有源配電網的饋線自動化效果評價研究

呂慧娟黃愛華

（平頂山供電公司，河南 平頂山 467000）

有源配電網的饋線自動化效果評價研究

呂慧娟黃愛華

（平頂山供電公司，河南 平頂山 467000）

摘要：伴隨信息技術的不斷發展，傳統被動單向式供電配電網已經很難滿足當前的需要，亟須向雙向供電的配電網發展，有源配電網是妥善處理該問題比較有效的方法。但是，有源配電網中傳統饋線自動化技術根本無法確保選擇的正確性，必須研究出更加科學合理的評價方法。本文主要根據現階段大量分布式能源接入配電網面臨的電網自動化問題，從饋線自動化動作過程和結果兩個方面來細致深入地評價其處理效果，然后闡明了相應的評價方法，希望為推動有源配電網的饋線自動化技術發展提供借鑒。

饋線自動化；有源配電網（ADN）；評價方法

在實踐中推行饋線自動化（FA）能夠明顯改善配電網供電可靠性，這項技術具有非常重要的作用。它是饋線自動化技術能夠應用到實踐中的基礎條件，必須科學合理地評價它在配電網絡上出現故障之后的動作成功率，具體來說，也就是應準確有效地評估產品性能、故障處理效果等諸多方面。本文首先闡明了饋線自動化傳統評價方法，然后分析了相應的量化評價指標體系，接著從動作過程和結果這兩個方面入手，評價了其故障處理效果。

一、傳統FA的評價方法

具體來說，對于FA，存在著諸多類型的處理模式，其中包括電壓時間型就地控制模式、集中式主站模式等等。就各種模式而言，各家供應商所對應的處理策略同樣存在著一定的差異，動作過程同樣存在著一定的差異。通常情況下，對饋線自動化的動作結果評價，往往通過以下兩個方法來進行：第一，對最終結果進行檢查，分析其是不是和設定結果相符，第二，對動作過程進行檢查，分析其是不是和設定過程保持相符。

上述方法能夠或多或少體現不同饋線自動化系統的有效性、準確性，然而，需要注意的問題是，它們具有諸多缺點有待于改善，主要包括以下5方面缺點，具體如下所示：

第一，故障處理的操作，存在著非常苛刻的時序性，例如，在尚未隔離故障區以前，根本無法對非故障區實施相應的恢復操作，要不然肯定會造成故障范圍的進一步拓展，使得正常線路可能無法安全供電，所以，就算動作結果狀態是正確的，同樣無法確保動作過程的安全性。

第二，只是可以做出定性評估，而根本不能判斷非故障區的恢復比例與速度等各項參數。

第三，當輸入信息不完善或條件不具備的時候，此時所獲得的最終結果一般和提前設定的結果存在區別，然而，各種處理策略對于客戶的作用存在著一定的差異，這根本不能體現出來。

第四，故障處理結果，一方面和供電區域恢復范圍存在著緊密聯系，另一方面還和恢復的速度存在著聯系。

第五，處理故障的時候，可能的錯誤行為將造成故障的進一步蔓延或造成檢修區段帶電。

二、有源配電網（ADN）的FA評價指標體系

由于信息技術一直在發展，傳統被動單向式供電配電網已經和當前的需求產生矛盾，雙向供電的配電網成為發展趨勢，ADN能夠很好地把該問題解決。

ADN是指擁有組合控制不同類型的分布式能源分布式發電（DG）、可控負荷、儲能、需求側管理等能力的配電網絡，它旨在進一步改善配電網的經濟運行能力與主動分配能量的能力，改善配電網利用率以及用電質量，使得供電安全性得到提高。在這里，FA屬于其中的有機組成部分，同時還是改善供電可靠性的有效方法。但是，在高滲透率的分布式能源接入的環境中，現階段業界已有的饋線自動化技術已經無法有效滿足ADN控制的需要。

本文主要以ADN的特征為基礎，以FA動作過程和結果兩個層面切入，認真的評價了其處理效果，闡明了ADN的饋線自動化效果評價方法，從而能夠在理論層面為該項技術的發展奠定基礎。

