淺談智能配電網(wǎng)自動化技術(shù)的故障處理

吳偉芳

[摘 ? ?要]現(xiàn)如今自愈技術(shù)得到了智能配電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，其使用價值愈發(fā)凸顯，使用該項(xiàng)技術(shù)的目的在于解決智能配電網(wǎng)中存在的故障問題，具有自動化的優(yōu)勢。基于此，本文對當(dāng)下智能配電網(wǎng)運(yùn)行過程中所使用的故障處理自動化技術(shù)展開分析，簡要闡述各項(xiàng)技術(shù)的功能特性，以供參考。

[關(guān)鍵詞]智能配電網(wǎng);故障定位;故障處理自動化技術(shù)

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）05–00–03

Discussion on the Fault Treatment Automation Technology of Intelligent

Distribution Network

Wu Wei-fang

[Abstract]Nowadays， the self-healing technology has been widely used in intelligent distribution network， and its use value has become increasingly prominent.The purpose of using this technology is to solve the fault problems existing in the intelligent distribution network， and has the advantage of automation.Based on this， this paper analyzes the fault processing automation technology used in the operation of intelligent distribution network， and briefly describes the functional characteristics of each technology for reference.

[Keywords]intelligent distribution network; fault location; fault processing automation technology

智能配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要部分，將配電網(wǎng)高級自動化技術(shù)作為基礎(chǔ)，通過對各種先進(jìn)控制技術(shù)、傳感技術(shù)及通信技術(shù)的使用實(shí)現(xiàn)對智能化設(shè)備的控制和使用，進(jìn)而能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進(jìn)行檢測、控制、保護(hù)及優(yōu)化，為廣大用戶提供安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保的供應(yīng)電力。通過對故障處理自動化技術(shù)的使用，能夠快速找到故障的具體位置，將其隔離，恢復(fù)非故障區(qū)供電，進(jìn)而保證配電網(wǎng)的自動控制及自愈。

1 ?故障自動化技術(shù)概述

智能電網(wǎng)自愈服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)對故障的快速定位、快速隔離以及快速恢復(fù)，對非故障區(qū)域供電，進(jìn)而有效縮短停電時間，減少停電面積，防止大面積、長時間停電情況的出現(xiàn)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，保障電力服務(wù)的質(zhì)量。進(jìn)行故障處理，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動化修復(fù)可分為三大步驟，第一，在電網(wǎng)穿故障的一瞬間，高壓斷路器和繼電保護(hù)自動化裝置可以在短時間（100ms）內(nèi)將故障清除，因此故障的持續(xù)時間僅有100ms左右。有助于達(dá)到快速繼電保護(hù)的目標(biāo)，相對來說，傳統(tǒng)模式下繼電保護(hù)裝置恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行的選擇不具有職能型，通常需要通過變電站出口完成保護(hù)先動作，導(dǎo)致停電面積持續(xù)擴(kuò)大，忽視了多開關(guān)級聯(lián)的優(yōu)勢。第二，完成故障的診斷后，需要將故障區(qū)域有效隔離并且快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。第三，完成故障區(qū)域隔離以及非故障區(qū)域的恢復(fù)會后，需要全面定位和排除故障點(diǎn)，該過程所花費(fèi)的時間較長，通常情況下需要數(shù)個小時。通過上述幾個步驟便能有效消除故障，并且保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

2 ?智能配電網(wǎng)故障處理自動化技術(shù)特點(diǎn)

2.1 ?提高安全性能，確保配電網(wǎng)供電質(zhì)量

智能配電網(wǎng)的“智能”主要體現(xiàn)在自動化技術(shù)，將自動化技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)中能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測，進(jìn)而及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題。并且自動化技術(shù)如果發(fā)現(xiàn)故障會將故障區(qū)域和電網(wǎng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下的其他區(qū)域隔離，以防故障出現(xiàn)蔓延的現(xiàn)象。自動化技術(shù)能夠精確定位配電網(wǎng)故障的具體范圍，隔離區(qū)的設(shè)置有助于供電的及時恢復(fù)，降低因?yàn)楣收弦蛩貙V大用戶所產(chǎn)生的影響，對于保證供電質(zhì)量來說具有十分重要的作用。

