配电网自愈系统搭建及故障自愈技术研究

配电网自愈系统搭建及故障自愈技术研究

孙兰

云南电网有限责任公司昭通水富供电局  云南 昭通  657800

摘要：城市化的发展离不开优质、可靠、稳定的电网，目前，电网改造和建设是城市发展的重中之重。为了适应国家发展，满足人们日益增长的用电需求，应合理规划城市电网，并根据区域经济发展对城市配电网进行改造。配电网故障自愈技术属于一种新型技术，具有核心控制作用，能够使配电网进行自我感知及自我恢复，在了解配电网运行状况的基础上，实现配电网故障的自我诊断。

关键词：配电网；自愈系统；搭建；故障自愈技术

1配电网自愈系统搭建的必要性

自愈控制管理是高等级匹配电自动智能化（ADA）的关键核心作用功能，是对传统类型的配电自动智能化技术的发展和延拓，可以完成更高的电力系统可靠性和配电资产使用效率，可以友好地满足适合将来电网的各类挑战，包含各类分布式发电机器设备、储能、电动控制型汽车充电、放电设备设施的接入，要求侧反应等。智能配电网自愈控制管理是处理和解决我国配电网很长一段时间以来已有的机器设备使用效率低、电力系统可靠性低、线损比例高等核心问题的高精尖科技，是处理和解决DG大量接入的重点技术。（1）提高供电可靠性。通过配电网故障自愈系统能够快速定位、隔离故障，及时恢复供电，在提高电网供电能力的同时，也显著提高供电可靠性。（2）提高经济效益。配电网故障自愈系统在配电网发生故障后能够快速恢复无故障区域的供电，提高用电的可靠性，减少停电造成的经济损失，一方面有助于改善投资环境和工作生活环境，另一方面能够在最小范围内定位故障点，大大减少运行人员的故障排查工作，节约运行成本。（3）提高供电服务质量。提升供电企业社会形象，保障用户的最大利益。配电网故障自愈系统可明显减少停电次数、缩短停电时间，提高社会层面对电力行业的满意率，提高对供电服务的满意度。因此，配电网自愈系统的实施可以为电力行业获取显著的社会效益。（4）提高电力系统技术水平。配电网故障自愈系统投入使用，基于管控系统对设备状态的实时获取、设备运行数据的智能分析、电力生产计划和工作安排的高效集约、运维检修的精益管理，实现供电效率和效益的全面提升，其对最新的数字、信通及电力电子技术的应用，可促使配电系统的技术水平整体上升。

2配电网自愈系统搭建

针对自愈系统架构的配电网典型的双环网接线方式，自愈系统方案配置如下：1）完善的主保护。故障恢复的实现需依赖于故障的快速可靠隔离完成，因此分布式自愈系统中需配置完善的快速主保护：主干线路配置全线速动的快速主保护，如纵联电流差动保护或纵联方向保护，同时含有完整的后备保护和重合闸功能；开关站母线配置母线差动保护，作为母线故障的快速主保护；馈线和小电源线路以过流和零序过流作为主保护。2）自愈及故障隔离。每个开关站按母线配置自愈装置，每段母线配置1台。自愈装置配置故障自愈、备自投和故障解列、无压跳闸、失灵保护等功能，同时装置集成主干线路快速主保护、母线差动保护、馈线常规线路保护等功能，实现故障定位，并在保护装置拒动时基于故障定位的结果进行故障隔离。3）外部优先。当外部独立配置的保护装置中主保护动作时，不再进行自愈装置的故障定位判别，以外部保护装置的动作结果为准。为获取外部保护装置的动作信息，主干线线路保护装置的差动保护动作和后备保护动作出口以及母线差动保护动作出口需接入自愈装置，用以结合断路器位置信息判断故障是否隔离完成。

3配电网故障自愈技术研究

配电线路作为关键环节既能提高用户用电效率也能保证电能质量，同时也将电力系统主网和电力用户联系在一起。作为智能配电线路最主要的特征，自愈能力可以很好将配电线路的自我预防和自身恢复得以实现。随着计算机技术与增量配电网的发展，提升智能配电线路自愈技术同时也要注重于自愈控制的规范性，唯有这样才能不断提高电网供电可靠性。

