智能配电网自愈控制技术探讨

朱　凯，李志飞（国网安徽省电力公司滁州供电公司，安徽　滁州　239000）



智能配电网自愈控制技术探讨

朱凯，李志飞（国网安徽省电力公司滁州供电公司，安徽滁州239000）

能够实现自愈控制是智能配电网最为重要的一项特征，现阶段智能配电网自愈控制技术得到了广泛的应用，其可以极大地强化供电的可靠性，并且使长期以来我国配电网中存在的高线损率和设备利用率不高等问题得到有效地解决。基于此，本文针对智能配电网自愈控制技术进行了探讨，介绍了自愈控制的关键技术和体系设计，供大家参考。

智能配电网；自愈控制技术；供电可靠性

引言

在国家安全防御体系中电网安全保障体系属于一个非常重要的组成部分，智能配电网自愈控制技术的应用能够有效地保证电网的安全，这主要是由于在电网正常运行时智能配电网的自由控制可以实现优化和预警，并且诊断故障情况，明确相关故障的位置，确保能够及时地恢复供电。在未来的电网技术发展中智能配电网的自愈控制技术属于一个非常重要的发展趋势。

1　智能电网自愈控制概述

智能配电网自愈控制主要指的是能够在不同的配电网区域和层次进行有效的协调，并且可以实现优化技术指标和经济指标的一种控制策略和手段，其能够使配电网具有自我恢复、自我决策、自我诊断和自我感知等一系列的能力，确保在不同状态下的配电网实现经济、可靠和安全运行。智能配电网自愈控制在正常运行的配电网中主要是优化、监控和进行系统预警。在电网处于故障状态的时候，智能配电网的自愈控制技术能够准确的定位故障，并且对故障进行隔离处理，确保能够及时、快速地恢复供电［1］。下面介绍故障自愈的处理过程。图1中的10kV出线断路器分别是S1、S2以及S3，同时其具有自动跳闸的功能，站外开关为剩下的几个开关，而且其没有自动跳闸的功能，一旦有故障出现在A2～A3段线路间，那么就会从S1、A1、A2中经过短路电流，由于S1开关本身具备自动跳闸功能，所以其可以自动跳闸启动保护工作。

图1　智能电网自愈示例图

①故障启动：在该实例中启动条件为分闸加保护，一旦配电自动化主站检测到出现满足启动条件的保护动作信号，就会将故障分析启动。②故障定位：系统在分析到有过流信号动作出现在A1和A2开关中，同时其他的过流信号没有动作，所以将A2和A3之间确定为故障区域。③故障隔离：在将故障区域定位出来之后，将A2和A3开关断开。④故障恢复：将S1开关合上，这样上游恢复供电，将A6或者A9开关合上，下游就可以恢复供电。如果具有若干个下游恢复方案，这时候系统就会分析下游恢复方案的优先级别，并且以实际的情况优选下游恢复方案，最终将最优的恢复方案选择出来。

2　智能配电网自愈控制系统的关键技术分析

（1）故障隔离与网络重构的关键技术：在正常运行状态下智能电网的故障隔离与网络重构属于最为主要的自愈控制相关技术，其能够确保在发生外部严重故障或者内部相关故障的时候配电网实现自我恢复。结合自愈控制技术中就地控制和集中控制两个架构的协调性，通过对就地信息的保护装置的利用就能够快速地切除故障，而以全局信息为基础的网络重构则具备全局性的计算和优化的能力，然而其在进行分析、计算和执行的时候需要较长的时间，通过对不同控制方法的优点的利用，对其进行优化和协调，就能够实现最好的经济、技术控制效果［2］。

（2）大面积停电恢复技术和关键负荷在极端条件下的保障技术：其主要包括在严重内部故障状态下智能配电网的被动解列技术；在严重外部故障状态下的智能电网的主动解列技术；发生故障后的以网络重构为基础的智能配电网的恢复局部供电的技术；以网络重构为基础的智能配电网的电压控制技术；智能配电网在极端条件下的保障关键负荷的技术；以分布式电源为基础的极端条件下的智能配电网的黑启动技术。

（3）保护装置控制保护技术：其重点内容就是通过局部信息使多电源闭环供电的配电网形成网络式保护的相关技术；网络式保护装置在进行网络重构之后的自适应控制保护技术；以全局信息为基础的支撑平台和以局域信息为基础的保护装置之间的保护协调配合机制；电网保护测控一体化终端的相关技术；能够对故障分支进行指示的故障指示装置［3］。

