一种用于配电网络的多电源自动投切控制方法及系统与流程

本发明涉及电力物联网，尤其涉及一种用于配电网络的多电源自动投切控制方法及系统。

背景技术：

1、自动投切控制技术是电力系统、工业供电及重要负荷保障中的核心技术之一，用于在工作电源因故障失电时，自动、快速地将负荷切换至备用电源，最大限度保证供电连续性。现有配电网络普遍采用分层分布式保护与控制架构：就地层部署具备数据采集与逻辑运算能力的智能终端（如备自投装置、plc），网络层通过现场总线或工业以太网传输数据，主站层负责集中监视与高级策略制定。在工业自动化领域，状态机与顺序控制逻辑已被广泛用于描述多步骤、多条件判断的离散事件系统行为。

2、目前，现有技术常采用以下三类方案：第一、基于电压/频率单一判据的定时限备自投方案，该方案为目前应用最广的传统备自投实现方式，其控制步骤为：持续监测母线电压，当电压低于预设无压定值并持续固定延时后，判定工作电源失电；随后按“跳工作电源开关—确认分闸—合备用电源开关”的固定流程执行，逻辑复归后等待下一次启动；该方案仅依赖单一电气量判据，对瞬时扰动、非典型故障分辨能力不足，易引发误动或拒动。第二、引入方向闭锁或进线电流判据的电压型备自投方案；该方案在电压判据基础上增加进线电流或功率方向的辅助校验，用于区分母线失压是由进线电源故障还是母线本体故障引起，从而在母线故障时闭锁备自投，避免向故障点合闸；但其控制流程仍为开环执行，一旦启动即按预设步骤完成，无法在动作过程中对系统状态变化进行再校验。第三、基于微处理器与通信的集中式智能投切控制系统；该方案依托主站系统收集全站电压、电流、开关状态等全局数据，通过拓扑分析与潮流计算生成投切策略，再下发遥控指令至现场开关；该方案决策依据全面，但高度依赖通信网络的实时性与可靠性，存在主站单点失效风险，且不具备就地自适应调节能力。

3、可见，现有技术普遍存在以下技术缺陷：依赖单一判据，在电网复杂扰动下误动/拒动风险高；控制逻辑为开环执行，缺乏过程校验与动态纠错能力；动作延时固定，无法在不同运行方式下兼顾选择性与速动性；未将装置健康度与系统状态作为决策前提，异常时缺乏主动安全闭锁机制；自动化与人工干预切换生硬，无法在自动流程中平滑引入人工决策。如申请号为cn202110808301.7的中国专利文献公开一种多电源自动投切控制系统及控制方法，并未解决上述问题。因此，为解决上述技术问题，亟待提出一种用于配电网络的多电源自动投切控制方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种用于配电网络的多电源自动投切控制方法及系统，旨在解决现有自动投切控制依赖单一判据、开环执行、延时固定导致的可靠性低、安全性不足以及工况适应性差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种用于配电网络的多电源自动投切控制方法，其中，所述用于配电网络的多电源自动投切控制方法，包括以下步骤：

3、s1、系统启动时无条件进入闭锁状态，禁止所有输出控制命令，执行系统状态自检与监测；

4、s2、执行第一轮闭环校验，依次进行线路状态安全校验、电压校验、第一状态量校验以及第一延时校验，若存在任一校验不满足条件，则清零计时器，并返回线路状态安全校验，重新循环；第一轮闭环校验通过后，断开工作电源开关，解除备用电源侧母线闭锁操作，转换系统状态进入等待状态；

5、s3、第二轮闭环校验，依次进行线路状态安全校验、第二状态量校验以及第二时延校验，若存在任一校验不满足条件，则返回线路状态安全校验，重新循环；第二轮闭环校验通过后，闭合备用电源开关、闭锁工作电源侧，转换系统状态进入确认状态；

6、s4、在确认状态下判断自投手复模式，若为自复模式，则返回步骤s2，进入持续监视循环；若为手复模式，则进入系统人工操作界面等待干预。

7、优选方案之一，所述线路状态安全校验包括电压电流采样回路是否正常、开关位置是否正常、装置自检状态是否正常以及通信状态是否正常，任一项校验异常时，立即终止自动投切逻辑，并上报告警。

