智能配電網自愈控制技術探討

朱　凱，李志飛（國網安徽省電力公司滁州供電公司，安徽　滁州　239000）

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智能配電網自愈控制技術探討

朱凱，李志飛（國網安徽省電力公司滁州供電公司，安徽滁州239000）

能夠實現自愈控制是智能配電網最為重要的一項特征，現階段智能配電網自愈控制技術得到了廣泛的應用，其可以極大地強化供電的可靠性，并且使長期以來我國配電網中存在的高線損率和設備利用率不高等問題得到有效地解決?；诖?，本文針對智能配電網自愈控制技術進行了探討，介紹了自愈控制的關鍵技術和體系設計，供大家參考。

智能配電網；自愈控制技術；供電可靠性

引言

在國家安全防御體系中電網安全保障體系屬于一個非常重要的組成部分，智能配電網自愈控制技術的應用能夠有效地保證電網的安全，這主要是由于在電網正常運行時智能配電網的自由控制可以實現優化和預警，并且診斷故障情況，明確相關故障的位置，確保能夠及時地恢復供電。在未來的電網技術發展中智能配電網的自愈控制技術屬于一個非常重要的發展趨勢。

1　智能電網自愈控制概述

智能配電網自愈控制主要指的是能夠在不同的配電網區域和層次進行有效的協調，并且可以實現優化技術指標和經濟指標的一種控制策略和手段，其能夠使配電網具有自我恢復、自我決策、自我診斷和自我感知等一系列的能力，確保在不同狀態下的配電網實現經濟、可靠和安全運行。智能配電網自愈控制在正常運行的配電網中主要是優化、監控和進行系統預警。在電網處于故障狀態的時候，智能配電網的自愈控制技術能夠準確的定位故障，并且對故障進行隔離處理，確保能夠及時、快速地恢復供電［1］。下面介紹故障自愈的處理過程。圖1中的10kV出線斷路器分別是S1、S2以及S3，同時其具有自動跳閘的功能，站外開關為剩下的幾個開關，而且其沒有自動跳閘的功能，一旦有故障出現在A2～A3段線路間，那么就會從S1、A1、A2中經過短路電流，由于S1開關本身具備自動跳閘功能，所以其可以自動跳閘啟動保護工作。

圖1　智能電網自愈示例圖

①故障啟動：在該實例中啟動條件為分閘加保護，一旦配電自動化主站檢測到出現滿足啟動條件的保護動作信號，就會將故障分析啟動。②故障定位：系統在分析到有過流信號動作出現在A1和A2開關中，同時其他的過流信號沒有動作，所以將A2和A3之間確定為故障區域。③故障隔離：在將故障區域定位出來之后，將A2和A3開關斷開。④故障恢復：將S1開關合上，這樣上游恢復供電，將A6或者A9開關合上，下游就可以恢復供電。如果具有若干個下游恢復方案，這時候系統就會分析下游恢復方案的優先級別，并且以實際的情況優選下游恢復方案，最終將最優的恢復方案選擇出來。

2　智能配電網自愈控制系統的關鍵技術分析

（1）故障隔離與網絡重構的關鍵技術：在正常運行狀態下智能電網的故障隔離與網絡重構屬于最為主要的自愈控制相關技術，其能夠確保在發生外部嚴重故障或者內部相關故障的時候配電網實現自我恢復。結合自愈控制技術中就地控制和集中控制兩個架構的協調性，通過對就地信息的保護裝置的利用就能夠快速地切除故障，而以全局信息為基礎的網絡重構則具備全局性的計算和優化的能力，然而其在進行分析、計算和執行的時候需要較長的時間，通過對不同控制方法的優點的利用，對其進行優化和協調，就能夠實現最好的經濟、技術控制效果［2］。

（2）大面積停電恢復技術和關鍵負荷在極端條件下的保障技術：其主要包括在嚴重內部故障狀態下智能配電網的被動解列技術；在嚴重外部故障狀態下的智能電網的主動解列技術；發生故障后的以網絡重構為基礎的智能配電網的恢復局部供電的技術；以網絡重構為基礎的智能配電網的電壓控制技術；智能配電網在極端條件下的保障關鍵負荷的技術；以分布式電源為基礎的極端條件下的智能配電網的黑啟動技術。

