有源配电网的馈线自动化效果评价研究

吕慧娟黄爱华

（平顶山供电公司，河南 平顶山 467000）

有源配电网的馈线自动化效果评价研究

吕慧娟黄爱华

（平顶山供电公司，河南 平顶山 467000）

摘要：伴随信息技术的不断发展，传统被动单向式供电配电网已经很难满足当前的需要，亟须向双向供电的配电网发展，有源配电网是妥善处理该问题比较有效的方法。但是，有源配电网中传统馈线自动化技术根本无法确保选择的正确性，必须研究出更加科学合理的评价方法。本文主要根据现阶段大量分布式能源接入配电网面临的电网自动化问题，从馈线自动化动作过程和结果两个方面来细致深入地评价其处理效果，然后阐明了相应的评价方法，希望为推动有源配电网的馈线自动化技术发展提供借鉴。

馈线自动化；有源配电网（ADN）；评价方法

在实践中推行馈线自动化（FA）能够明显改善配电网供电可靠性，这项技术具有非常重要的作用。它是馈线自动化技术能够应用到实践中的基础条件，必须科学合理地评价它在配电网络上出现故障之后的动作成功率，具体来说，也就是应准确有效地评估产品性能、故障处理效果等诸多方面。本文首先阐明了馈线自动化传统评价方法，然后分析了相应的量化评价指标体系，接着从动作过程和结果这两个方面入手，评价了其故障处理效果。

一、传统FA的评价方法

具体来说，对于FA，存在着诸多类型的处理模式，其中包括电压时间型就地控制模式、集中式主站模式等等。就各种模式而言，各家供应商所对应的处理策略同样存在着一定的差异，动作过程同样存在着一定的差异。通常情况下，对馈线自动化的动作结果评价，往往通过以下两个方法来进行：第一，对最终结果进行检查，分析其是不是和设定结果相符，第二，对动作过程进行检查，分析其是不是和设定过程保持相符。

上述方法能够或多或少体现不同馈线自动化系统的有效性、准确性，然而，需要注意的问题是，它们具有诸多缺点有待于改善，主要包括以下5方面缺点，具体如下所示：

第一，故障处理的操作，存在着非常苛刻的时序性，例如，在尚未隔离故障区以前，根本无法对非故障区实施相应的恢复操作，要不然肯定会造成故障范围的进一步拓展，使得正常线路可能无法安全供电，所以，就算动作结果状态是正确的，同样无法确保动作过程的安全性。

第二，只是可以做出定性评估，而根本不能判断非故障区的恢复比例与速度等各项参数。

第三，当输入信息不完善或条件不具备的时候，此时所获得的最终结果一般和提前设定的结果存在区别，然而，各种处理策略对于客户的作用存在着一定的差异，这根本不能体现出来。

第四，故障处理结果，一方面和供电区域恢复范围存在着紧密联系，另一方面还和恢复的速度存在着联系。

第五，处理故障的时候，可能的错误行为将造成故障的进一步蔓延或造成检修区段带电。

二、有源配电网（ADN）的FA评价指标体系

由于信息技术一直在发展，传统被动单向式供电配电网已经和当前的需求产生矛盾，双向供电的配电网成为发展趋势，ADN能够很好地把该问题解决。

ADN是指拥有组合控制不同类型的分布式能源分布式发电（DG）、可控负荷、储能、需求侧管理等能力的配电网络，它旨在进一步改善配电网的经济运行能力与主动分配能量的能力，改善配电网利用率以及用电质量，使得供电安全性得到提高。在这里，FA属于其中的有机组成部分，同时还是改善供电可靠性的有效方法。但是，在高渗透率的分布式能源接入的环境中，现阶段业界已有的馈线自动化技术已经无法有效满足ADN控制的需要。

本文主要以ADN的特征为基础，以FA动作过程和结果两个层面切入，认真的评价了其处理效果，阐明了ADN的馈线自动化效果评价方法，从而能够在理论层面为该项技术的发展奠定基础。

