配電網(wǎng)智能系統(tǒng)中的自愈能力分析

1、配電網(wǎng)智能系統(tǒng)中的自愈能力分析摘要：電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，電力技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新與各行各業(yè)息 息相關(guān)。配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著向各電力用戶饋供電的重 要任務(wù)，區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)的建設(shè)水平直接關(guān)系著該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著近年來國(guó) 內(nèi)智能化配電網(wǎng)管理模式的不斷普及與推廣，配電網(wǎng)自愈水平得到了不斷的提升， 本文以智能配電網(wǎng)系統(tǒng)中的配網(wǎng)自愈能力作為切入點(diǎn)，對(duì)如何進(jìn)一步提高配網(wǎng)供 電的可靠性進(jìn)行的討論和研究。一、何謂配電網(wǎng)智能系統(tǒng)及配電網(wǎng)自愈能力。配電網(wǎng)智能系統(tǒng)是電網(wǎng)智能化建設(shè)的重要組成部分。配電網(wǎng)智能系統(tǒng)是利用 電子通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，將配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)工況 數(shù)

2、據(jù)進(jìn)行采集，通過信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，將這些數(shù)據(jù)信息匯總至配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)， 經(jīng)過數(shù)據(jù)分析與整合計(jì)算，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，實(shí) 現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下及事故情況下的遙調(diào)、遙信、遙測(cè)、遙控，最終 實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理的智能化。隨著配電網(wǎng)管理水平的不斷提高，智能化配電網(wǎng)已經(jīng) 成為國(guó)際上公認(rèn)為未來的電網(wǎng)發(fā)展模式。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是配電網(wǎng)智能化主要依托的運(yùn)行平臺(tái)，配網(wǎng)自動(dòng)化中的故障 隔離和恢復(fù)等功能也完全包括在智能配電網(wǎng)自愈的范疇，同時(shí)也是智能配電網(wǎng)自 愈的關(guān)鍵內(nèi)容。配電網(wǎng)智能系統(tǒng)中的自愈能力是指當(dāng)電力故障發(fā)生時(shí)，通過配網(wǎng) 自動(dòng)化系統(tǒng)的分析與判斷，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的自動(dòng)定位、故障類型的自動(dòng)判別

3、以及提 供電恢復(fù)方案優(yōu)選實(shí)現(xiàn)，最大可能的減少停電范圍和并縮短停電時(shí)間，快速的將 故障設(shè)備隔離，將相關(guān)供電區(qū)域從緊急狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。配電網(wǎng)自愈只涉及 故障點(diǎn)的智能切除，不包括具體故障設(shè)備的更換和修復(fù)，具體的檢修工作仍須要 人工完成。二、配電網(wǎng)自愈能力的實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)自愈的最主要特點(diǎn)就是無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)便可以在極短時(shí)間內(nèi)判定 并隔離故障點(diǎn)，最大可能的縮小停電范圍和縮短停電時(shí)間，這是智能配電網(wǎng)最重 要的特征。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的各采集終端不斷對(duì)各在網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行工況數(shù)據(jù)進(jìn) 行檢測(cè)并采集回傳，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的異常信號(hào)，通過核心服務(wù)器的整合計(jì)算與 分析判斷，對(duì)運(yùn)行工況不良的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的糾正和控制，以減

4、少因設(shè)備故障導(dǎo) 致供電中斷的現(xiàn)象。當(dāng)配電網(wǎng)中一次設(shè)備出現(xiàn)接地、短路等暫態(tài)故障時(shí)，配網(wǎng)自 動(dòng)化系統(tǒng)則能通過與繼電保護(hù)（變電站配網(wǎng)出線斷路器保護(hù)、線路分段斷路器保 護(hù)、過電壓保護(hù)器等）、自動(dòng)裝置（重合閘、備自投、低頻低壓減載等）、故障 點(diǎn)選判裝置等進(jìn)行相互配合，自動(dòng)判別故障點(diǎn)的具體位置并使距離故障點(diǎn)最近的 兩側(cè)斷路器跳閘，其它在網(wǎng)的正常設(shè)備則通過自動(dòng)裝置進(jìn)行自動(dòng)重合或自投，立 即回復(fù)非故障區(qū)域的送電。智能配電網(wǎng)的自愈功能并不取代調(diào)度員的作用，在自 動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行元件設(shè)備自動(dòng)做出處理動(dòng)作后，會(huì)及時(shí)向調(diào)度員發(fā)出告警信號(hào)并顯 示故障失電范圍，使調(diào)度員能夠清晰判斷是否需要做出進(jìn)一步處理，并根據(jù)事故 追憶系統(tǒng)

5、分析故障原因，完成檢修人員派遣、停電信息發(fā)布等后續(xù)工作。三、現(xiàn)階段智能化配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈能力的條件實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自愈功能，是智能化配網(wǎng)建設(shè)的核心，否則所謂的智能化也只 能是有名無實(shí)。而實(shí)現(xiàn)自愈功能，則需要深入研究并解決以下關(guān)鍵技術(shù)：1、非健全信息條件下的快速故障定位、隔離與恢復(fù)供電優(yōu)化策略。這就要求 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的各信息采集終端以及故障選判裝置在數(shù)據(jù)采集和上傳過程做到 準(zhǔn)確無誤，各裝載繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的斷路器要可靠動(dòng)作。2、分布式智能自愈控制水平。采集終端和各斷路器點(diǎn)多面廣，分布于配電網(wǎng) 干線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中，如何實(shí)現(xiàn)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的上傳與接收則是分布式智能自愈控 制技術(shù)中的核心之處。3、嚴(yán)重故障情

