智能配电网自愈控制技术的研究及应用

智能配电网自愈控制技术的研究及应用

发表时间：2017-12-25T10:38:57.387Z 来源：《电力设备》2017年第25期作者：许丹张泽卉

[导读] 摘要：随着计算机技术以及自动控制技术的发展,智能配电网的应用越来越广泛,为社会生产以及人民生活带来重要影响。

（国网山东省电力公司莱芜供电公司山东省莱芜市 271100）

摘要：随着计算机技术以及自动控制技术的发展,智能配电网的应用越来越广泛,为社会生产以及人民生活带来重要影响。近几年,电力领域对智能电网的研究越来越深人,其中自愈控制技术成为研究热点,但是从目前情况来看,相关研究仍旧没有形成一个完整的理论体系,对智能电网实际运行特征缺乏思考,如何解决这一问题,发挥自愈控制技术的应用价值,是所有电力企业必须要思考的问题。

关键词：智能配电网；故障自愈；处理流程；处理策略

引言

SDG(智能配电网,SmartDIStributionGrid)在智能电网是比较关键的环节。通常110kV以下的电网属于配电网,这一部分直接连接用户侧。DSG的主要特征包括自愈、安全性、电能质量高、DER接入数量大、支持互动、可视化、资产利用率高以及信息化管理。SDG当中比较关键的技术之一是自愈控制技术,在智能电网建设如火如荼的当下是比较受关注的焦点。我国在2009年公布智能电网的建设计划,预计在2020年完成电网改造,智能配电网的自愈控制在其中必将发挥出重要的作用。

1自愈控制技术概述

1.1自愈控制技术的含义

与传统的控制方法相比,自愈控制技术主要针对的是智能配电网,控制难度明显加大,同时,其在故障处理方面不再局限于传统的故障处理,而是将重点放在故障预测和预防上,降低电网系统发生故障的可能性。自愈技术的研究和应用中,要将配电快速仿真与模拟作为重点内容,主要是出于以下几方面的考虑首先,智能电网的发展速度非常快,接线结构越来越灵活,运行模式与以往相比也表现出很大不同,配电快速仿真与模拟就相当于智能配电网的大脑,起到一种指挥作用,具有较高的灵活性其次,智能电网对自动控制技术的要求越来越高,配电快速仿真与模拟过程并不仅仅是简单的计算过程,还需要根据计算结果以及实际需要选择出最佳运行方案,达到资源优化配置目标。

1.2自愈控制技术的重要价值

首先,应用自愈控制技术可以实现对智能配电系统的实时监控,为系统运行状态评估以及系统优化设计提供数据参考其次,快速仿真与模拟可以实现系统的连续优化,提高供电质量,同时提升供电可靠性第三,自愈技术的应用可以使智能电网系统具备故障分析与预测能力,一方面要最大限度减小安全事故发生的可能性,另一方面在发生事故以后要尽量减小损失,在最短时间内恢复系统运行第四,自愈控制技术会从智能电网的运行与规划两个角度来思考问题,为工作人员提供可行性的运行方案,起到一种辅助决策的作用最后,自愈控制系统中,除了考虑系统本身因素之外,还会将市场以及电力政策风险综合考虑在内,对电网系统运行的安全性和可靠性进行定性和定量分析,在满足人们用电需求的前提下,实现供电企业的效益最大化。

2智能配电网自愈控制技术应用要点

2.1电网在线监测技术

电网在线监测技术一共包括两种监测技术,第一种是电气量监测技术;第二种是非电气量监测技术。电气量监测技术主要是对电网中的多种参数实现监测,例如电流的大小、电压的强弱以及功率的高低等。非电气量监测技术主要是对电气设备中介质实现监测,例如电气设备中压力、流量的大小以及电气设备中的温度高低等。智能配电网愈控制技术中最主要的监测功能就是对电力系统中最重要的设备进行监测。当电网出现故障时,这些故障的出现因素大多数是由于电力设备存在问题,当电力设备出现故障时,如果没有及时修复,长期以往,就会给电力系统造成一定的影响,导致故障的扩大。

2.2运行状态评估技术及应用

根据在线检测数据对运行状态进行评估,可以判断出系统的运行状态,及时发现系统中存在的潜在隐患,为故障控制做好准备,具体包括以下几个内容首先是电网总体运行状态,一是当前电网以何种方式运行,二是未来一段时间有可能出现的状态其次是设备状态的评估,主要是根据设备原始参数以及当前运行参数来判断第三是脆弱性评估,就是根据以上评估结果找到系统中的薄弱环节,为预防控制策略的提出提供依据第四风险评估,一是长期风险,包括气候变化对系统运行造成的影响,二是短期风险,主要是指一些突发状况有可能对系统带来的影响,另外还包括市场环境以及国家政策的变化所带来的外部风险最后是安全预警,主要将风险评估结果作为依据,根据风险类型、风险发生的可能性大小科学划分预警级别,做出相应的防范措施,提升防御的主动性,实现自愈控制目标。

2.3故障自愈模块演示

以畅路变电站为例，对其故障自愈系统进行模块演示，现将启动条件设为开关非正常分闸+保护动作，对出口开关故障、母线故障、负荷侧故障和多点故障的自愈策略进行分别演示。对于出口开关故障，其启动条件即发现和畅路出口短路断路器分闸信号，自愈策略实现过程为故障区域判定、故障隔离、负荷转供和处理结束，系统处于实时在线状态，畅路开关跳闸后，相关区域发生故障，进行断开隔离，此时无上游恢复方案，即行下游恢复方案，合上标线，恢复供电；对于母线故障，其启动条件为和畅路某断线路开关跳闸，自愈策略实现过程为故障区域判定、故障隔离、上游恢复和下游恢复，其中上游恢复方案即将断开和畅路合上，下游恢复方案是将和畅路畅标线合上，这也是唯一处理方案；对于负荷侧故障，仍为上述启动条件，属于非正常分闸，自愈策略实现过程，为故障区域判定、故障隔离和上游恢复，将断开和畅路合上，并无下游恢复方案；对于多点故障，即两个或多个故障同时发生，采用某一故障处理策略时，需同时启动另外相应故障处理策略，同时列入处理队列中，启动条件同上，自愈策略实现过程为故障区域判定、故障隔离、负荷转供和处理结束，系统处于实时在线状态，上游恢复方案和下游恢复方案均是将和畅路断开标线合上。故障自愈模块演示的是和畅路变电站的畅标和畅准，均为出线。通过故障自愈模块演示，可进一步明晰智能配电网的发展目标，即应用智能配电网故障自愈技术，实现配电网故障点的快速定位和自愈处理，从而缩小故障处理即停电时间。

2.4分析与决策技术及应用

自愈控制技术最大的优势就是不仅可以对配电网运行状态进行监控和评估,而且可以对评估结果进行分析,并做出相应的决策,也就是说其具备“思考功能”和“决策功能”。分析时主要包括以下几项内容一是各类装置发生故障时的性能二是这些故障会对整个电网系统产生哪些影响三是系统的接地方式以及负荷水平及其对各类故障的影响。而这里所说的决策就是自愈控制决策,就是故障解决方案,需要将所有的控制方