С возрастанием децентрализации генерации энергии, например, посредством фотогальванических энергетических установок или малых теплоэнергетических установок в частных домашних хозяйствах, тип использования распределительных сетей изменяется от централизованного распределения тока (от одной или нескольких трансформаторных станций в направлении к потребителю энергии) к по меньшей мере периодически децентрализованному распределению тока (например, от одного домашнего хозяйства к другому домашнему хозяйству или даже от нескольких частных генераторов энергии в направлении трансформаторной станции или в направлении сети среднего напряжения).
Чтобы гарантировать контроль распределения тока и качества напряжения, а также эффективное управление сетями распределения энергии, необходимо иметь по возможности точное знание о рабочем состоянии распределительных сетей, их топологии, а также токовой нагрузке отдельных линий распределительной сети.
Планирование или создание низковольтных распределительных сетей происходило зачастую много лет или даже десятилетий назад. В течение последующего времени осуществлялось дальнейшее эволюционное развитие распределительных сетей, которое изменяло топологию распределительных сетей путем добавления, реконструкции и расширения. Документация о топологии низковольтных распределительных сетей часто не полностью актуализировалась. Сюда же добавляется то обстоятельство, что внутри низковольтных распределительных сетей имеется множество переключающих (распределительных) устройств (коммутируемых разъединителей), которые, например, могут служить для переключения сетей при работах по техническому обслуживанию. Часто случается, что состояние переключения этих переключающих устройств не известно.
Описанная практика при функционировании низковольтных распределительных сетей имеет следствием то, что знание топологии обнаруживает пробелы, и в частности, состояние переключения разъединителей часто неизвестно. Это может привести к такому негативному следствию, что в общественной сети энергоснабжения, по меньшей мере эпизодически, могут происходить незарегистрированные подключения к сети, которые из-за рекуперации тока или за счет потребления тока могут создавать помехи контролю сетевой топологии.
Для того чтобы решить вышеописанную проблематику, на практике топологию низковольтных распределительных сетей в настоящее время регистрируют вручную и вводят в так называемую географическую информационную систему (GIS). Однако такая географическая информационная система требует постоянного сопровождения, чтобы массив данных поддерживать актуальным.
В основе изобретения лежит задача, предложить усовершенствованный по сравнению с уровнем техники способ для определения информаций топологии касательно электрической низковольтной распределительной сети.
Эта задача в соответствии с изобретением решается способом с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно этому в соответствии с изобретением предусмотрен способ, при котором
(а) выбирают группу из по меньшей мере двух устройств измерения тока, размещенных в различных местах низковольтной распределительной сети,
(b) с помощью устройств измерения тока измеряют, соответственно, ток с получением измеренного значения тока,
(c) суммируют измеренные значения тока с учетом направления протекания тока с получением суммы токов, и
(d) формируют информацию топологии, которая указывает, что устройства измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузок и источников участок низковольтной распределительной сети, если сумма токов по величине ниже заданного порогового значения.
Существенное преимущество соответствующего изобретению способа состоит в том, что он может выполняться автоматически, например, при вычислительной поддержке. Если имеется множество устройств измерения тока, и в соответствии с этим имеется множество измеренных значений тока, то посредством автоматической оценки измеренных значений тока имеющихся устройств измерения тока может быть установлено, какие частичные группы устройств измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузок и источников участок низковольтной распределительной сети, а именно и без предварительного знания внутренней структуры и внутреннего монтажа низковольтной распределительной сети. Информации топологии могут, таким образом, формироваться также впоследствии только на основе имеющихся измеренных значений тока. Иными словами, определение топологии возможно без предварительного знания. Информации топологии могут предпочтительным образом привлекаться затем для дополнительного управления низковольтной распределительной сетью. Например, в центре управления можно создать топологическое отображение низковольтной распределительной сети и использовать его для дальнейшего управления низковольтной распределительной сетью. Так, информации топологии обеспечивают возможность последующего обнаружения изменения топологии: а именно, если сумма токов ранее не имевшего нагрузок и источников участка низковольтной распределительной сети превышает потом по величине заданное пороговое значение, то устанавливается, что произошло изменение топологии, и информации топологии должны актуализироваться. Изменение топологии может быть вызвано, например, тем, что на ранее не имевшем нагрузок и источников участке в сеть вводится ток, или из ранее не имевшего нагрузок или источников участка отбирается ток; такое изменение топологии может осуществляться из-за того, что разомкнутый размыкатель, имеющийся внутри ранее не имевшего источников и нагрузок участка, по каким-то причинам замыкается и тем самым становится возможным дополнительное протекание тока.
