算法与处理 流程的故障保护和故障自愈模块， 所述故障保护和故障自愈模块运用智能化的控制策略进 行决策诊断， 使配电网具有一定的自我控制和自我修复的能力。 0009 进一步改进在于： 所述防窃电模块与FTU馈线终端主体电性连接， 所述防窃电模块 通过利用所述FTU馈线终端主体获取的配电系统运行情况和各种参数， 以及运用所述MCU微 控制单元的实时录波功能， 进。

14、行判断是否存在窃电行为， 得到窃电行为结果。 0010 进一步改进在于： 所述防窃电模块通过其判断出的窃电行为结果作出跳闸等相应 处理， 产生记录报文并通过所述GPRS通信模块上传至所述配电自动化主站。 0011 进一步改进在于： 所述防控过负荷模块通过以计量功能的电能作为实时负荷基础 数据， 采用神经网络算法实现对负荷的高度非线性预测和计算， 并通过所述MCU微控制单元 上传预测和计算结果至所述配电自动化主站， 所述配电自动化主站对配电网重新进行潮流 分配， 实现防控过负荷。 0012 进一步改进在于： 所述GPRS通信模块内设有安全防护芯片， 所述安全防护芯片为 支持软加密和硬加密方式的安。

15、全防护芯片。 0013 本发明的有益效果为： 本发明的分界开关控制器可以实现解决智能配电网故障隔 离、 故障自愈、 防窃电的相关问题， 应用在配电网线路T接的用户支线， 可代替传统分界开关 控制器和电能表， 为用户带来更好的用电可靠性， 还可以降低配电网公司运营成本和提高 配电网维护的便捷性。 附图说明 0014 图1为本发明结构示意图。 0015 其中： 1、 控制器箱体； 2、 MCU微控制单元； 3、 防窃电模块； 4、 防控过负荷模块； 5、 故 障保护和故障自愈模块； 6、 GPRS通信模块； 7、 配电自动化主站； 8、 计量单元； 9、 FTU馈线终端 主体； 10、 电缆； 1。

16、1、 安全防护芯片； 12、 测量机构。 具体实施方式 0016 为了加深对本发明的理解， 下面将结合实施例对本发明做进一步详述， 本实施例 仅用于解释本发明， 并不构成对本发明保护范围的限定。 0017 根据图1所示， 本实施例提出智能配电网计量与故障保护分界开关控制器， 包括控 制器箱体1、 MCU微控制单元2、 防窃电模块3、 防控过负荷模块4、 故障保护和故障自愈模块5、 GPRS通信模块6和配电自动化主站7， 所述控制器箱体1内设有计量单元8和FTU馈线终端主 体9， 所述FTU馈线终端主体9通过电缆10连接到配电网中的测量机构12， 用于完成遥测、 遥 控、 遥信以及故障检测和保护。

17、控制功能， 所述计量单元8内设有防窃电模块3和防控过负荷 模块4， 所述FTU馈线终端主体9内设有MCU微控制单元2、 故障保护和故障自愈模块5和GPRS 说明书 2/3 页 4 CN 110676939 A 4 通信模块6， 所述防窃电模块3、 防控过负荷模块4、 故障保护和故障自愈模块5、 GPRS通信模 块6均与所述MCU微控制单元2电性连接， 所述FTU馈线终端主体9内还设有GPRS通信模块6， 所述FTU馈线终端主体9通过GPRS通信模块6向所述配电自动化主站7提供配电系统运行情 况和各种参数。 0018 所述MCU微控制单元2为具有实时录波功能的MCU微控制单元2， 实时对相序电压。

18、、 相序电流、 零序电压、 零序电流的波形特性分析。 0019 所述FTU馈线终端主体9向所述配电自动化主站7提供配电系统运行情况和各种参 数， 具体包括向所述配电自动化主站7提供开关状态、 电能参数、 保护定值参数， 且所述FTU 馈线终端主体9用于执行所述配电自动化主站7下发的命令， 对配电网中的配电设备进行调 节和控制。 0020 所述故障保护和故障自愈模块5为采用自动隔离故障算法与处理流程的故障保护 和故障自愈模块5， 所述故障保护和故障自愈模块5运用智能化的控制策略进行决策诊断， 使配电网具有一定的自我控制和自我修复的能力。 0021 所述防窃电模块3与FTU馈线终端主体9电性连接，。

19、 所述防窃电模块3通过利用所述 FTU馈线终端主体9获取的配电系统运行情况和各种参数， 以及运用所述MCU微控制单元2的 实时录波功能， 进行判断是否存在窃电行为， 得到窃电行为结果。 0022 所述防窃电模块3通过其判断出的窃电行为结果作出跳闸等相应处理， 产生记录 报文并通过所述GPRS通信模块6上传至所述配电自动化主站7。 0023 所述防控过负荷模块4通过以计量功能的电能作为实时负荷基础数据， 采用神经 网络算法实现对负荷的高度非线性预测和计算， 并通过所述MCU微控制单元2上传预测和计 算结果至所述配电自动化主站7， 所述配电自动化主站7对配电网重新进行潮流分配， 实现 防控过负荷。。

20、 0024 所述GPRS通信模块6内设有安全防护芯片11， 所述安全防护芯片11为支持软加密 和硬加密方式的安全防护芯片。 0025 本发明的分界开关控制器可以实现解决智能配电网故障隔离、 故障自愈、 防窃电 的相关问题， 应用在配电网线路T接的用户支线， 可代替传统分界开关控制器和电能表， 为 用户带来更好的用电可靠性， 还可以降低配电网公司运营成本和提高配电网维护的便捷 性。 0026 以上显示和描述了本发明的基本原理、 主要特征和优点。 本行业的技术人员应该 了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。 说明书 3/3 页 5 CN 110676939 A 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 110676939 A 6 。