配電網故障處理及控制技術標準體系研究

摘 要：在新型電力系統中，配電系統是關鍵角色，技術標準的實施為配電網系統的運行控制提供了標準化的規范和要求，能夠有效推動產業技術水平提升和技術創新進步。本文針對新型電力系統的挑戰和需求，分析了配電網在運行控制和故障處理等方面的業務基礎和流程，并建立了配套的技術標準規范體系，有助于指導配電網領域的科技研發和精確規劃標準，進而為新型電力系統的優質發展奠定堅實的基礎。

關鍵詞：故障處理，運行控制，技術標準體系，新型電力系統

0 前 言

配電系統，作為新型電力系統的核心組成部分，通過整合分布式能源、新型負載、儲能技術以及先進的傳感和通信技術，發揮著至關重要的作用。制定和更新技術標準對于推動技術革新、促進協作、減少資源浪費以及提升產業整體技術水平具有顯著影響。隨著技術創新的持續涌現，標準也需同步進化，以適應行業發展的新趨勢。在2022年10月9日，國家能源局發布的《能源碳達峰、碳中和標準化提升行動計劃》提出，要加強新型電力系統標準體系的建設，以支持新型電力系統的建設和相關產業的發展。為了實現碳達峰和碳中和目標，現有的配電網故障處理和運行控制技術標準體系需要更新，以適應國家和行業的新要求，并推動技術標準體系的升級[1-4]。

為滿足配電網在故障處理和運行控制方面的業務需求和應對挑戰，必須規劃技術標準體系的發展路徑，并搭建標準體系的總體架構。此舉將為電力企業的運營提供技術支撐，推動電力系統及其相關產業的發展與升級。

1 配電網故障處理及控制技術的業務需求

在新型電力系統的環境下，增強配電網的故障處理和運行控制能力，主要涉及以下3個業務需求領域：配電網的故障診斷與定位技術、配電網的帶電作業技術，以及分布式電源的接入保護與控制技術。

1.1 配電網故障診斷與定位技術

隨著分布式電源的大量并網，配電網的傳統架構正在轉變，可能會對故障信號帶來干擾。因此，分析分布式電源對配電網故障檢測和定位的影響變得至關重要。這促使我們需要研制新的故障診斷和定位技術，為其故障處理提供科學依據和技術支撐。

1.2 配電網帶電作業技術

配電網作為電力系統的最前沿，直接服務于用戶，既是電力供應的支撐平臺，也是電力服務的展示窗口。在用戶對電力可靠性要求日益提高的背景下，“不停電”已成為配電網運行管理的基本要求和最高服務目標。因此，隨著智能配電網的發展，提升配電網的帶電作業技術顯得尤為重要，這有助于實現配電網持續、穩定供電的目標。

1.3 分布式電源接入保護與控制技術

隨著分布式電源接入配電網，這種接入模式改變了故障電流的流向，并對現有的電流保護及控制策略帶來影響，可能觸發保護裝置誤動作、重合閘無法成功或備自投裝置失效等情況。因此，迫切需要開發與分布式電源接入相適應的保護與控制技術，確保配電網的安全可靠運營。

2 配電網故障處理及控制技術面臨的挑戰

2.1 配電網發展遲緩

部分地區的配電網面臨著設備老化和技術創新滯后的問題，這些因素削弱了電力供應的可靠性。為了克服這些難題，必須迅速推進配電網的現代化改造，以增強電網的穩固性和可靠性。

2.2 電網結構薄弱

配電網的結構通常較為脆弱，這對電網的穩固性和可靠性提出了挑戰。為了應對這些挑戰，必須增強配電網的規劃設計與施工，提升設備的保養和現代化水平，并強化應急準備計劃的制定與執行。

2.3 配電網基礎數據差

配電網的操控一般會經過不同的部門，這就導致其基本數據往往在不同的系統中，且并沒有形成一致的標準和操控機制，這就導致不能高效地進行數據分享和聯合工作。面對這一挑戰，應該設計一套完整的數據整理和管理系統，提升數據研究和開發的技術水平，增強服務水平。

2.4 分布式電源的接入帶來的不確定性

伴隨分布式電源并網日益增多，導致更加復雜的配電網運作，同時增加了不確定因素，同時也對配電網的運行控制提出了更高的標準。所以，要有合適的接入準則，并同時提升與分布式電源業主的溝通能力，保障電力系統運行。

2.5 技術與系統的集成

為了實現配電網的優化運行，需要將電力電子技術、通信技術、數據分析技術等進行綜合應用，并與現有電力系統實現有效集成，以提高協作效率。這要求加強技術的研發與創新，建立和完善技術標準與規范，促進不同技術之間的融合與協同工作，以及系統間的兼容性和信息共享。

