浅谈配网自愈功能在配电网中的运用及风险管控沈航

浅谈配网自愈功能在配电网中的运用及风险管控沈航
发布时间：2021-10-26T05:55:19.249Z 来源：《电力设备》2021年第7期作者：沈航
[导读] 智能电网是电力系统未来的发展趋势，配电网是智能电网中最为重要的内容之一，研究智能电网特别是智能配电网的应用具有重要的意义。

由于配电网是直接面向终端用户的，用户种类和用电负荷的多样性决定了配电网的复杂性。

自愈控制技术是智能配电网的核心内容之一，当配电网发生故障时自愈控制技术可以对故障进行快速的诊断、定位、隔离以及电网的恢复。

沈航
（云南电网有限责任公司玉溪供电局云南省玉溪市 653100）
摘要：智能电网是电力系统未来的发展趋势，配电网是智能电网中最为重要的内容之一，研究智能电网特别是智能配电网的应用具有重要的意义。

由于配电网是直接面向终端用户的，用户种类和用电负荷的多样性决定了配电网的复杂性。

自愈控制技术是智能配电网的核心内容之一，当配电网发生故障时自愈控制技术可以对故障进行快速的诊断、定位、隔离以及电网的恢复。

关键词：配网自愈功能；配电网；运用；风险管控
1导言
随着信息和通信等技术的发展，现代电网逐渐转将智能配电网定为自己的发展方向。

这是因为智能配电网特有的自愈、高效、可靠、互动等优点，特别是其中的自愈功能是电网安全运行的重点。

而所谓的自愈功能指的是电网利用先进的监测和控制手段对电网的实时运行状态进行实时在线的诊断、评估等并及时消除电网上出现的故障，达到故障的迅速自我的隔离及恢复的能力从而将因故障造成的影响降到最低。

2配电网故障及处理模式的研究
配电网是直接面向用户的，其体系结构的复杂性决定配电网在配电过程中能量损耗、发生故障类型频率等的复杂性。

其运行状态的好坏直接影响着负荷区用电的质量，因而做好配电的相关保护工作是非常重要的。

2.1配电网的特点
电能是由配电网直接输送给各个用户的，因而配电网的具体结构也是依据用户数量、用电性质、用电要求等而不同的。

但是无论何种形式的配电网结构，其组成形式基本上都是由源点、开关(分段和联络)、馈线末梢这三部分组成。

从体系结构上来看，配电网常见的方式主要有辐射状、树状和环状网三种形式。

用户的多样性、配电网的复杂性决定配电网的结构不是单一的体系结构，一般而言都是由上述的常见体系结构共同构成的。

图2-2给出了一个典型的手拉手式环网IOkV配电网结构示意图。

该结构图采用的是双电源供电的形式，在正常的情况下联络开关处于断开状态，当故障发生在某条线路中的时候，分段开关就会将发生故障的相应区域与未发生故障的区域进行隔离，同时合闸联络开关，那么另一电源就会开始供电。

配电网具有更为复杂的分支和负载。

配电网是直接面向用户，是确保电网供电质量最直接关键的环节，因而还具有如下特点(1)用户遭受的停电大部分是配电系统环节出现问题的原因，据统计表明:配电系统环节导致的停电事故大约在96070，而高压输电环节仅仅占到4070;(2)电网中电能传输的损耗有一半发生在低压配电网;(3)配电网上的保护控制等装置相对较简单，当电路上任何一处发生故障的时候都会要求继保装置动作;(4)对于中压配电网而言采用的常是辐射状或者环网状的供电方式而低压配电网则一般采用的是辐射状;(5)配电网设备的整体运行效率比较低;(6)由于配电网遍布城市和农村，受市政建设负荷发展等的影响使得其网络结构与设备的变动相对而言频繁。

2.2配电网故障类型
配电网情况的复杂性决定了配电网发生故障类型频率等的不同。

常见的配电网故障类型主要包括电流短路、回路断线、接地、失压以及变压器超温等。

对于配电网，依据其特点其故障类型具有以下鲜明特性:W电网改造工作的发展及相关技术的发展使得配电系统中出现了更多的新型电路，这些新型电路的应用构成了混合线路模式，由于混合电路的复杂性使得传统的故障定位方法不在适用;(2)配电网拓扑结构的复杂性增加了电缆故障定位的难度，使得在定位的过程中容易产生伪故障点;(3)配电网直接面向用户，因而其负荷情况复杂，导致负荷侧不具备数据采集的条件;(4)虽然配电网故障类型复杂，但在这些故障类型中单相接地、相间短路等常发故障的出现频率最高影响范围最大;
(5)新型能源的大力发展，将其接入电路会引起相应的问题，也是层出不穷，函待解决的。