Для того чтобы топологию низковольтной распределительной сети определить простым способом наиболее полно, может быть, например, предусмотрено, что
(е) в случае, когда на этапе (d) не образовано никакой информации топологии, выбирают новую группу из по меньшей мере двух устройств измерения тока, размещенных в различных местах низковольтной распределительной сети,
(f) с помощью устройств измерения тока новой группы измеряют ток, соответственно, с получением нового измеренного значения тока,
(g) новые измеренные значения тока суммируют с учетом направления протекания тока с получением новой суммы токов,
(h) формируют информацию топологии, которая указывает, что устройства измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузок и источников участок низковольтной распределительной сети, если новая сумма токов по величине ниже заданного порогового значения, и
(i) повторяют этапы (e)-(h), пока не будет сформирована информация топологии.
Описанным образом может быть образовано множество групп устройств измерения тока, чтобы шаг за шагом получать дополнительные информации топологии. Например, группы устройств измерения тока могут систематически, например, по заданному алгоритму, образовываться на основе всех возможных комбинаций устройств измерения тока, имеющихся в низковольтной распределительной сети, и оцениваться на превышение или спадание ниже порогового значения. Соответственно сформированные информации топологии могут, как описано выше, дополнительно обрабатываться централизованным образом.
Согласно особенно предпочтительному выполнению способа, предусмотрено, что, перед выбором новой группы, дополнительное устройство измерения тока подключают к низковольтной распределительной сети, причем дополнительное устройство измерения тока измеряет ток через ассоциированное место низковольтной распределительной сети, например, через переключающее устройство низковольтной распределительной сети, и это дополнительное устройство измерения тока добавляется к новой группе устройств измерения тока. При этом выполнении способа, для автоматизированной регистрации информаций топологии, предпочтительным образом образуют «дополненную» низковольтную распределительную сеть, в которой на местах, важных для контроля топологических свойств низковольтной распределительной сети, таких как, например, ответвления сетевой линии, развилки сетевой линии, узлы сетевой линии или места разъединения сетевой линии, используются дополнительные устройства измерения тока для регистрации рабочих состояний низковольтной распределительной сети.
Если, например, устройства измерения тока добавляются перед или после переключающих устройств (переключаемых мест разъединения), то одновременно может регистрироваться также положение переключения и дополнительно обрабатываться в качестве информации топологии.
В качестве измеренных значений тока предпочтительно формируются усредненные по времени измеренные значения тока основного колебания (первой гармоники) тока, протекающего через соответствующие устройства измерения тока.
Если для работы устройств измерения тока из низковольтной распределительной сети отбирается ток, то потребление тока устройств измерения тока может учитываться различным образом. С одной стороны, можно заданное пороговое значение для формирования информаций топологии соизмерять таким образом, что потребление тока устройств измерения тока по сравнению с ним является пренебрежимо малым; в качестве альтернативы, возможно, ответвление тока, которое образовано устройствами измерения тока, учитывать при формировании не имеющих нагрузок и источников участков, и потребление тока устройств измерения тока учитывать посредством соответствующего вытекания тока из соответствующего участка.
В качестве усредненных по времени измеренных значений тока могут применяться, например, усредненные по времени эффективные значения, усредненные по времени амплитудные значения или усредненные по времени пиковые значение основного колебания тока.
Усредненные по времени измеренные значения тока указывают предпочтительно действительный ток и/или реактивный ток, усредненный по времени для заданного временного интервала, основного колебания тока, протекающего через соответствующее устройство измерения тока.
Изобретение также относится к низковольтной распределительной сети, которая обеспечивает возможность автоматизированной регистрации топологии посредством центрального устройства.
В связи с этим в соответствии с изобретением предусмотрена низковольтная распределительная сеть с по меньшей мере одним переключающим устройством, по меньшей мере одним устройством измерения тока и/или напряжения и центральным устройством, соединенным с по меньшей мере одним устройством измерения тока и/или напряжения, причем по меньшей мере одно устройство измерения тока и/или напряжения пригодно для того, чтобы измерять ток, протекающий через по меньшей мере одно переключающее устройство, и/или напряжение, приложенное к по меньшей мере одному переключающему устройству, с получением по меньшей мере одного измеренного значения тока и/или напряжения, и передавать по меньшей мере одно измеренное значение тока и/или напряжения или сигнал состояния, указывающий состояние переключения по меньшей мере одного переключающего устройства, на центральное устройство.
Относительно преимуществ соответствующей изобретению низковольтной распределительной сети можно сослаться на приведенное выше описание, касающееся соответствующего изобретению способа, так как преимущества соответствующей изобретению низковольтной распределительной сети соответствуют таковым для соответствующего изобретению способа. С помощью устройств измерения тока и/или напряжения могут определяться положения переключения переключающих устройств и получаться соответствующие информации топологии, которые могут использоваться для последующего управления распределительной сетью.
