配網合環供電輔助系統的研究

陳遠，王映祥，顧健，何登，馮亢亢

（1.貴州電網有限責任公司畢節供電局，貴州 畢節 551700；2.南京德軟信息科技發展有限公司，江蘇 南京 210000）

隨著用電需求量的增加，同時對供電的可靠性也越發依賴，即使短時間的停電也會引發用電客戶的不滿。但是電網運行過程中避免不了需要對個別線路或設備進行停電檢修。為了停電檢修時盡量縮小停電范圍，需要轉移檢修線路下的部分負荷至其他供電線路。我國配網結構的特點是“閉環設計，開環運行”，配網結構滿足轉移供電線路的前提要求，但是為了實現不停電轉供負荷，就需要對一些聯絡開關先進行合環，負荷轉移后再切斷需要檢修的線路，這種操作模式被稱為“合環供電”。合環供電操作過程中，由于合環開關兩側的電壓差、負荷差、相位差以及其他未知因素，容易形成環形電流或者很大的沖擊電流，引起線路上的保護動作造成跳閘，或者損壞電力設備，造成更大面積的停電。所以在進行合環操作前，需要對合環開關和線路上其他設備的各項參數進行匯總比較，綜合分析后判斷是否滿足合環條件，若滿足條件，則進行合環操作。目前，針對配網合環的相關技術分析手段還不成熟，多數情況下是靠以往的經驗來判斷是否能夠合環，缺少量化的分析，而且具有一定的風險。基于這些情況，提出一種配網合環供電輔助系統，可提供科學合理的合環判斷依據。

1 系統的基本架構

系統的整體架構如下圖1所示，主要功能模塊包括電網建模、合環約束條件及校驗、合環風險評估、輔助決策輸出。大致流程為：構建電網模型，根據電網模型判斷當前運行方式下是否滿足合環約束條件，進而評估合環操作的風險等級，最后綜合分析判斷聯絡開關是否可以進行合環操作，輸出輔助決策信息。

2 系統的主要組成模塊及功能實現

2.1 電網模型的建立

電網模型編輯模塊為系統的基礎模塊，它的主要功能是構建電網模型，首先是根據實際情況繪制電網圖形，繪制完成后把圖中所有聯絡開關進行特殊標記，以便合環操作時快速選取。同時，系統開發的數據轉發接口可實時接收SCADA系統中各個設備的運行參數，如電壓值、電流值、相位、負荷、力率等，為后面的合環校驗的分析計算提供數據支撐。

2.2 合環約束條件的建立

能不能進行合環操作，最主要就是看合環操作時會不會引起較大的環流，而合環操作時產生較大環流的原因大致有以下幾點：合環點兩端所屬母線的相序和相位不同；合環點兩端的電壓值相差過大；合環點兩端線路的綜合阻抗相差過大；合環點兩端的負荷相差過大；合環點兩端線路的運行力率相差過大。

綜合以上幾點，可以提取合環供電的幾個影響要素，主要包括相位偏差、電壓偏差、綜合阻抗偏差、負荷偏差、力率偏差等。這樣，合環操作的約束條件也可以理解為各項影響要素設置的上下限。系統在判斷能否進行合環操作時，首先判斷這些影響要求是否超出上下限，只要有任何一個要素超過限值范圍，均不允許進行合環操作。如果所有影響要素均未超過限值范圍，那么系統會根據數據接口采集到的各項要素數值進行分析計算，得出模擬合環條件下產生環流的大小，通過判斷環流大小是否超過合環限值來判斷是否滿足合環約束條件。

2.3 合環操作的風險評估

在進行合環操作約束條件的建立后，如果當前電網運行方式滿足合環操作的約束條件，那么理論上就可以進行合環操作，但此時進行合環操作不代表沒有風險，為了進一步評估合環操作的風險，系統設計了合環操作的風險評估模塊。根據合環操作的各項影響要素影響程度不同，對不同的影響要素設置不同的權重系數，各項影響要素的偏差值乘以對應的權重系數，得出各要素影響合環供電的風險值，各項要素的風險值相加得出合環操作的總風險值，系統對總風險值進行了低級、中級、高級三個風險等級的劃分，風險等級越高，合環操作的風險越大，風險等級越低，合環操作的風險越小。

2.4 輔助決策

系統的輔助決策模塊主要是對合環供電校驗和合環風險評估的一個結果輸出，系統通過對合環校驗結果和風險評估的風險值進行綜合分析，列出輔助決策信息。輔助決策信息會根據不同的分析結果輸出如下內容。

（1）如果合環開關不滿足合環約束條件，系統將提示“不滿足合環約束條件，禁止合環”，同時列出不滿足的影響因素有哪些，顯示對應影響因素的具體數據與約束條件的上下限對比情況，給出調節建議，例如電壓偏差超過限值，建議調節兩側主變分接頭以調整電壓偏差至限值以內；如相位不滿足約束條件，建議調整兩側相位為同一相位等。

（2）如果合環開關滿足合環約束條件，同樣顯示對應影響因素的具體數據與約束條件的上下限對比情況，同時輸出對應的風險等級，如果為低級風險，系統提示“滿足合環約束條件，風險等級低，建議合環”，然后列出合環操作時注意事項，主要是根據以往經驗制定的技術措施和組織措施，最大程度地降低合環操作帶來的風險。如果為中級風險，系統提示“滿足合環約束條件，風險等級中等，可以合環”，同樣列出合環操作的注意事項。如果為高級風險，系統提示“滿足合環約束條件，風險等級高，謹慎合環”，列出主要的風險因素，同時提出降低風險的一些建議以及合環失敗后對應的處理預案。

3 結語

上文介紹了一種合環供電輔助系統，此系統可代替人工進行大量的分析計算，與以往靠人工經驗判斷能否進行合環的方式相比，此方法提供了更加科學合理的判斷依據，能夠保證配電網的合環操作更加安全、可靠，很好地實現不停電轉供負荷，滿足了用戶對供電可靠性的要求，提升了供電企業形象。