（4）故障特性分析技术：其重点关注的内容为在电网出现不对称故障或者对称故障的时候储能装置、分布式电源的故障特性；微网在发生外部故障之后的故障特性；包含着储能装置、微网、分布式电源的智能电网的故障特性；智能电网故障特性受到的储能装置类型、分布式电源类型、负荷性质、负荷水平以及系统接地方式等因素的影响。

3　智能配电网自愈控制的体系设计

3.1智能配电网自愈控制的方案设计

（1）集中控制方式：要想实现集中控制，系统主站必须要具备高级分析计算功能。在发生故障后系统要向主站发送量测信息，对故障的位置和类型等进行分析、计算和判定，并且制定完善的控制决策，随后由智能终端或者保护装置对控制决策进行执行，基本上由主站完成整个故障的处理过程。主站和终端在集中控制方式下需要进行大量的数据通信，而且如果只依赖于主站实施分析和决策往往需要耗费大量的时间，无法使快速切除故障的需求得到充分地满足，所以目前如果想要单纯的依靠集中控制方式使智能配电网实现自愈控制具有较大的难度［4］。

（2）分散控制方式：要想实现分散控制，必须要依赖于智能终端和保护装置两者之间的相互配合。以局部信息为基础的智能终端和保护装置是清除故障和实现恢复故障后供电的主要装置。一般来说，分散控制方式具有较高的可靠性和效率，但是因为主站没有参与到这一过程来，尽管智能终端与保护装置两者之间具有一定的联系，但是其无法立足于全局性的角度实现对故障后过程的整体性协调，也无法与频繁变化的网络运行方式相适应，因此限制了这一控制方式的应用。不过，由于现在越来越多的应用到了以多代理为基础的分布式计算技术，因此未来分散控制技术有望得到进一步的推广和应用。

（3）集中——分散协调控制方式：该控制方式同时具备分散控制和集中控制两者的优点，可以进行分布式协调控制。通过保护装置的配合能够清除故障，而通过主站分析计算后所发出的各种控制命令能够尽快的实现故障后的恢复供电。该控制方式除了具有快速的故障切除速度之外，而且还具有较强的全局协调优化功能，能够与多变的网络运行方式相适应，因此在现阶段得到了非常广泛的应用。

3.2智能配电网自愈控制方案的实现基础

配电自动化是实现自愈控制技术的基础，而要想实现自愈控制技术，智能配电网需要具备以下条件：①具有各种智能化的配电终端设备和开关设备。②具备储能设备、分布式电源、多电源或者双电源，并且配备具有较高可靠性和灵活性的网络拓扑结构。③具备强大的信息能力和可靠性高的网络通信。④主站系统要具有预警、评估、计算、分析等一系列的智能化功能。自愈技术相对于传统的配电自动化技术而言具有更高的主站功能系统要求，因此其能够使分布式电源的灵活接入要求得到充分满足。

4　结语

智能配电网的自愈控制技术在解决大量的分布式电源接入问题、预防大面积停电事故发生、抵御连锁故障、提升配电网安全性和可靠性等方面均发挥了十分重要的作用，而且属于非常关键的技术手段，其应用前景非常广阔。为了能够进一步的推广和应用智能配电网的自愈控制技术，就必须要形成完善的智能电网综合评价机制，从而对智能电网的发展进行有效引导，同时要加快智能电网自愈控制技术的研发工作，全面地推动我国智能配电网的不断发展。

［1］刘 蓓，汪 沨，陈 春，黄 纯，曹一家，张 飞，董旭柱.一种配电网故障阶段式恢复方法［J］.电力系统保护与控制，2014（03）.

［2］董旭柱.智能配电网自愈控制技术的内涵及其应用［J］.南方电网技术，2013（03）.

［3］董旭柱，黄邵远，陈柔伊，李 鹏，张文峰.智能配电网自愈控制技术［J］.电力系统自动化，2012（18）.

［4］刘新东，李伟华，朱勇，王得道，付 晓.基于多代理技术的分布式电网自愈控制策略研究［J］.电力系统保护与控制，2012（17）.

2016-5-1

TM76

A

2095-2066（2016）14-0032-02