8、优选方案之一，所述步骤s2电压校验，具体为：

9、判断母线电压是否高于无压定值，若是，则执行下一校验，反之，则清零计时器，返回步骤s2中线路状态安全校验，重新循环。

10、优选方案之一，所述步骤s2第一状态量校验，具体为：

11、判断运行量是否低于第一阈值，若是，则执行下一校验，反之，则清零计时器，返回步骤s2中线路状态安全校验，重新循环。

12、优选方案之一，所述运行量为工作进线电流。

13、优选方案之一，所述步骤s3第二状态量校验，具体为：

14、判断与备用电源投入相关的运行量是否小于第二阈值，若是，则执行下一校验，反之，则清零计时器，返回步骤s3中线路状态安全校验，重新循环。

15、优选方案之一，所述与备用电源投入相关的运行量包括电压差、频差。

16、优选方案之一，所述步骤s3中，在等待状态下，若线路状态安全校验不通过，则立即终止自动投切逻辑并返回闭锁状态，闭锁所有开关操作，上报告警。

17、一种包括所述的一种用于配电网络的多电源自动投切控制方法的系统，包括：

18、主控设备、第一进线开关、第二进线开关和母联开关；

19、所述第一进线开关用于控制第一路进线的通断；

20、所述第二进线开关用于控制第二路进线的通断；

21、所述母联开关用于控制两段母线之间的通断；

22、所述主控设备分别与所述第一进线开关、第二进线开关和母联开关通信连接，所述主控设备用于实时采集两路进线的三相电压、三相电流及母联开关电流，并向各开关发送分合闸控制指令。

23、优选方案之一，所述主控设备还连接有本地人机交互界面，所述人机交互界面用于配置延时定值、切换运行模式、展示告警信息以及接收人工操作指令。

24、本发明的上述技术方案中，所述用于配电网络的多电源自动投切控制方法，包括以下步骤：系统启动时无条件进入闭锁状态，禁止所有输出控制命令，执行系统状态自检与监测；执行第一轮闭环校验，依次进行线路状态安全校验、电压校验、第一状态量校验以及第一延时校验，若存在任一校验不满足条件，则清零计时器，并返回线路状态安全校验，重新循环；第一轮闭环校验通过后，断开工作电源开关，解除备用电源侧母线闭锁操作，转换系统状态进入等待状态；第二轮闭环校验，依次进行线路状态安全校验、第二状态量校验以及第二时延校验，若存在任一校验不满足条件，则返回线路状态安全校验，重新循环；第二轮闭环校验通过后，闭合备用电源开关、闭锁工作电源侧，转换系统状态进入确认状态；在确认状态下判断自投手复模式，若为自复模式，则返回第二步，进入持续监视循环；若为手复模式，则进入系统人工操作界面等待干预。本发明解决了现有自动投切控制依赖单一判据、开环执行、延时固定导致的可靠性低、安全性不足以及工况适应性差的技术问题。

25、在本发明中，构建线路状态安全校验、电压校验、状态量校验和延时校验的固定顺序校验循环，任一判据不满足时，流程并非简单终止，而是计时器清零操作后，强制返回至最高优先级的线路状态安全校验重新循环，此机制将一次性判断转化为持续性、闭环的与判断逻辑，确保了动作条件的持续性和抗干扰性。

26、在本发明中，将线路状态安全校验（包括电压电流采样回路、开关位置、装置自检状态以及通信状态）至于所有校验判断逻辑最前端并赋予最高中断优先级，一旦检查发现任何异常，控制流程立即跳出所有循环和判断，执行上报异常并退出自动投切逻辑的操作，此设计将系统健康度作为逻辑执行的前提，实现了主动安全防御，避免了告警后处理。

27、在本发明中，控制流程划分为闭锁状态、等待状态和确认状态等多个离散状态，并通过严格的校验条件驱动状态转移，特别是确认状态后，根据自投手复模式判断结果，流程可自动返回至初始校验循环，实现全闭环监视，或转入人工操作界面，融合了自动循环与人工协同入口，实现了多电源自动投切控制方法的动态纠错和灵活运行。

28、在本发明中，通过计时器在判据持续满足时累加，一旦判据打破立即清零，同时，设置链两个独立可配置的延时阈值，分别用于动作条件成熟判断和投切前最终确认判断，这种条件累计与多时段的延时机制，实现了延时与系统实时状态的动态关联，优化了速动性与选择性的配合。

29、在本发明中，设置自投手复模式判断节点，决定流程是自动返回至持续的闭环监视循环还是将控制权移交至人工操作界面，实现了自动化与人工干预的平滑、安全切换。