2.2 ?提高配電網(wǎng)的信息化水平

傳統(tǒng)模式下對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測多使用人工監(jiān)測方式，而智能配電網(wǎng)自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能實(shí)時監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，該項(xiàng)技術(shù)會及時將相關(guān)信息傳輸?shù)娇刂浦行模ぷ魅藛T可以通過控制中心了解電網(wǎng)具體運(yùn)行情況，根據(jù)具體情況合理安排配電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度工作。

2.3 ?提高主動性和互動性

智能電網(wǎng)故障處理自動化技術(shù)在對配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測時，會自動評估所得到的數(shù)據(jù)信息，對電網(wǎng)中相關(guān)位置可能會發(fā)生的問題進(jìn)行分析和預(yù)測。具有一定的主動性，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障、消除故障，降低故障對整體系統(tǒng)的影響程度。同時自動化系統(tǒng)還具備人際互動化操作，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測信息制定針對性的解決方案，最終實(shí)施最合適方案。有一點(diǎn)需要加以注意，具有權(quán)限的工作人員可通過人為方式操縱系統(tǒng)。

3 ?智能配電網(wǎng)故障處理技術(shù)

3.1 ?分布式智能控制技術(shù)

現(xiàn)如今，越來越多的配電網(wǎng)都開始使用集中型故障自愈控制方法，根據(jù)每一個配電終端和子站、主站二者間重要通信角度開始[1]。評估配電網(wǎng)調(diào)度主站需要與配電終端故障數(shù)據(jù)及配電網(wǎng)具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面分析，及時明確故障的具體位置，建立故障隔離區(qū)間，制定有效的故障解決措施，最終通過遠(yuǎn)程遙控功能實(shí)施解決措施，進(jìn)而確保故障區(qū)域和正常區(qū)域的隔離，恢復(fù)正常區(qū)域的供電。但是這一方法也存在一定的不足，主要體現(xiàn)在對通信通道和主站的過于依賴，從實(shí)現(xiàn)自動控制方面展開分析，穩(wěn)定性不佳。

現(xiàn)如今配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，主站和終端的數(shù)據(jù)交互功能能夠形成大量的信息。基于這一現(xiàn)象僅有主站負(fù)責(zé)評估、判斷及決策工作，耗時較長，效率低下，不能將故障快速清除。除此之外，分布式故障自與控制模式屬于戰(zhàn)役中建立在配電網(wǎng)廣域及區(qū)域保護(hù)角度上的就地控制模式，簡而言之其屬于一種就地控制模式。通常情況下，該控制模式同配電網(wǎng)自動化主站和子站的控制無明顯關(guān)系，在這一過程中只需要使用配電網(wǎng)智能終端通信技術(shù)，便能夠完成重構(gòu)轉(zhuǎn)供，及時處理故障[2]。如果配電網(wǎng)中的饋線發(fā)生無法解決的故障，同饋線距離最近的配電終端進(jìn)行通信，互相交換分析檢測信息，通過對比后，根據(jù)所收集到的電流、電壓等進(jìn)行合理的定位及故障分析。完成定位后，再通過配電終端及變電站出口斷路器保護(hù)功能，重點(diǎn)區(qū)分故障點(diǎn)邊線位置的斷路器及負(fù)荷開關(guān)等其他裝置。減少上游正常范圍的用戶就故障問題出現(xiàn)停電的概率，再通過遠(yuǎn)程遙控有效隔離故障，同時合理使用自動重合閘，確保下游非故障停電范圍恢復(fù)正常供電。

一般情況下，分布式故障自愈控制模式還體現(xiàn)在區(qū)域控制方面[3]，以一個或兩個以上的環(huán)網(wǎng)劃分為一個區(qū)域單位。通過區(qū)域控制器確保區(qū)域范圍內(nèi)不同種類終端間的通信，對收集到的故障信息進(jìn)行快速、有效地處理。從對等通信模式展開分析，智能配電網(wǎng)的分布式控制技術(shù)通過對最近距離配電終端的使用實(shí)現(xiàn)自動化故障處理，并且處理具有便捷性和靈活性，但是也存在一些問題，主要表現(xiàn)于對于難以有效適應(yīng)配電網(wǎng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)。但是集中型故障自愈控制模式主要是通過主站同配電終端雙向通信來達(dá)到統(tǒng)一收集及控制的作用，圖1為分布式及集中式協(xié)調(diào)控制技術(shù)。能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性的配電網(wǎng)的兼容。所以，在智能配電網(wǎng)故障處理自動化技術(shù)的使用過程中，需要有效結(jié)合兩種控制模式，達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的目的。