（一）ADN的供电区段状态定义

按照ADN供电区段在出现故障与做出应对处理前后的改变特点，我们能够把其分成以下4种状态，四者分别是故障、正常、待恢复、停电状态。ADN在正常工作的时候，初始化全部带电区段均处于正常状态中，另外，那些非带电区段则处于停电状态之中。出现故障以后，由于出口断路器与分布式电源出口保护跳闸造成停电的非故障区域的状态是“待恢复”，与之相对应，那些故障区段的状态则为“故障”。

（二）故障处理过程系数K

处理故障的过程中，经由对操作开关造成的开关位置改变进行连续网络拓扑分析，我们能够获得不同区段状态的改变，而且能够得到各个操作过程的安全性，将其当作处理失效与否的判断依据，同时可以通过K来反应处理操作的结果。要是一次故障处理过程中没有任何一个区段存在任何错误状态变迁，在这种情况下，那么该指标取1，否则，该指标取-1。

（三）ADN的故障处理电量恢复率fsh

用下面的式（1）之中的fsh指单位时间内，故障处理动作被恢复供电的供电量Psh和线路不发生故障时供电量Pnm两者的比值，具体公式如下所示：

fsh=Psh/Pnm×100% （1）

在这里，对于Psh来说，其和最终恢复区段的大小以及速度存在着关联，正是如此，所以这一个参数不仅涉及到供电故障处理率与故障处理速度，而且还涉及到配电线路中有关经济指标，例如区段负荷量等参数，除此之外，还能够体现出配电一次网络的可靠性。毋庸置疑，fsh这一个指标和单位时间的大小存在着联系，时间愈久，那么这一个参数的可比较性相应的愈小。鉴于大部分故障处理模式的操作时间均处于3分钟之内，在这里，我们能够将fsh取值为3min。

（四）ADN中分布式电源供电恢复率fDG

ADN中应当注重以下问题，将分布式电源引入到传统的无源配电网以后，在故障处理操作过程中比无源电网更多的电量恢复影响。鉴于此，我们结合上文中提到的fsh，在此处阐明了fDG，具体来说，也就是因将ADN引入到分布式电源之中，由其在故障处理后给配电网络提供的电量恢复。即单位时间内，因故障处理动作被恢复供电的供电量Psh减去在不考虑分布式电源接入的电网因故障处理动作被恢复供电的供电量Ptr后，和不发生故障时供电量Pnm的比值，即fDG=（Psh-Ptr）/Pnm×100%（2）。通过上述公式，毋庸置疑，我们可以看出fDG和fsh这两个指标大致类似，因此，此处我们将fDG取值为3min。

三、故障效果评价研究

在这里，结合指标K，下面的公式（3）为我们展示了在ADN条件下对单次故障处理的可靠性量化指标，具体来说，也就是Fsh=K×（fsh+0.1）-K×0.1+K×fDG（3）。上面的式子里面，0.1这一技术性处理具有非常重要的作用，当屏蔽故障处理电量恢复率是0的时候，能够将故障处理过程中的错误掩盖。Fsh≥0表示了该FA的故障处理效果；如果Fsh＜0，那么说明故障处理操作过程存在不合理性。K×fDG主要反应了ADN和无源配电网的故障效果之间的不同。

上述的评价方法，既能够验证各种FA技术在ADN条件下，是不是具备正确处理故障的能力，还构建起各种FA方法在ADN条件下的效果评价方法。

结语

综上所述，本文首先阐明了传统FA的主要特征，然后ADN的FA的评价指标体系进行分析，具体来说，主要涉及到以下几方面内容：第一，阐明了供电区段状态定义，第二，阐明了K，第三，阐明了指标fsh，第四，阐明了指标fDG。根据上文中探讨的几个关键指标，本文研究ADN的馈线自动化效果的量化评价方法，从而在技术层面为FA方法在今后的ADN上的有效运用创造了有利条件。

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