（3）保護裝置控制保護技術：其重點內容就是通過局部信息使多電源閉環供電的配電網形成網絡式保護的相關技術；網絡式保護裝置在進行網絡重構之后的自適應控制保護技術；以全局信息為基礎的支撐平臺和以局域信息為基礎的保護裝置之間的保護協調配合機制；電網保護測控一體化終端的相關技術；能夠對故障分支進行指示的故障指示裝置［3］。

（4）故障特性分析技術：其重點關注的內容為在電網出現不對稱故障或者對稱故障的時候儲能裝置、分布式電源的故障特性；微網在發生外部故障之后的故障特性；包含著儲能裝置、微網、分布式電源的智能電網的故障特性；智能電網故障特性受到的儲能裝置類型、分布式電源類型、負荷性質、負荷水平以及系統接地方式等因素的影響。

3　智能配電網自愈控制的體系設計

3.1智能配電網自愈控制的方案設計

（1）集中控制方式：要想實現集中控制，系統主站必須要具備高級分析計算功能。在發生故障后系統要向主站發送量測信息，對故障的位置和類型等進行分析、計算和判定，并且制定完善的控制決策，隨后由智能終端或者保護裝置對控制決策進行執行，基本上由主站完成整個故障的處理過程。主站和終端在集中控制方式下需要進行大量的數據通信，而且如果只依賴于主站實施分析和決策往往需要耗費大量的時間，無法使快速切除故障的需求得到充分地滿足，所以目前如果想要單純的依靠集中控制方式使智能配電網實現自愈控制具有較大的難度［4］。

（2）分散控制方式：要想實現分散控制，必須要依賴于智能終端和保護裝置兩者之間的相互配合。以局部信息為基礎的智能終端和保護裝置是清除故障和實現恢復故障后供電的主要裝置。一般來說，分散控制方式具有較高的可靠性和效率，但是因為主站沒有參與到這一過程來，盡管智能終端與保護裝置兩者之間具有一定的聯系，但是其無法立足于全局性的角度實現對故障后過程的整體性協調，也無法與頻繁變化的網絡運行方式相適應，因此限制了這一控制方式的應用。不過，由于現在越來越多的應用到了以多代理為基礎的分布式計算技術，因此未來分散控制技術有望得到進一步的推廣和應用。

（3）集中——分散協調控制方式：該控制方式同時具備分散控制和集中控制兩者的優點，可以進行分布式協調控制。通過保護裝置的配合能夠清除故障，而通過主站分析計算后所發出的各種控制命令能夠盡快的實現故障后的恢復供電。該控制方式除了具有快速的故障切除速度之外，而且還具有較強的全局協調優化功能，能夠與多變的網絡運行方式相適應，因此在現階段得到了非常廣泛的應用。

3.2智能配電網自愈控制方案的實現基礎

配電自動化是實現自愈控制技術的基礎，而要想實現自愈控制技術，智能配電網需要具備以下條件：①具有各種智能化的配電終端設備和開關設備。②具備儲能設備、分布式電源、多電源或者雙電源，并且配備具有較高可靠性和靈活性的網絡拓撲結構。③具備強大的信息能力和可靠性高的網絡通信。④主站系統要具有預警、評估、計算、分析等一系列的智能化功能。自愈技術相對于傳統的配電自動化技術而言具有更高的主站功能系統要求，因此其能夠使分布式電源的靈活接入要求得到充分滿足。

4　結語

智能配電網的自愈控制技術在解決大量的分布式電源接入問題、預防大面積停電事故發生、抵御連鎖故障、提升配電網安全性和可靠性等方面均發揮了十分重要的作用，而且屬于非常關鍵的技術手段，其應用前景非常廣闊。為了能夠進一步的推廣和應用智能配電網的自愈控制技術，就必須要形成完善的智能電網綜合評價機制，從而對智能電網的發展進行有效引導，同時要加快智能電網自愈控制技術的研發工作，全面地推動我國智能配電網的不斷發展。

［1］劉 蓓，汪 沨，陳 春，黃 純，曹一家，張 飛，董旭柱.一種配電網故障階段式恢復方法［J］.電力系統保護與控制，2014（03）.

［2］董旭柱.智能配電網自愈控制技術的內涵及其應用［J］.南方電網技術，2013（03）.

［3］董旭柱，黃邵遠，陳柔伊，李 鵬，張文峰.智能配電網自愈控制技術［J］.電力系統自動化，2012（18）.

［4］劉新東，李偉華，朱勇，王得道，付 曉.基于多代理技術的分布式電網自愈控制策略研究［J］.電力系統保護與控制，2012（17）.

2016-5-1

TM76

A

2095-2066（2016）14-0032-02