（一）ADN的供電區段狀態定義

按照ADN供電區段在出現故障與做出應對處理前后的改變特點，我們能夠把其分成以下4種狀態，四者分別是故障、正常、待恢復、停電狀態。ADN在正常工作的時候，初始化全部帶電區段均處于正常狀態中，另外，那些非帶電區段則處于停電狀態之中。出現故障以后，由于出口斷路器與分布式電源出口保護跳閘造成停電的非故障區域的狀態是“待恢復”，與之相對應，那些故障區段的狀態則為“故障”。

（二）故障處理過程系數K

處理故障的過程中，經由對操作開關造成的開關位置改變進行連續網絡拓撲分析，我們能夠獲得不同區段狀態的改變，而且能夠得到各個操作過程的安全性，將其當作處理失效與否的判斷依據，同時可以通過K來反應處理操作的結果。要是一次故障處理過程中沒有任何一個區段存在任何錯誤狀態變遷，在這種情況下，那么該指標取1，否則，該指標取-1。

（三）ADN的故障處理電量恢復率fsh

用下面的式（1）之中的fsh指單位時間內，故障處理動作被恢復供電的供電量Psh和線路不發生故障時供電量Pnm兩者的比值，具體公式如下所示：

fsh=Psh/Pnm×100% （1）

在這里，對于Psh來說，其和最終恢復區段的大小以及速度存在著關聯，正是如此，所以這一個參數不僅涉及到供電故障處理率與故障處理速度，而且還涉及到配電線路中有關經濟指標，例如區段負荷量等參數，除此之外，還能夠體現出配電一次網絡的可靠性。毋庸置疑，fsh這一個指標和單位時間的大小存在著聯系，時間愈久，那么這一個參數的可比較性相應的愈小。鑒于大部分故障處理模式的操作時間均處于3分鐘之內，在這里，我們能夠將fsh取值為3min。

（四）ADN中分布式電源供電恢復率fDG

ADN中應當注重以下問題，將分布式電源引入到傳統的無源配電網以后，在故障處理操作過程中比無源電網更多的電量恢復影響。鑒于此，我們結合上文中提到的fsh，在此處闡明了fDG，具體來說，也就是因將ADN引入到分布式電源之中，由其在故障處理后給配電網絡提供的電量恢復。即單位時間內，因故障處理動作被恢復供電的供電量Psh減去在不考慮分布式電源接入的電網因故障處理動作被恢復供電的供電量Ptr后，和不發生故障時供電量Pnm的比值，即fDG=（Psh-Ptr）/Pnm×100%（2）。通過上述公式，毋庸置疑，我們可以看出fDG和fsh這兩個指標大致類似，因此，此處我們將fDG取值為3min。

三、故障效果評價研究

在這里，結合指標K，下面的公式（3）為我們展示了在ADN條件下對單次故障處理的可靠性量化指標，具體來說，也就是Fsh=K×（fsh+0.1）-K×0.1+K×fDG（3）。上面的式子里面，0.1這一技術性處理具有非常重要的作用，當屏蔽故障處理電量恢復率是0的時候，能夠將故障處理過程中的錯誤掩蓋。Fsh≥0表示了該FA的故障處理效果；如果Fsh＜0，那么說明故障處理操作過程存在不合理性。K×fDG主要反應了ADN和無源配電網的故障效果之間的不同。

上述的評價方法，既能夠驗證各種FA技術在ADN條件下，是不是具備正確處理故障的能力，還構建起各種FA方法在ADN條件下的效果評價方法。

結語

綜上所述，本文首先闡明了傳統FA的主要特征，然后ADN的FA的評價指標體系進行分析，具體來說，主要涉及到以下幾方面內容：第一，闡明了供電區段狀態定義，第二，闡明了K，第三，闡明了指標fsh，第四，闡明了指標fDG。根據上文中探討的幾個關鍵指標，本文研究ADN的饋線自動化效果的量化評價方法，從而在技術層面為FA方法在今后的ADN上的有效運用創造了有利條件。

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