浅谈智能配电网自愈控制技术体系框架

浅谈智能配电网自愈控制技术体系框架

发表时间：2018-04-13T10:31:04.260Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：孙亮

[导读] 摘要：智能配电网是智能电网的重要组成部分，其中智能配电网有一个被称作免疫防御的体系，那就是自愈控制技术体系，这是智能配电网同传统电网的基本特征。

(国网山东省电力公司龙口市供电公司山东龙口 265700)

摘要：智能配电网是智能电网的重要组成部分，其中智能配电网有一个被称作免疫防御的体系，那就是自愈控制技术体系，这是智能配电网同传统电网的基本特征。可以将传统模式下配电网存在的问题于有效地进行解决，避免出现线路可靠性低和线损率过大的问题。本文简要谈论了智能配电网自愈控制技术体系的框架。

关键词：智能配电网；自愈控制技术；体系；框架

电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施，是一个历史性发展。可以说是以世纪为单位，进行积累和发展的过程，智能配电网的“自愈”能力是指智能配电网能够及时检测出已经发生或正在发生的故障，并进行相应的纠正性操作，使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小，可见这一技术体系对于电网是多么重要。

1、智能配电网自愈控制概述

电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施，是一个历史性发展。自愈控制主要是解决“供电不间断的问题”，也就是在无需或仅需少量人为干预情况下，监测电网的实时运行状态，预测电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患。具有自愈能力的智能配电网将具有更高的供电可靠性、更高的电能质量、支持大量的分布式电源的接人、支持用户能源管理（需求侧管理）、提高电网资产利用率、对配电网及其设备进行可视化管理、实现配网设备管理、生产管理的自动化、信息化。智能配电网的自愈控制技术体系包括了三个车次，分别为基础层、支撑层、应用层。

2、基础层

自愈控制技术构成框架的基础层包括了电网以及其设备，实体电网作为智能电网的物理载体，是实现智能电网的基础，也是实现自愈控制的基础。但是，与国外先进国家相比，我国配电网整体供电能力和可靠性水平偏低，管理手段相对落后；配电自动化系统覆盖范围小，远远低于先进国家水平；因为技术不成熟、网架结构调整频繁、运行维护力量不足等原因，配电自动化实用化水平较低，部分装置处于闲置状态；部分地区城市配电变压器经济运行水平不高，配网节能降耗技术应用不足。

鉴于这样的原因，我国智能配电网应该以可靠性建设为核心，以配电网高效运行为目标，同时提高负荷管理水平和用户参与水平。而且，未来将有大量的分布式清洁能源发电及其他形式发电接人电网，要求配电网具备灵活重构、潮流优化、清洁能源接纳能力。同时，随着用户侧、配网侧分布式电源增多，特别是随着屋顶太阳能发电、电动汽车大量使用，电网中电力流和信息流的双向互动会逐步增多，对电网运行和管理将产生重大影响。因此，在实体配电网的建设过程中，必须进行前瞻性的探索、规划和构建，以长远的眼光来研究我国配电网的发展，大力推进先进技术创新，积极采用成熟先进技术，使实体电网在架构、技术、装备等方面，都能满足未来智能电网的需求。

3、支撑层

支撑层主要表现在两个方面，数据、通信。覆盖整个电网的信息交互是实现电力传输和使用高效性、可靠性和安全性的基础。而且，自愈控制需要采集大量设备（包括一次、二次设备）的状态数据和表计计量数据，对于这种数量大、采集点多而且分散的情况，就需要在开放的通信架构、统一的技术标准、完备的安全防护措施下建认高速、双向、实时、集成的通信系统。高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能配电网的基础，也是迈向配电网自我预防、自我恢复的关键步骤。这样的通信系统建成后，电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其自愈能力，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平，它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。

4、应用层

自愈电网各项功能的实现，有赖于在完善电网、电力设备以及数据通信的基础上，应用监测、评估、预警或者分析、决策、控制、恢复等技术，实现电网的自我预防，自我恢复。各功能模块的关系如图一所示。具有自愈能力的智能配电网将电网运行状态分为正常状态、预警状态、临界状态、紧急状态和恢复状态。

图一智能配电网自愈控制应用层各模块关系

4.1监测

智能配电网是一个复杂的系统，按照现代控制理论的观点，要对一个系统实施有效控制，必须首先能够观测这个系统四。智能配电网自愈控制重点在于提高电网所有元件的可观测性和可控制性，增强对电力设备参数、电网运行状态以及分布式能源的监测作用，这就对传感与量测技术提出了更高的要求。

4.2评估

传统配电网评估方法多是从配电网供电能力和网架结构方面进行评估，由于智能配电网的复杂性，其评估需在传统配电网评估的基础上，电网安全评估、设备状态评估、电网脆弱性评估、电网风险评估以及上网电价适应性评估，以尽可能的反映电网的实际情况，为电网预警或者分析以及自愈决策提供参考。

4.3预警（分析）

智能配电网规模庞大，运行机理复杂，但是电网运行实践表明，除少数突发故障以外，大多数故障发生是有一个渐进过程的，如果早期发现，及时采取恰当的措施是完全可以防止的。为了及时发现电网安全隐患，提高电网自愈能力，根据电网运行信息、环境变化信息，

在电网状态评估的基础卜，对电网可能出现的故障、问题提出警告及处理措施，就是预警（分析）。预警（分析）是自愈电网不可缺少的部分，实现电网运行状态的在线自动跟踪，并能及时发现电网的隐患，自动给出预警信号。

4.4决策、控制、恢复

评估和预警（分析）信息上传到决策层，通过容错故障诊断技术、故障定位与隔离技术、电网灵活分区技术、自愈决策可视化技术以及对应的模型、算法、规则库、知识库等，实时主动调控或适时采取技术对策消除某一初始原因刚刚产生的后果，并启动一个反作用因果链，抵消故障因果链的作用，从而可以将故障抑制在萌芽中，控制、恢复和保持电网的稳定运行。

结束语：

智能配电网中的自愈技术体系作为电网中的免疫防御系统有着重要意义，电力工作人员应该加强在这一技术体系上的研究工作，不断提升该体系工作的质量，以此来提升配电网运行的可靠性，尽最大的可能减少停电的时间。确保配电网能在将恶劣的天气环境中，可以大会出自我预防，自我恢复的能力，保证电力系统运行的稳定，为电力用户提供出稳定安全的电能。

参考文献：

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[3]张巍,孙云莲,胡雯.智能配电网自愈相关技术及其框架研究[J].电网与清洁能源,2013,2904:17-22+28.