基于智能配電終端的分布式供電恢復(fù)方法

時(shí)鶴 張紅成 毛寧

【摘 ?要】分布式供電是小規(guī)模、分散式供電，是將供電系統(tǒng)安裝在用電用戶附近的分布式供電模式，而智能配電終端的分布式供電恢復(fù)，是基于約束條件進(jìn)行供電恢復(fù)判斷的過(guò)程，通過(guò)信息的對(duì)等交換，約束條件的判斷，信息回傳等，最終完成供電恢復(fù)區(qū)域的鎖定，完成供電恢復(fù)。

【關(guān)鍵詞】智能配電終端;分布式供電;恢復(fù)方法

引言

本文通過(guò)對(duì)分布式供電恢復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能的闡述，分析研究基于智能配電終端的分布式供電恢復(fù)方法、非故障停電搜索、實(shí)際可恢復(fù)供電區(qū)域判斷、分布式電源孤島搜索等方面，最終完成智能供電恢復(fù)。

一、基于智能配電終端的分布式供電恢復(fù)系統(tǒng)

如圖1所示，分布式供電恢復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能示意圖，從圖中可以直觀地看到，分布式供電恢復(fù)系統(tǒng)是一種基于智能配電網(wǎng)，包含通信網(wǎng)絡(luò)、STU的智能搜索、判斷供電恢復(fù)系統(tǒng)，其中通信網(wǎng)絡(luò)與配電網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)相互獨(dú)立卻又通過(guò)STU相互聯(lián)系的供電模式。STU主要作用是信息對(duì)等交換的通道，配電網(wǎng)絡(luò)為供電恢復(fù)系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及供電信息，相應(yīng)STU發(fā)出的指令數(shù)據(jù)。在這個(gè)供電系統(tǒng)中，STU為是實(shí)現(xiàn)搜索、判斷、供電恢復(fù)的核心，能夠收集、儲(chǔ)存、判斷網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀態(tài)、電氣量等供電系統(tǒng)信息，并進(jìn)行信息對(duì)等交換。可明顯看到，通過(guò)目標(biāo)函數(shù)及約束條件進(jìn)行求解，也就是對(duì)供電故障進(jìn)行判斷，如表1所示的STU存儲(chǔ)的原始信息。

每個(gè)STU都能與終端實(shí)現(xiàn)通信信息對(duì)等交換。通信信息主要為數(shù)據(jù)信息和指令信息，指令信息能夠?qū)╇娀謴?fù)進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)信息是用來(lái)目標(biāo)函數(shù)及約束條件進(jìn)行求解以及在故障搜索時(shí)進(jìn)行判斷，因?yàn)樵诠╇姽收现校K端并不是絕對(duì)安全的，為了防止終端引起的不必要的故障排查，STU會(huì)獲取下級(jí)相鄰終端的拓?fù)湫畔ⅲ谶M(jìn)行檢查時(shí)直接判斷終端故障。

二、分布式供電恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌阉鞣椒?/p>

在滿足一定條件下，分布式供電恢復(fù)可分為三步進(jìn)行供電恢復(fù)，第一，確定可恢復(fù)電源點(diǎn)，以故障點(diǎn)下游斷開(kāi)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的STU為起始點(diǎn)后搜索故障區(qū)，進(jìn)而在搜索中確定可恢復(fù)電源點(diǎn)。第二，確定可供電恢復(fù)區(qū)域。以擁有供電恢復(fù)能力的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的STU為起始點(diǎn)，進(jìn)而展開(kāi)計(jì)算搜索，確定可恢復(fù)供電區(qū)域。第三，確定最大可能的孤島供電區(qū)域，在實(shí)際搜索中以停電區(qū)域可獨(dú)立孤島運(yùn)行的分布式電源處的對(duì)應(yīng)的STU為起始點(diǎn)進(jìn)行搜索，最終確定供電恢復(fù)區(qū)域[1]。