Также, в случае измерения напряжения, в рамках оценки измеренных значений напряжения может контролироваться качество напряжения.
Центральное устройство может быть отдельным компонентом, который соединен с переключающими устройствами. В качестве особенно предпочтительного, однако, рассматривается, если центральное устройство образует составную часть одного из устройств измерения тока и/или напряжения.
Предпочтительным образом устройства измерения тока выполнены так, что они в качестве измеренного значения тока формируют усредненное по времени измеренное значение тока основного колебания (первой гармоники) тока.
Согласно особенно предпочтительному выполнению низковольтной распределительной сети предусмотрено, что по меньшей мере одно устройство измерения тока выполнено таким образом, что оно определяет по меньшей мере два усредненных по времени измеренных значения тока и передает на центральное устройство, из которых первое измеренное значение тока указывает усредненный для заданного временного интервала действительный ток основного колебания тока, и из которых второе измеренное значение тока указывает усредненный для того же заданного временного интервала реактивный ток основного колебания тока. С помощью оценки действительного тока и реактивного тока можно особенно надежно определить топологию низковольтной распределительной сети.
Кроме того, в качестве предпочтительного рассматривается, если низковольтная распределительная сеть содержит группу из по меньшей мере двух устройств измерения тока, которые соответственно ассоциированы с местом низковольтной распределительной сети и пригодны для того, чтобы измерять ток с формированием по меньшей мере одного измеренного значения тока и передавать измеренное значение тока в центральное устройство, причем устройства измерения тока отграничивают участок низковольтной распределительной сети без нагрузок и источников. Такое размещение устройств измерения тока позволяет очень выгодным образом с помощью результатов измерений устройств измерения тока корректно указывать соответствующее рабочее состояние низковольтной распределительной сети.
Устройства измерения тока соответствующей группы формируют свои измеренные значения тока предпочтительно синхронно, чтобы снизить ошибки оценки. Синхронное измерение может, например, инициироваться внешним сигналом запуска; альтернативно, устройства измерения тока могут также выполнять свои измерения автономно, в заранее установленные моменты времени.
В случае временного усреднения измеренных значений тока, в качестве предпочтительного рассматривается, если устройства измерения тока каждой группы свои измеренные значения тока усредняют, соответственно, для одного и того же заданного временного интервала.
С учетом ошибки синхронизации, в качестве предпочтительного рассматривается, если заданный временной интервал, на котором осуществляется временное усреднение, больше, чем десятикратное значение ожидаемой временной ошибки синхронизации устройств измерения тока соответствующей группы.
Центральное устройство низковольтной распределительной сети предпочтительным образом пригодно для того, чтобы для формирования информаций топологии выполнять описанный выше соответствующий изобретению способ.
Изобретение поясняется далее более подробно на примерах выполнения, при этом на чертежах показано следующее:
Фиг. 1 - пример выполнения соответствующей изобретению низковольтной распределительной сети, на основе которой также в качестве примера поясняется соответствующий изобретению способ;
Фиг. 2 - более детальное представление ветви частичной сети низковольтной распределительной сети согласно фиг. 1 и
Фиг. 3 - низковольтная распределительная сеть согласно фиг. 1 после переключения двух переключателей.
На чертежах для наглядности идентичные или сопоставимые компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг. 1 показан пример выполнения соответствующей изобретению низковольтной распределительной сети 10, которая представляет частичную область сети переменного тока. Низковольтная распределительная сеть 10 содержит сетевой трансформатор 11 с трансформаторным предохранителем 11а, сборную шину 12 с переключающими устройствами 13а и 13b (в замкнутом положении), а также ветви распределительной сети, 14а (между точками а и с), 14b (между точками b и с) и 14с (между точками с и d). Отдельные пользователи 15 распределительной сети (устройства потребления энергии или устройства отдачи энергии) подключены к сети 10 посредством счетчиков 16а-16h энергии. В представленной на фиг. 1 сетевой топологии сетевая ветвь 14с посредством замкнутого переключающего устройства 13с соединена с ветвью 14а. Переключающее устройство 13d разомкнуто, так что ветви 14с и 14b электрически разъединены.
