配網保護參數管理及智能整定計算系統開發

原璐璐 劉寧寧

摘 要：隨著經濟和各行各業的快速發展，配電網是整體電網系統中的重要一環，如何正確地進行保護配置，有效地隔離故障，是配網工作人員必須考慮的問題。隨著電網建設的發展，配網規模不斷擴大，其所擁有的基礎數據也越來越龐大，而目前基本上都是以人工紙質的方式來上報和保存配網設備基礎參數，這樣極易造成新舊參數混淆及基礎參數丟失、不完整等情況。一旦基礎參數丟失或不完整，就會影響定值計算的準確性，最終導致電力系統的可靠性降低。鑒于此，開發了配網保護參數管理及智能整定計算系統，該系統可直接進行參數的報送與審批，與之前的人工紙質上報以及審批相比，從源頭上解決了基礎參數數據龐大、不易管理等問題。該系統還可通過GIS系統獲取相應的SVG單線圖文件，生成對應配網相關的變電站以及站外的所有線路，然后將已通過審批的基礎參數自動關聯到相關的設備，在定值計算時直接調用數據庫中的參數，從而確保定值計算的準確性，提高電力系統的可靠性。

關鍵詞：配網保護;參數管理;保護定值

引言

配網中保護的迅速動作對于故障的切除十分關鍵，尤其是隨著新能源的接入，潮流方向的不確定性增加，需要提出一種適應現階段電網發展的保護配合機制。提出了一種基于粒子群算法的雙向整定過電流保護配合多目標優化方法。首先闡明了過電流保護整定優化的配合原理，分析了雙向整定過電流保護的動作特性，說明了其保護原理，并建立了雙向整定過電流保護的數學模型，以保護裝置總動作時間最小和雙向整定過電流保護元件數量最小為目標，考慮常規的保護約束和動作時間約束。

1配電線路常見故障

配電線路常見故障包括外力故障、短路故障、設備故障等。第一種是外力故障，外力故障是由于各種外力導致的故障。例如，市政施工影響。在施工過程中破壞了配電線路，進而影響到配電系統的正常運轉。第二種是短路故障，這種災害主要是由于自然災害引起的。常見的自然災害有雷電事故。在發生雷電災害時，雷電產生的強大電流會擊穿電線的絕緣體，導致線路出現短路，進而影響到電力系統的正常運轉。第三種是設備故障，電力設備在長時間使用之后會出現故障，影響到電力系統的穩定運行。

2定值的自動整定計算

2.1關聯基礎參數計算相關定值

在以往的配網整定計算中，都是由相關的整定計算人員人工計算需要整定的定值。而在該系統中，可通過識別SVG文件解析出的對應的線路，將線路上的開關設備自動關聯到填報審批后的參數，再根據相關規則對線路上的開關進行整定，從而得出相應的整定定值。在整定過程中，該系統能夠同時整定一條線路上所有開關的定值，并根據上下級關系、整定原則等對定值進行校驗。這種使用系統整定的原理級定值，不僅解決了存在人工誤差的問題，而且使得繼保整定計算工作更加方便快捷。

2.2雙向整定過電流保護原理

在傳統方向過電流保護配置中，需要考慮分布式電源接入之后的雙向潮流的影響，即對于方向保護元件，潮流方向一般為從母線流向線路為保護的正常狀態;而考慮分布式電源后，分布式電源的潮流方向可能會從線路流向母線，造成了保護元件不能夠正確對潮流方向做出判斷。部分傳統過電流保護裝置由雙向保護元件替代，從而提高動作可靠性、減少動作總時間。雙向保護元件可以有效解決分布式電源帶來的雙向潮流問題。

2.3引入自動化聯防控制技術

人力巡檢已經不能滿足時代發展的要求，需要引入信息化技術來加強對供電線路的維護管理和狀態檢測。目前自動化聯防控制技術能夠有效地完成狀態檢測和故障檢測。比如當供電線路出現局部故障時，通過聯防技術能夠將故障線路的各種電力參數反饋給相關處理單元，通過對這些參數的計算和分析來判斷電網線路是否運行在一個穩定的狀態區間。這種信號的反饋主要是通過饋線來反饋完成的。在發現故障時可以及時啟動繼電保護系統以及繼電器等設備，將故障從正常線路中隔離開來，減少故障的進一步影響。

2.4配網故障定位功能設計與應用

基于故障指示器的配網故障定位功能設計與應用。故障指示器的配網故障定位系統組成為故障指示器、集中器和主站三大部分，由故障指示器拓撲分析、同線路故障事件匹配、電流跳變及配變失壓告警匹配和普通斷路器分析等模塊組成。故障指示器拓撲分析模塊通過GIS拓撲分析可獲得定位故障區上游和下游指示器，并將該段區域范圍發給配電網自動系統，最終傳遞給調度員。普通斷路器分析模塊能通過訪問配網的自動化系統設備模塊來搜索故障指示器動作所在線路中是否有普通斷路器，并將信息反饋給故障定位系統，使得調度員對故障線路的地理信息準確把握。基于配變失壓告警的配網故障定位功能設計與應用。當配變診斷到了停/復電告警時，會將這些信息傳遞給計量自動化系統主站，最終生成矩陣信息。根據邏輯推理形成的診斷結果傳送到信息發布模塊和統計模塊。基于配變失壓告警的配網故障定位平臺可快速實現配變通電的診斷。而平臺又能快速識別各類故障停電，實現快速定位故障。實現對搶修人員進行搶單并進行搶修搶單，極大地提高了搶修效率。

2.5電網智能調度控制系統的應用軟件

基本構架是由多個區塊組成的。（1）第一區塊是屬于基礎平臺的區塊，連接著主網調度和配網調度。在主網調度中有運行監控、仿真培訓、可視化展示、網絡分析、潮流計算和安全分析;在配網調度中有配網圖資管理、配網運行監控、配網網絡分析和配網故障處理。（2）第二區塊分別有配網搶修調度、GIS圖模服務、用電信息采集、調度OMS以及Web服務。在這一個基本構架中間，有一個接口服務是利用正反物理隔離的原理連接著第一區塊與第二區塊的。主配網調度控制系統中的調度關注重點內容和調度員日常關注重點內容有著比較大的區別。在基礎平臺第一區塊中主網調度，實行數據共享，實時服務，并且采集相關的數據，對配網進行改造和維持配網的正常輸出與運作。

2.6加強設備的維護管理

為了更好地保障電力設備工作在一個穩定的環境，而且容易導致設備的性能受損，影響正常生產作業。為了更好地提高設備的使用和管理效率，可以從以下幾個方面著手。第一，撰寫安全使用手冊，針對不同的電力設備，根據設備運行的特點以及經常出現的故障，將這些故障寫進安全手冊當中，從而更好地指導操作人員進行使用和操作。第二，為了完善設備的使用效率，需要建立嚴格的設備管理制度。這些制度主要包括如何使用設備、安全使用流程，以及相關的人員安排等。

結語

配電線路長期處在惡劣的環境當中，在運行過程中容易出現各種故障。這就需要供電企業重視輸配電線路的運行工作，加強對線路的維護和檢查工作，將更加智能化的技術應用到供電線路的維護當中，從而提升供電線路維護的質量和效率。對配網原理級與裝置級保護定值進行整定計算，自動生成定值單與計算書，自動拓撲識別與生成線路簡化圖，并根據拓撲關系識別上下級保護配合關系，實現了配網繼電保護定值的智能整定。

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