（一）非故障停電搜索

1.搜索流程

在滿足一定的條件下，確定停電原因?yàn)榉枪收贤ｋ姡归_(kāi)搜索，確定根節(jié)點(diǎn)后逐步向下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送停電搜索指令，然后下游節(jié)點(diǎn)接受搜索指令后，進(jìn)行自我條件判斷，滿足判斷條件反饋，不滿足條件繼續(xù)搜索并反饋，如圖2和圖3非故障停電區(qū)搜索過(guò)程示意圖。在搜索停止后，需要進(jìn)行信息反饋，具體的過(guò)程為，在逐步向下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送停電搜索指令，下游節(jié)點(diǎn)判斷出信息后，進(jìn)行信息返回，此時(shí)，信息節(jié)點(diǎn)需要上游節(jié)點(diǎn)以此返回能否恢復(fù)供電的電源點(diǎn)信息，上游節(jié)點(diǎn)在接受返回信息之后會(huì)進(jìn)行供電恢復(fù)可行性判斷。經(jīng)過(guò)判斷將可恢復(fù)供電信息繼續(xù)向上游節(jié)點(diǎn)返回，以此類推，指導(dǎo)信息返回根節(jié)點(diǎn)，要注意的是在返回過(guò)程中，需要對(duì)判斷條件進(jìn)行標(biāo)記。最終，返回信息返回根節(jié)點(diǎn)，在根節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判斷，判斷條件為能否供電恢復(fù)，能供電恢復(fù)繼續(xù)搜索并確定故障根源，不能供電恢復(fù)停止對(duì)目標(biāo)區(qū)域的搜索。

2.注意事項(xiàng)

在進(jìn)行非故障停電搜索時(shí)，必須要注意執(zhí)行搜索最終返回信息的時(shí)間不一致，如此，就會(huì)出現(xiàn)在部分下游節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)判斷、返回、第二次搜索后確定可供電恢復(fù)，部分支路的第一次搜索還在進(jìn)行。因此，在搜索中，要及時(shí)進(jìn)行信息的確定，避免多余復(fù)雜的搜索。其次，在供電系統(tǒng)中，并非所有的區(qū)域都能執(zhí)行供電恢復(fù)，這種不具備供電恢復(fù)卻能夠進(jìn)行供電搜索的區(qū)域，要有區(qū)別性的排除，避免搜索中的多余判斷，同時(shí)分布式供電系統(tǒng)各供電支路具備一定的交叉性，這就導(dǎo)致在搜索中，會(huì)有重復(fù)搜索判斷區(qū)域，要盡量避免此類多余的搜索判斷[2]。

（一）分布式電源孤島搜索

供電系統(tǒng)發(fā)生故障后，分布式供電系統(tǒng)的故障隔離區(qū)會(huì)斷開(kāi)與并網(wǎng)及主網(wǎng)的聯(lián)系，但是DG具備供電容量，在供電恢復(fù)之后，為了保持供電系統(tǒng)的正常，還需要進(jìn)行分布式電源孤島搜索，通過(guò)控制供電恢復(fù)區(qū)外的DG，令孤島穩(wěn)定運(yùn)行后，才算是完成供電恢復(fù)。具體的過(guò)程為確定供電故障恢復(fù)后，有根節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令，DG孤島搜索，而后故障區(qū)STU收到命令后以自身為中心拓展搜索，在搜索中，滿足主網(wǎng)及并網(wǎng)運(yùn)行條件，孤島穩(wěn)定運(yùn)行，在反饋信息后，停止搜索[3]。

（二）實(shí)際可恢復(fù)供電區(qū)域判斷

在一定條件下，確定根節(jié)點(diǎn)進(jìn)而展開(kāi)供電恢復(fù)搜索，由根節(jié)點(diǎn)逐層向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)動(dòng)搜索指令，直到判斷出可執(zhí)行供電恢復(fù)。具體過(guò)程為，電源接受供電恢復(fù)搜索指令后，以此節(jié)點(diǎn)為起始點(diǎn)逐層自下而上地向上游發(fā)送網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)和供電恢復(fù)指令。而后，上游節(jié)點(diǎn)接收搜索指令后，在約束條件下判斷是否滿足約束條件。在判斷中，節(jié)點(diǎn)信息滿足網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)指令條件，則重新生成指令繼續(xù)向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令，若不滿足則停止搜索。在搜索中，出現(xiàn)約束條件不滿足的情況，停止搜索，在逐層的搜索中，逐步確定可執(zhí)行供電恢復(fù)范圍[4]。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于智能配電終端的分布式供電恢復(fù)方法，是根節(jié)點(diǎn)向上游、下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送供電恢復(fù)搜索指令進(jìn)行判斷最終確定供電恢復(fù)區(qū)域，以此達(dá)到供電恢復(fù)區(qū)域鎖定，實(shí)現(xiàn)供電恢復(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]咸國(guó)富.智能配電網(wǎng)分布式供電恢復(fù)方法[D].山東大學(xué)，2017.

[2]房凡秀.智能配電網(wǎng)分布式區(qū)域縱聯(lián)保護(hù)與故障恢復(fù)系統(tǒng)研究[D].山東大學(xué)，2015.

[3]戰(zhàn)一鳴.分布式饋線自動(dòng)化故障恢復(fù)技術(shù)研究[D].齊魯工業(yè)大學(xué)，2017.

[4]范開(kāi)俊.智能配電網(wǎng)分布式控制技術(shù)及其應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2016.

（作者單位：平高集團(tuán)智能電氣有限公司）