Для контроля сетевых ветвей 14а-14с в сети установлены устройства 17а-17е измерения тока, которые разграничивают топологию распределительной сети на три сетевые области. Дополнительно, также счетчики 16а-16h энергии включают в себя компоненты, соответствующие устройствам 17а-17е измерения тока, которые, как поясняется ниже более подробно, применяются для контроля сетевых ветвей 14а-14с. На фиг. 1 сетевые ветви 14а-14с представлены со всеми принадлежащими им элементами как пучок линий, который должен символизировать фазные линии L1-L3 и нулевой провод (нейтраль).
Участок распределительной сети с сетевой ветвью 14а показан на фиг. 2 более детально. Устройства 17а и 17b измерения тока включают в себя устройство 21 для регистрации и обработки токов и напряжений и коммуникационное устройство 22, которое соединено с фазными проводами L1, L2 и L3 и/или нулевым проводом N и осуществляет коммуникацию посредством них. Счетчики 16а и 16b энергии содержат устройство 23, которое, наряду с собственно подсчетом энергии, также выполняет регистрацию и обработку токов и напряжений отдельных сетевых линий. Кроме того, счетчики 16а, 16b энергии также содержат коммуникационное устройство 22. Как счетчики 16а и 16b энергии, так и устройство 17b измерения тока осуществляют коммуникацию с устройством 17а измерения тока, в частности, с центральным устройством 24, которое содержится в устройстве 17а измерения тока и, в числе прочего, контролирует сетевую ветвь 14а.
Контроль токов в распределительной ветви 14а осуществляется в следующих друг за другом циклах измерений, которые инициируются центральным устройством 24. В начале цикла измерений центральное устройство 24 посылает на все устройства 21, 23 либо непосредственно, как в устройстве 17а измерения тока, либо с применением способа PLC (PLC: коммуникация по линиям питания) через коммуникационные устройства 22 сообщение запуска, которое инициирует измерение и его длительность. В конце измерения в устройствах 21, 23 счетчиков 16а и 16b энергии и в устройстве 17а измерения тока формируются средние значения величин действительных токов в фазных проводах контролируемой ветви распределительной сети (I1.1, I2.1, I3.1, I1,2, I2.2, I3.2, I1.3, I2.3, I3.3, I1.4, I2.4 или I3.4). Эти значения после измерения передаются по тем же коммуникационным соединениям на центральное устройство 24 в устройстве 17а измерения тока.
Из переданных значений действительного тока в центральном устройстве 24 может, например, оцениваться, превышают ли протекающие в фазном проводе L2 токи I2.1 и I2.3 в сумме заданное плановое значение (пороговое значение) I2.max. Если сумма токов дает завышенное значение, и также вытекающий из ветви ток I2.2 и I2.4 не является пренебрежимо малым, то центральное устройство 24 могло бы послать сообщение тревоги в пункт, управляющий сетевым функционированием, чтобы тем самым сигнализировать, что участок сети с ветвью 14с должен снабжаться энергией не через ветвь 14а, а лучше через ветвь 14b. Это может осуществляться посредством размыкания переключающего устройства 13с и замыкания переключающего устройства 13d, как это представлено на фиг. 3.
Кроме того, в центральном устройстве 24 выполняется распознавание того, является ли участок, отграниченный соответствующими устройствами 17а, 17b измерения тока и счетчиками 16а, 16b энергии, свободным от нагрузок и источников, то есть действительно ли, ни на каком другом месте действительный ток не втекает в этот участок и не вытекает из него. Если же сумма действительных токов, образованная из всех значений действительного тока фазного провода по величине не превышает пороговое значение, то есть лежит вблизи нулевого значения, то распознается участок, отграниченный соответствующими устройствами 17а и 17b измерения тока и счетчиками 16а и 16b энергии, свободный от нагрузок и источников, и центральным устройством 24 формируется информация топологии и передается, например, в пункт сетевого управления.
Аналогичным способом осуществляется контроль сетевых ветвей 14b и 14с посредством устройств 17с и 17d измерения тока, а также счетчиков 16с до 16е энергии или посредством устройства 17е измерения и счетчиков 16f до 16h энергии. Из переданных усредненных значений действительного тока может, например, устанавливаться в центральном устройстве 24, каково мгновенное состояние переключения переключающих устройств 13с и 13d и актуальная сетевая конфигурация/топология. Так может устанавливаться, соединена ли сетевая ветвь 14с с сетевой ветвью 14а или с сетевой ветвью 14b или с обеими, и как протекающий ток разделяется между названными сетевыми участками. Так, могут также быть получены, например, информации топологии, об электрической низковольтной распределительной сети, тем что выбирается группа из по меньшей мере двух размещенных в различных местах низковольтной распределительной сети устройств измерения тока, с помощью устройств измерения тока, соответственно, измеряется ток с получением измеренного значения тока, измеренные значения тока с учетом направления протекания тока суммируются с получением суммы токов, и формируется информация топологии, которая указывает, что устройства измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузок и источников участок низковольтной распределительной сети, если сумма токов по величине ниже заданного порогового значения.