6、況下斷電快速自愈恢復(fù)技術(shù)。當(dāng)配電網(wǎng)一次設(shè)備發(fā)生短路、接 地等故障時(shí)，故障選判裝置應(yīng)迅速判明故障點(diǎn)位置，距離故障點(diǎn)最近的兩側(cè)斷路 器應(yīng)在繼電保護(hù)裝置的作用下跳閘將故障點(diǎn)迅速隔離，而因繼電保護(hù)定值無法完 全相互配合所造成的其他臨近斷路器、甚至變電站出線斷路器的跳閘，則需要通 過自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入裝置來進(jìn)行彌補(bǔ)，這樣便可將故障點(diǎn)準(zhǔn)確切除， 而非故障設(shè)備則可迅速恢復(fù)供電，使停電范圍和停電時(shí)間縮減至最小，最大限度 保證對(duì)用戶供電的連續(xù)性和可靠性。4、高效的智能設(shè)備及功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件平臺(tái)。高效且運(yùn)行穩(wěn)定的智能設(shè)備 在接入功能強(qiáng)大的配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行平臺(tái)后，通過快速仿真等手段得到故障情況下 的配電網(wǎng)

7、優(yōu)化的運(yùn)行方案，進(jìn)而能快速恢復(fù)停電區(qū)域的供電，達(dá)到配電網(wǎng)設(shè)備的 自愈要求。四、配電網(wǎng)智能系統(tǒng)中的自愈評(píng)價(jià)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)電力用戶受到的停電時(shí)間有九成以上是配電網(wǎng)造成的， 而造成電能質(zhì)量問題的主要因素也在配電網(wǎng)，所以配電網(wǎng)自愈能力的強(qiáng)弱也直接 關(guān)系到該區(qū)域配電網(wǎng)供電質(zhì)量的好壞。然而，配電網(wǎng)是否具有自愈能力以及自愈 能力的強(qiáng)弱需要有有一套合理且公認(rèn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，目前我國(guó)電力行業(yè)部門還在研 究并完善這套行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。配電網(wǎng)的自愈能力，可從自愈速度與自愈率兩方面來評(píng) 價(jià)。1、自愈速度。指的是當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，從事故發(fā)生至通過配網(wǎng)自動(dòng)化系 統(tǒng)自動(dòng)切除故障點(diǎn)并自動(dòng)恢復(fù)非故障區(qū)域供電的時(shí)間，可按照等級(jí)劃分原

8、則為以 下幾級(jí)：一級(jí)自愈速度，也稱為毫秒級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在一周波（50HZ電 網(wǎng)是20毫秒）以內(nèi)的自愈恢復(fù)，其作用是讓用戶沒有感覺”，因此可稱為無縫自 愈”。二級(jí)自愈速度，也稱為周波級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在一周波以上、幾 十毫秒以內(nèi)的自愈恢復(fù)，對(duì)普通負(fù)荷和一般敏感負(fù)荷基本無影響。三級(jí)自愈速度，也稱為秒級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在幾秒鐘內(nèi)的自愈恢 復(fù)，對(duì)敏感負(fù)荷有一定的影響，但對(duì)普通負(fù)荷無影響。四級(jí)自愈速度，也稱為分鐘級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在3分鐘內(nèi)即自愈 恢復(fù)，雖用戶都感覺到停電，但短時(shí)間恢復(fù)，會(huì)影響敏感負(fù)荷的正常運(yùn)行，但 對(duì)普通負(fù)荷基本無影響，而3分鐘以上則認(rèn)為不具備自愈能力。自愈速度也是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，自愈速度越快，說明電網(wǎng)智能設(shè)備投入越 大。針對(duì)不同的配電網(wǎng)及用戶負(fù)荷性質(zhì)，要從滿足用戶負(fù)荷要求實(shí)際出發(fā)，選擇 合適的自愈速度，同時(shí)也就選擇了合適的設(shè)備資金投入。2、供電自愈率。供電自愈率指標(biāo)作為配電網(wǎng)自愈能力的一項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，也可 作為配電網(wǎng)供電可靠性的一項(xiàng)考核指標(biāo)。它是指配電網(wǎng)事故時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng) 進(jìn)行自愈操作時(shí)的成功率以及自愈恢復(fù)供電負(fù)荷占故障跳閘失電總負(fù)荷的比率。 這項(xiàng)指標(biāo)可用于描述一個(gè)區(qū)域至一個(gè)城市的配電網(wǎng)對(duì)事故隱患與供電故障的自愈 恢復(fù)能力。供電可靠性是指對(duì)用戶連續(xù)供電的可靠程度，其指標(biāo)是對(duì)用戶停電時(shí) 間和次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，直接體現(xiàn)了配電網(wǎng)對(duì)用戶連