3.1GOOSE通信

GOOSE通信是以高速网络为重要依据的，综合分析以及判断配电网单一终端、相邻终端信息，主要包含过流信息、开关位置等，快速定位故障区段的同时，实现自动化隔离。在防越级跳闸、故障区段定位中，GOOSE通信网是基础，也是核心，属于IEC61850重要服务模式。将高速P2P通信视为基础，借助Ethernet任意IED间均可构建通信连接。此通信系统主要运用的是不同类型的措施，确保信息传输实时性、可靠性。例如，报文传输映射方式在特殊处理以后会在数据链路层、物理层直接映射出来，以免通信堆栈出现传输延迟问题。系统中的重发机制可以在很大程度上确保数据包不会出现丢失现象，报文重发机制以及时间间隔慢慢增大，实现了报文传输实时性、可靠性统一化，而且报文连续丢失帧在2帧内。自愈控制原理在判定的时候包括故障状态、方向；开关拒动；跳闸、合闸、永跳命令；电压状态等。

3.2故障自动定位技术

应用故障自动定位技术能够使电力系统高效发展，可满足工程建设更多需求，也可借助智能化信息技术排除电力设备系统运行故障，降低系统能源损耗。应用智能配电网故障自动定位技术可判断配电网中的故障问题，确定出故障位置，确保故障问题随时得到解决，满足现代电网自动化建设需求。故障自动定位技术操作简便，可对信息数据实时监控，强化电力系统故障分析能力，保障整个电力系统的正常工作。同时，故障自动定位技术可以运用通信网络监管电力系统工作运行情况及各种数据信息，并对异常数据信息进行加工处理与分析行。针对配电网故障自愈技术的应用现状，科研人员需要进一步加大开发力度，不断优化电力故障线路自动定位手段，从而进一步提高电力故障线路定位的准确性。

3.3启动元件判别

在判别启动元件时，要对电气量进行实时计算，当故障发生的一瞬间，就要快速启动，并且确保较强的灵敏性以及较快的响应速度。此次设计启动元件使用的是相电流突变量、相电流稳态启动结合法。其中相电流突变量启动时，继电保护过程中，短路故障最大的特点是电流突然间变大，通常情况下，保护启动元件启用的是电流突变量，以此为判断的依据，当使用的电流突然变量的时候，并不会对电流突变方向考虑，此方法并不利于负荷变化频繁的系统。所以电流启动元件使用的是电流正突变量，也就是电流在增大的时候是正突变。相电流稳态启动具备较高的可靠性，多在电流突变量小的情况下使用。如果相电流大于阈值，元件动作会被启动。

3.4配电网建模仿真技术

建模仿真技术在故障自愈中发挥着重要作用，具有较高的灵活性，能够在一定程度上起到指挥作用。建模仿真技术不仅可以作为简单的计算工具，而且能够根据计算结果，结合配电网的实际情况，选择最佳的运行方案。相关人员可应用配电网建模仿真技术掌握配电网实际运行情况，分析智能配电网的进行和优化，加强配电网的故障恢复力，确保故障问题得到及时解决。各种形式的电力储能装置在动态运行过程中存在一定的差异，需要在不同仿真场景下建立适应性模型。可结合电力系统计算仿真方法和牛顿算法角度，提高配电网仿真计算能力。

4结束语

总而言之，配电网自愈控制技术具有较高的实用价值，保证了配电网的安全运行，提高了配电资产的利用率，配电网故障隔离与转供技术是配电网自动化技术的核心，分析当前电力系统配电线路面临的主要挑战，并提出解决方案，即配电线路自愈技术在故障重构之后综合考虑网损最小和操作开关次数最少的目标函数控制策略，为当前电力系统配电线路自愈技术优化策略工作提供参考价值。

参考文献

[1]庞福滨,袁宇波,戴锋,于奥迪,赵祎,夏历.全光纤电流互感器性能干扰因素分析及解决方案综述[J].高压电器,2022,58(07):64-72.

[2]吴愈.分布式电源大量接入对配网三相平衡的影响[J].集成电路应用,2022,39(02):206-207.