Посредством таких информаций топологии, участки, распознанные как не имеющие нагрузок и источников, могут тогда использоваться, например, в сетевом пункте управления для получения отображения топологии. Также могут распознаваться изменения топологии, если для участка, распознанного до сих пор как свободный от нагрузок и источников, вдруг более не может быть сформирована информация топологии.
В итоге, низковольтная распределительная сеть или способ ее функционирования может иметь один или более из следующих признаков.
Для регистрации параметров, релевантных для распределения электрической энергии, особенно действительных и/или реактивных токов с учетом сетевых напряжений или их качества, можно для по меньшей мере части распределительной сети инсталлировать систему, которая состоит из по меньшей мере одного центрального устройства и из по меньшей мере одного устройства измерения тока.
Устройства измерения тока могут быть инсталлированы в по меньшей мере одной части распределительной сети переменного тока в сетевых местоположениях, которые особенно важны для наблюдения топологических свойств распределительной сети переменного тока и/или частей распределительной сети переменного тока, таких как, например, сетевые ответвления, сетевые развилки, сетевые узлы, сетевые разъединители и подобные компоненты, и соединены с по меньшей мере одним общим сетевым проводом (фазным проводом или нулевым проводом).
Ограничение и контроль топологии распределительной сети может осуществляться, например, посредством:
- регистрации состояний переключения мест разъединение в по меньшей мере одном сетевом проводе;
- устройств измерения тока;
- формирования и контроля балансов действительного тока в частичных областях/участках распределительной сети посредством по меньшей мере одного центрального устройства на основе данных, которые передаются в центральное устройство от устройств измерения тока; контролируемая частичная область/участок распределительной сети может отграничиваться устройствами измерения тока таким образом, что внутри области отсутствуют нагрузки или источники энергии; система из устройств измерения тока может, например, иметь целью соответствующие действительные и/или реактивные токи, которые в по меньшей мере один из проводов распределительной сети втекают или вытекают из него, в также другие параметры, релевантные для распределения электрической энергии, в частности сетевые напряжения или их признаки, регистрировать синхронным образом, и зарегистрированные данные посредством коммуникационного устройства, которое может представлять собой часть устройств измерения тока, передавать к по меньшей мере одному центральному устройству;
- последующего анализа (например, в по меньшей мере одном центральном устройстве) зарегистрированных и переданных состояний переключения разъединителей и/или балансов действительных токов частичных областей/участков распределительной сети, который позволяет сделать выводы о топологических изменениях в распределительной сети (межкомпонентном соединении/разъединении областей распределительной сети, подключении/отключении не зарегистрированных потребителей/генераторов тока в отграниченных областях распределительной сети и т.п.).
Контроль распределения тока, в особенности, действительных и/или реактивных токов с учетом сетевых напряжений или их качества в распределительной сети может осуществляться в по меньшей мере одном центральном устройстве на основе данных, которые были переданы к центральному устройству от устройств измерения тока. Для этого, в зависимости от выполненного ограничения топологии распределительной сети (см. предыдущие пункты), действительные и/или реактивные токи, втекающие, вытекающие и/или протекающие через контролируемые участки/области распределительной сети, оцениваются в отношении их величины и при превышении предварительно установленных пороговых значений передаются другой системе (например, системе управления распределительной сетью). В дополнение или в качестве альтернативы к этому, могут формироваться суммы из действительных и/или реактивных токов, которые втекают в контролируемый участок/область распределительной сети или вытекают из него, чтобы затем создать баланс протекания действительных или реактивных токов для участка/области распределительной сети. Эти балансы протекания тока могут также оцениваться в отношении их высоты и при превышении предварительно установленных пороговых значений передаваться другой системе (например, системе управления распределительной сетью). Кроме того, сравнение баланса тока важных ветвей энергоснабжения области/участка распределительной сети с балансом тока потребителей и генераторов энергии, подключенных в этой области, позволяет сделать вывод о том, какое количество из транспортируемой емкости тока используется для собственной генерации и потребления тока внутри области распределительной сети или какое количество транспортируемой емкости тока остается для направления тока к другим областям распределительной сети.