2.6 政策與法規的影響

在電力領域，政策和法規的嚴格監管對配電網的投建與運營有著深遠的影響。要敏銳地捕捉政策走向及其潛在效應，與政府相關部門保持密切的溝通與協作，以確保電力行業的持續健康成長。

2.7 安全與隱私保護

在在管理眾多用戶信息和敏感數據的過程中，必須設立規范嚴格的管理和保護措施，以減少遭受網絡攻擊的可能和發生數據泄露的風險。

2.8 配電網電力電子化的影響

擁有復雜的控制系統和算法的電力電子設備一旦發生故障，會牽連到眾多對應的參數和組件，大大增加了故障診斷的難度。因此，需要運維團隊需要具備更專業的知識與技能并要有多方面的合作，以便快速準確地定位和解決問題。

2.9 電能質量要求逐步提高

電能質量關乎電壓和電流的穩定，因此配電網需要精確調控電壓和電流，盡可能減少停電的發生及其時間。所以，要不斷更新配電網的運行控制技術，增強對緊急情況的反應和管理能力，包括迅速定位和獨立故障的能力，并且提升恢復非故障區域的電力供應的速度。

2.10 諧波問題

由于分布式電源的大量并網和大規模使用電力電子設備，導致了復雜的諧波問題，對于諧波檢測和識別需要有更高的標準。同時要對設備類型、參數和運行條件進行考慮是否受到諧波影響，選擇合適的治理諧波技術并且優化性能是重中之重。

3 配電網故障處理及控制技術標準體系框架

為滿足配電網故障處理以及運行控制技術的需求和應對挑戰，建立一個標準體系迫在眉睫，以推動這些技術的發展和應用。

依據相關國家標準和電力行業標準，按照規范性、系統性、協調性和可擴展性的原則，采用從頂層設計與基層實施相結合的方法，創建標準體系框架。這樣的框架旨在確保標準的全面性和實用性，同時保持對新技術和新需求的適應能力。

從頂層設計到基層實施的方法是基于故障處理和控制技術的總體發展目標，每一步都細化，明確不同的實踐背景，對需求進行細化分析，據此提出標準；而基層實施到頂層設計的方法則是從實踐背景出發，評估所有的技術標準體系，比較需求和標準之間的差異，據此確定需求。如果已經存在相對應的體系，只需要分析適應性并進行修訂升級。

最終，形成了配電網故障處理和運行控制的標準體系框架。

標準體系結構分為運行控制和故障處理兩個模塊，并按照3個層級進行編排。

按照DL/T 485-2018標準，技術標準部分的構建基于技術專業和生產流程的分類方法，并且通過對不同標準進行橫向比較，有助于發現標準體系中的空白區域。運行控制部分包括：配網架構與供電能力、有無功控制、二次設備及自動化、源網荷儲協調運行、電能質量監測治理技術、電網設備運行狀態巡視監測技術六大部分，每個部分能夠細分為多個子部分。配電網故障處理主要包括：自動化故障應對、單相接地和斷線故障處理、自愈控制技術、分布式電源接入故障管理以及故障處理效能的評估5種類型。

有無功控制涵蓋了以下幾個方面：無功功率和電壓調節、需求側響應、短路電流控制、輸電線路損耗降低。

二次設備和自動化涉及以下幾個關鍵組成部分：自動化系統總體架構、自動化主站系統、自動化終端設備、自動化通信及安全防護措施、配網保護裝置及技術。

源網荷儲協同運行技術主要包括以下幾個方面：分布式電源及微電網集成和管理技術、多元化負荷的控制策略、負荷調節和運行控制技術。

配電網自動化故障處理涵蓋以下幾個關鍵技術：饋線自動化技術、集中式智能故障處理系統、智能分布式饋線自動化、就地型饋線自動化、網絡式保護技術、級差保護策略。

4 總結和建議

建立配電網故障處理與控制技術的標準體系，有利于識別標準制定中的不足，進而有效利用技術標準的領導作用，這將促進相關科技領域的創新和科學標準的精確制定，借助標準化手段加速科技創新及其成果的實施，為電網的改造和新型電力系統的優質發展提供穩固的基礎，為確保其長期有效性，建議如下。定期審視和更新標準體系，確保其反映最新的技術進展和實踐需求。將標準體系應用于實際工作中，并根據實施情況提供反饋，以便于進一步的優化和調整。根據標準修訂的需求和現場實際情況，制定一年至兩年的標準修訂實施計劃，并確定標準的優先級。根據需要，申報企業標準、團體標準、行業標準或國家標準，并積極參與國際標準的制定工作。針對標準使用過程中發現的問題，進行深入的差異性分析，以便更好地理解和解決標準實施中的差異和問題。

參考文獻

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