(6)与传统输电线路相比较，配电网的线路一般较短，对其故障的排查要求更高。

3智能配电网自愈功能的研究
配电网直接面向终端用户，复杂的供电情况使得供电质量的保证显得尤为重要，智能配电网自愈控制技术的应用是实现智能配电网自愈功能的基础。

自愈控制的实现是多种技术的综合应用。

3.1智能配电网自愈控制的基本理论
3.1.1自愈及自愈控制
自愈本身是一个生物学问题，指的是生物体利用自身的免疫系统与体内发生了变异的细胞之间的一种争斗过程，自愈的存在使得生物体自身能够处于一个相对平衡的状态，其具有自发性和非依赖性等特点。

在配电网中引入这一概念构造的智能配电网的自愈就是这么一个类似的过程。

在电网中，自愈控制的实现是基于自愈功能的基础，其具体过程指的是在没有(或者较少的)人为干预的情况下，采取先进的电网监测手段对电网的运行状况进行实时的监测、评估以期能够快速及时的发现故障并对其进行相应的自动诊断、调整的过程。

当故障发生后，自愈控制相关装置就能够对其故障进行快速隔离并且自动恢复供电从而将对用户的影响降到最低。

3.1.2智能配电网自愈控制
配电网直接面向终端用户，一般以辐射状的方式向负荷区进行供电，配电网中任何一处的故障和电能质量扰动的大小都会对用户的供电质量产生直接的影响。

智能配电网的自愈控制技术是评价其智能化的重要特征之一，智能配电网中自愈控制技术的应用可以使配电网实现对故障的自我预防和恢复。

所谓自我预防指的是在正常运行状况下对电网的实时评估、持续优化的过程;而自我恢复指的是在电网遭受故障或者供电扰动的时候进行的自我检测、隔离、恢复供电等过程。

为了防止一些重大的干扰对配电网突然造成的冲击，智能配电网的自愈控制具有以下特点:(1)在正常的运行状态下，有选择性的进行优化过程来改善电网的性能提高其稳定性;(2)在故障发生的情况下，在维持系统的持续供电的前提下可以通过控制进行快速的恢复。

智能配电网中的自愈控制技术是一种综合性控制技术，该技术集成了自控、继电保护、通信、网络以及计算机等多个领域的技术，所以它的实现过程需要满足以下三点条件:(1)开关和配电终端等设备的智能化;(2)网络、通信等的安全可靠;(3)软件系统等的处理自动化。

3.1.3智能配电网自愈控制的评价标准
针对配电网的自愈控制能力如何科学的、量化的评价其能力是研究智能配电网自愈控制的重要内容之一。

虽然我国目前还没有对智能配电网的自愈能力有着明确的评价标准，但是我们可以从自愈速度和自愈率两个点来对其进行探讨。

(1)自愈速度的指标配电网故障造成的影响主要表现在中断供电和电压骤降两个方面。

针对不同的设备其影响程度也存在着不同，因而我们可以将电力的负荷分为以下三类:a、普通负荷，一般指的是家用电器等照明设备;b、敏感负荷，一般指的是变频调速装置和可编程控制器等;c、严格负荷，一般指的是银行和证券交易中心等。

配电网自愈速度的快慢直接影响用户的用电质量，因而可以依据自愈速度来评价自愈能力的大小，依据影响程度和采取的自愈措施可以将自愈速度分为以下四个等级:a、一级自愈速度，指的是一个周期波之内的自愈，一般而言用户基本感觉不到;b、二级自愈速度，指的是一个周期到几十个毫秒之间的自愈，对普通负荷一般不会产生影响;c、三级自愈速度，指的是控制在数秒以内的自愈，对一些敏感的负荷可能会有一定的影响;d、四级自愈速度，指的是3min以内的自愈，用户是可以明显感觉到的。

4结语
智能配电网是未来电网的研究和发展方向，这是因为其高效的自动化、智能化水平可以在降低人工成本的同时带来更大的效率和效益，同时其也是应对全球性的能源、环境等问题的综合体现和有效解决方案。

参考文献
[1]侯兆豪.基于城市智能配电网35kV电源故障自愈控制的研究[D].天津理工大学,2015.
[2]李天友.智能配电网自愈功能及其效益评价模型研究[D].华北电力大学,2012.。