Контроль качества напряжения или признаков сетевого напряжения, в частности колебаний напряжения, падений, прерываний, дрожаний, высших гармоник и т.п., осуществляется параллельно с контролем топологии распределительной сети и/или распределения тока, в частности действительных и/или реактивных токов в по меньшей мере одном центральном устройстве и/или в другой системе (например, системе управления распределительной сетью). Целью этого является контролировать способность транспортировки мощности распределительной сети или ее слабых мест посредством того, что признаки качества напряжения, в частности, при повышенной токовой нагрузке отграниченных областей/участков распределительной сети или отдельных сетевых линий анализируются и оцениваются, чтобы, при необходимости, принять меры для защиты распределительной сети (как, например, временное снижение нагрузки в сети или продолжительное расширение слишком слабо рассчитанных сетевых линий).
Перед или во время установки устройств измерения тока или также во время последующего функционирования устройств измерения тока предпочтительно устанавливаются следующие параметры топологи сети:
- ассоциирование подключений сетевых проводов с подключениями устройств измерения тока;
- ассоциирование подключений сетевых проводов согласно общему обозначению (маркировке) фазных линий в распределительной сети (единому обозначению фаз), если возможно, непосредственно на месте;
- соответствующее сетевой топологии отношение положительного/отрицательного направления протекания тока; может, например, устанавливаться, что все действительные токи, которые втекают в отграниченную область распределительной сети, оцениваются как отрицательные, или все те, которые вытекают, - как положительные.
В качестве альтернативы, соответствующее сетевой топологии отношение положительного/отрицательного направления протекания тока может устанавливаться или учитываться только при формировании баланса суммы токов.
Синхронная регистрация принадлежащих друг другу токов, а также других релевантных для распределения электрической энергии параметров может выполняться в системе по потребности в ограниченном временном интервале однократно или многократно случайным образом или в порядке выборочного контроля.
Управление синхронной регистрацией в системе осуществляется предпочтительно либо с управлением по времени (например, с началом каждого полного часа), или по команде от ведущего реле автоматического пуска или одного из других устройств. В случае управляемой по времени регистрации внутренние эталоны времени/часы в устройствах измерения тока предварительно, предпочтительно дистанционно или посредством локальной установки, синхронизируются.
Зарегистрированные значения/параметры могут от устройств измерения тока передаваться к по меньшей мере одному из устройств измерения тока или к по меньшей мере одному отдельному центральному устройству посредством коммуникационных соединений.
Для того чтобы уменьшить количество передаваемых данных, вместо отдельных выборок значений/параметров, в устройствах измерения тока могут формироваться и передаваться их интегральные значения параметров (например, усредненные значения действительного тока, связанные с направлением протекания тока, и т.п.).
Ассоциирование подключений сетевых проводов согласно общей маркировке фазных проводов в распределительной сети может дополнительно или альтернативно также определяться автоматически на расстоянии в самих устройствах измерения тока или в центральном устройстве или в устройствах измерения тока, в которых выполняется контроль.
Если относящееся к фазным проводам ассоциирование подключений устройств измерения тока не возможно или затруднительно, то осуществляется контроль распределительной сети предпочтительно совместно для всех или нескольких фазных проводов.
Посредством установки нескольких устройств измерения тока в распределительной сети могут также формироваться несколько возможно перекрывающихся, граничащих друг с другом или независимых сбалансированных групп. При этом некоторые устройства измерения тока могут принадлежать нескольким сбалансированным по току группам и/или нескольким сетевым разъединителям. В этом случае может, например, особое внимание уделяться направлению протекания тока в одном из таких устройств контроля тока, которое для соседних сбалансированных групп может оцениваться различным образом.
Вышеописанное по меньшей мере одно центральное устройство может также представлять частичную функциональность устройства измерения тока. Устройство измерения тока может также включать в себя функциональность нескольких вышеописанных устройств измерения тока.
Вышеописанная функциональность устройства измерения тока и/или другого устройства может также быть реализована как частичная функциональность счетчика энергии, устройства измерения качества напряжения, концентратора данных или устройства автоматизации.
В качестве коммуникационной среды для коммуникационных устройств или коммуникационной инфраструктуры может служить сама распределительная сеть или отдельная коммуникационная сеть.
В итоге, обеспечивается возможность контроля топологии электрической сети распределения энергии, в особенности, ее состояний переключения, а также изменений в топологии отдельных областей/участков распределительной сети, за счет использования устройств измерения тока. Они могут быть размещены в распределительной сети таким образом, что не требуется точное знание сетевой топологии, и только известна относительно грубая структура сетевой топологии как, например, ветви сетевых линий между важными сетевым узлами/разъединителями, а также их состояние переключения, по меньшей мере в контролируемой области сети. Такие области/участки сети могут контролироваться как «целое» в отношении втекающих, вытекающих и протекающих токов и с учетом качества напряжения. Предпочтительным при этом, в частности, является то, что вдоль ветви не требуются никакие устройства измерения тока, а требуются только на их концах/местах разъединения. Остаточные токи от/к отдельным потребителям/поставщикам энергии могут, например, регистрироваться посредством так называемых «интеллектуальных счетчиков энергии сети» с соответствующей функциональностью и передаваться на центральное устройство.