3.2 ?網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)技術(shù)

現(xiàn)如今，多數(shù)配電網(wǎng)故障延時的長度同故障電流的大小息息相關(guān)。在一些經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的區(qū)域，用電量水平較高，那么則會直接導(dǎo)致故障電流增大，因此故障延時的時間較長，不能同時保證配電網(wǎng)的故障恢復(fù)效率以及其系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，在這一趨勢下，如果某地區(qū)的配電網(wǎng)發(fā)生故障，需要及時實(shí)施網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)，確保智能配電網(wǎng)保護(hù)裝置的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而為配電網(wǎng)的及時修復(fù)提供便利。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)的過程中，普通保護(hù)系統(tǒng)并不需要配合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)出相關(guān)指令，因?yàn)閰^(qū)域的不同，電力系統(tǒng)的保護(hù)需要在整體系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，通過統(tǒng)一調(diào)配才能有效體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制的優(yōu)勢[4]。

3.3 ?故障點(diǎn)自動定位技術(shù)

當(dāng)下，智能配電網(wǎng)主站控制系統(tǒng)內(nèi)部具有專門的通信交換機(jī)軟件系統(tǒng)，主要作用為自動分析和傳輸不同的信息，提高故障位置定位的精準(zhǔn)性以及故障查詢分析的可靠性。即時通信對于實(shí)現(xiàn)自動定位功能具有重要的作用，同時對于自動定位功能能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有決定性作用。該項(xiàng)技術(shù)的主要原理是對數(shù)字識別技術(shù)的有效應(yīng)用，所有的采集器和指示器都具有自身四字節(jié)準(zhǔn)確地址，為主站計(jì)算機(jī)找出和分析故障提供了極大地便利。當(dāng)下，近將指示器過流的具體情況作為評估故障的重要依據(jù)。基于這一情況，如果變電口出現(xiàn)跳閘問題，能夠直接通過主站設(shè)置對故障具體位置進(jìn)行判斷，并通過自動化判斷功能全面分析電網(wǎng)系統(tǒng)，能夠及時得到精準(zhǔn)的故障位置，進(jìn)而采取有效的處理措施[5]。配電網(wǎng)故障自動定位技術(shù)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

4 ?提高配電自動化實(shí)用性的措施

若想需要提高供電的質(zhì)量及配電自動化的可靠性，首先需要保證智能體系及區(qū)域平衡的一致性，建立FA體系，優(yōu)化體系建設(shè)。在完善配電自動化系統(tǒng)的過程中，需要對多方面因素進(jìn)行全面考慮。尤其是配電網(wǎng)的運(yùn)行方式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化情況，這樣才能保證通信的流暢。其次，需要建立遠(yuǎn)程信息傳遞系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供電自動化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程距離傳遞接受。將電壓臨近器安裝在供電線路中，使用計(jì)算機(jī)對饋線電壓進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。合理設(shè)置低高壓無功智能補(bǔ)償設(shè)備，有效減少配電線路能耗消耗，進(jìn)而提高配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。優(yōu)化配電自動化結(jié)構(gòu)有助于提高客戶用電管理水平。最后，應(yīng)強(qiáng)化創(chuàng)新。現(xiàn)如今配電網(wǎng)系統(tǒng)愈發(fā)完善，因此需要加強(qiáng)對技術(shù)的創(chuàng)新，保證通信質(zhì)量的穩(wěn)定性。并且現(xiàn)如今電力市場發(fā)展迅速，應(yīng)不斷優(yōu)化和完善配電網(wǎng)，使其功能漸漸區(qū)域完善，在這一過程中有效提高用電水平，降低企業(yè)成本，加大對電網(wǎng)性能的開發(fā)力度，制定有效地運(yùn)行措施。

5 ?結(jié)語

總而言之，智能配電網(wǎng)故障自動化處理技術(shù)對于供電的質(zhì)量、故障處理效率以及時效性均具有重要的意義。本文通過故障定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)技術(shù)及分布式智能控制技術(shù)等進(jìn)行分析，對配電網(wǎng)故障自動化處理技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，基于得到的信息不斷優(yōu)化和完善智能配電網(wǎng)安全運(yùn)行路徑。

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