Синхронная регистрация токов и последующий анализ токов и их балансы обеспечивают возможность контроля транспортной емкости отдельных областей распределительной сети, чтобы гарантировать достаточное качество напряжения питания и надежное функционирование распределительной сети, в особенности при многих распределенных генераторах энергии.
Посредством использования устройств измерения тока, кроме того, возможно, контролируемые области распределительной сети и их величины масштабировать практическим произвольным образом или контролировать только определенные локально ограниченные части распределительной сети.
Кроме того, описанный способ может быть реализован с применением и без того уже имеющихся в распределительной сети счетчиков энергии, устройств измерения качества напряжения или устройств автоматизации.
Ипользование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности функционирования сети. Согласно способу определения информации о топологии электрической низковольтной распределительной сети (10) выбирают группу из по меньшей мере двух устройств (17а-17е, 16а-16h) измерения тока, размещенных в различных местах низковольтной распределительной сети (10). С помощью устройств (17а-17е, 16а-16h) измерения тока измеряют, соответственно, ток с получением измеренного значения тока. Суммируют измеренные значения тока с учетом направления протекания тока с получением суммы токов, и формируют информацию топологии, которая указывает, что устройства (17а-17е, 16а-16h) измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузок и источников участок низковольтной распределительной сети (10), если сумма токов по величине ниже заданного порогового значения. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.
1. Способ определения информации о топологии электрической низковольтной распределительной сети (10), причем в способе
(a) выбирают группу из по меньшей мере двух устройств (17а-17е, 16a-16h) измерения тока, размещенных в различных местах низковольтной распределительной сети (10),
(b) с помощью устройств (17а-17е, 16a-16h) измерения тока измеряют, соответственно, ток с получением измеренного значения тока,
(c) суммируют измеренные значения тока с учетом направления протекания тока с получением суммы токов, и
(d) формируют информацию о топологии, которая указывает, что устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузки и источников питания участок низковольтной распределительной сети (10), если сумма токов по величине ниже заданного порогового значения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что
(e) в случае, когда на этапе (d) не образовано никакой информации о топологии, выбирают новую группу из по меньшей мере двух устройств (17а-17е, 16a-16h) измерения тока, размещенных в различных местах низковольтной распределительной сети (10),
(f) с помощью устройств (17а-17е, 16а-16h) измерения тока новой группы измеряют ток, соответственно, с получением нового измеренного значения тока,
(g) новые измеренные значения тока суммируют с учетом направления протекания тока с получением новой суммы токов,
(h) формируют информацию о топологии, которая указывает, что устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока электрически отграничивают не имеющий нагрузки и источников питания участок низковольтной распределительной сети (10), если новая сумма токов по величине ниже заданного порогового значения, и
(i) повторяют этапы (е) до (h), пока не будет сформирована информация о топологии.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что
- перед выбором новой группы, дополнительное устройство измерения тока подключают к низковольтной распределительной сети (10), причем дополнительное устройство измерения тока измеряет ток через ассоциированное переключающее устройство низковольтной распределительной сети, и
- это дополнительное устройство измерения тока добавляют к новой группе устройств измерения тока.
4. Способ по любому из пп. 1- 3, отличающийся тем, что в качестве измеренных значений тока формируют усредненные по времени измеренные значения тока основного колебания тока, протекающего через соответствующие устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что усредненные по времени измеренные значения тока представляют собой усредненные по времени эффективные значения, усредненные по времени амплитудные значения или усредненные по времени пиковые значения основного колебания тока.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что усредненные по времени измеренные значения тока указывают действительный ток
и/или реактивный ток, усредненный по времени для заданного временного интервала, основного колебания тока, протекающего через соответствующее устройство измерения тока.
7. Низковольтная распределительная сеть, содержащая
по меньшей мере одно переключающее устройство (13a-13d),
по меньшей мере одно устройство (17а-17е, 16a-16h) измерения тока и/или напряжения и
центральное устройство (24), соединенное с по меньшей мере одним устройством (17а-17е, 16a-16h) измерения тока и/или напряжения,
причем по меньшей мере одно устройство (17а-17е, 16a-16h) измерения тока и/или напряжения пригодно для того, чтобы измерять ток, протекающий через по меньшей мере одно переключающее устройство (13a-13d), и/или напряжение, приложенное к по меньшей мере одному переключающему устройству (13a-13d), с получением по меньшей мере одного измеренного значения тока и/или напряжения, и передавать по меньшей мере одно измеренное значение тока и/или напряжения или сигнал состояния, указывающий состояние переключения по меньшей мере одного переключающего устройства (13a-13d), на центральное устройство (24).
8. Низковольтная распределительная сеть по п. 7, отличающаяся тем, что центральное устройство (24) образует составную часть устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока и/или напряжения.
9. Низковольтная распределительная сеть по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения
тока выполнены так, что они в качестве измеренного значения тока формируют усредненное по времени измеренное значение тока основного колебания тока.
10. Низковольтная распределительная сеть по п. 9, отличающаяся тем, что усредненное по времени измеренное значение тока представляет собой усредненное по времени эффективное значение, усредненное по времени амплитудное значение или усредненное по времени пиковое значение основного колебания тока.
11. Низковольтная распределительная сеть по п. 9, отличающаяся тем, что усредненное по времени измеренное значение тока указывает действительный ток, усредненный по времени для заданного временного интервала, основного колебания тока.
12. Низковольтная распределительная сеть по п. 9, отличающаяся тем, что усредненное по времени измеренное значение тока указывает реактивный ток, усредненный по времени для заданного временного интервала, основного колебания тока.
13. Низковольтная распределительная сеть по любому из пп. 7 и 8, отличающаяся тем, что
- по меньшей мере одно устройство (17а-17е, 16a-16h) измерения тока выполнено таким образом, что оно определяет по меньшей мере два усредненных по времени измеренных значения тока и передает на центральное устройство (24),
- из которых первое измеренное значение тока указывает усредненный для заданного временного интервала действительный ток основного колебания тока, и
- из которых второе измеренное значение тока указывает усредненный для заданного временного интервала реактивный ток основного колебания тока.
14. Низковольтная распределительная сеть по любому из пп. 7 и 8, отличающаяся тем, что
- низковольтная распределительная сеть (10) содержит группу из по меньшей мере двух устройств (17а-17е, 16a-16h) измерения тока, которые ассоциированы, соответственно, с определенным местом низковольтной распределительной сети (10) и пригодны для того, чтобы измерять ток с формированием по меньшей мере одного измеренного значения тока и передавать измеренное значение тока в центральное устройство (24),
- причем устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока группы отграничивают участок низковольтной распределительной сети (10), не имеющий нагрузки и источников питания.
15. Низковольтная распределительная сеть по п. 14, отличающаяся тем, что устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока группы формируют свои измеренные значения тока синхронно.
16. Низковольтная распределительная сеть по п. 13, отличающаяся тем, что устройства (17а-17е, 16a-16h) измерения тока группы свои измеренные значения тока усредняют, соответственно, для одного и того же заданного временного интервала.
17. Низковольтная распределительная сеть по п. 14, отличающаяся тем, что устройства (17а-17е, 16а-16h) измерения тока группы свои измеренные значения тока усредняют, соответственно, для одного и того же заданного временного интервала.
18. Низковольтная распределительная сеть по п. 16, отличающаяся тем, что заданный временной интервал больше, чем десятикратное значение ожидаемой временной ошибки синхронизации устройств (17а-17е, 16a-16h) измерения тока группы.
19. Низковольтная распределительная сеть по п. 17, отличающаяся тем, что заданный временной интервал больше, чем десятикратное значение ожидаемой временной ошибки синхронизации устройств (17а-17е, 16a-16h) измерения тока группы.
20. Низковольтная распределительная сеть по любому из пп. 7 и 8, отличающаяся тем, что центральное устройство (24) пригодно для того, чтобы выполнять этапы способа формирования информации топологии согласно одному из пп. 1 и 2 способа.
21. Низковольтная распределительная сеть по п. 13, отличающаяся тем, что центральное устройство (24) пригодно для того, чтобы выполнять этапы способа формирования информации топологии согласно одному из пп. 1 и 2 способа.
22. Низковольтная распределительная сеть по п. 14, отличающаяся тем, что центральное устройство (24) пригодно для того, чтобы выполнять этапы способа формирования информации топологии согласно одному из пп. 1 и 2 способа.
| WO 2009061291A1, 14.05.2009 | |||
| СПОСОБ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ И АКТУАЛИЗАЦИИ МОДЕЛИ СЕТИ | 1995 |
|
RU2171494C2 |
| US 2007005277A1, 04.01.2007 | |||
| СПОСОБ НОРМАЛИЗАЦИИ КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ НА РАННЕЙ СТАДИИ ЕЁ НАРУШЕНИЯ | 2001 |
|
RU2246955C2 |
